在材料表征、催化研究、化工过程监控及热分解机理分析等领域,单一分析手段往往难以全面揭示反应全貌。将热重分析仪(TG)、在线气体质谱仪(MS)与红外光谱仪(IR)进行联合使用,能够同步获取样品质量变化、逸出气体成分与分子结构信息,为复杂反应过程提供多维度的数据支撑。
上海伯东作为专业的质谱分析设备供应商,基于自主研制的 Hakuto Genius 在线气体质谱仪,成功构建了 TG-MS-IR 三机联用系统。该系统支持灵活的组合模式(TG-MS、TG-IR、TG-MS-IR),可满足从基础研究到工业质控的多样化需求。
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热重-质谱-红外联用系统由三台核心仪器构成:
热重分析仪(TG) :实时记录样品在程序控温下的质量变化,定量反映热分解、氧化、吸附等过程的失重或增重台阶。
红外光谱仪(IR) :对逸出气体进行在线红外扫描,获取特征官能团信息,辅助鉴定未知气体分子结构。
在线气体质谱仪(MS) :对逸出气体进行高灵敏度、高速度的定性和半定量/定量分析,尤其适用于低浓度、多组分瞬态逸出物种的检测。
三台设备既可独立运行,也可根据实验需求两两或三机联用。在 TG-MS-IR 全联用模式下,样品热失重过程中的每一瞬态逸出气体,均被同步输送至红外光谱仪和质谱仪,实现 “质量变化—分子结构—组分浓度” 三位一体的同步解析。这一配置显著提升了复杂未知混合气体成分分析的效率与可靠性,尤其适用于:
残留物及分解产物的精准鉴定
原材料的纯度与热稳定性表征
合成反应中间产物的在线捕捉
物质理化性质与温度、时间的关联规律研究
Hakuto Genius 专为在线气体分析场景而设计,在与TG和IR联用时,展现出以下突出优势:
可同时监控多达 128种质量数(即128种不同质荷比的离子),确保对热分解过程中多种逸出组分(包括不稳定中间体)进行并行实时跟踪,不遗漏关键信息。
扫描速率高达 1000次读数/秒/amu,能够在极短时间内完成多组分气体的定性分析,并精确捕捉端点检测和快速过程变化,与TG的连续升温完美同步。
质量数可选 1-100 / 1-200 / 1-300 amu(视配置而定),覆盖从氢气(2 amu)到重烃及含氟/含氯工艺气体的全谱段检测需求。
配备 法拉第杯(Faraday) + 二次电子倍增器(SEM) 双检测器,检测限低至 < 100 ppb,既能在高浓度主组分不饱和检测下工作,又能精准量化痕量杂质或微量反应副产物。
采用 钼材质四极杆系统(6 mm直径,125 mm长度) ,质量分辨率可调 0.5 – 2.5 u(10%峰高处),相邻质量贡献控制在 <10 / <20 / <50 ppm(视质量范围而定),确保复杂混合气体中相邻质量峰的清晰分辨。
支持 不锈钢/石英毛细管 或 1/4英寸手动调节阀 选配,持续进样设计,两级减压毛细管适应宽压力范围(1.33×10⁵ mbar – 30 psi),最高工作温度 200℃,可匹配TG炉体出口高温管路的直接连接需求。
内置集成式涡轮分子泵系统,整机重量仅 20 – 30 KG,尺寸 629×350×340 mm,搭配 10英寸触摸屏 及 PV MassSpec 分析软件,操作直观,无需复杂外围真空搭建。
Hakuto Genius 在线气体质谱仪设计上充分考虑了与外部设备的协同工作能力,兼容市面上各主流品牌的热重分析仪、化学吸附仪、反应釜、管式炉等。通过标准通讯接口,可实现:
全自动联控启动与停止
TG温度/质量信号与MS、IR数据的时间轴完全同步
数据一体化导出,消除手动对齐误差
这为催化反应原位监测、材料热稳定性评价、ALD/ALE工艺腔室气体分析等前沿应用,提供了即插即用、可靠稳定的完整解决方案。
| 参数项目 | 规格 / 选项 |
|---|---|
| 质量数范围 | 1-100 / 1-200 / 1-300 amu(可选) |
| 分析器类型 | 四极杆质量分析器 |
| 检测限 | < 100 ppb |
| 进样连接方式 | 不锈钢 / 石英毛细管,或1/4英寸手动调节阀(选配) |
| 进气方式 | 持续进样 |
| 减压方式 | 两级减压毛细管 |
| 最高工作温度 | 200 ℃ |
| 杆系统材质/规格 | 钼,6 mm 直径,125 mm 长度 |
| 相邻质量贡献 | < 10 / < 20 / < 50 ppm(视质量范围而定) |
| 质量分辨率 | 可调,0.5 – 2.5 u(10%峰高处) |
| 停留时间 / 扫描速度 | 1 ms – 16 s/u |
| 气体流量 | 1 – 2 sccm |
| 操作界面 | 10英寸触摸屏 |
| 分析软件 | PV MassSpec |
| 检测器类型 | 法拉第杯(Faraday)+ 电子倍增管(SEM) |
| 内置真空系统 | 集成式紧凑系统,配备涡轮分子泵 |
| 整机重量 | 20 – 30 KG |
| 外形尺寸(长×宽×高) | 629 × 350 × 340 mm |
| 电源要求 | 220 VAC |
| 取样压力范围 | 1.33×10⁵ mbar – 30 psi |
注:以上参数基于标准配置,定制选项请咨询上海伯东销售工程师。
新能源电池:电解液分解、产气行为分析
干泵状态监测:泵内残留气体成分实时追踪
光/热催化:反应中间产物及转化率动态分析
石油裂解/煤气分析:复杂烃类混合物快速鉴定
气体输送监测:纯度及痕量杂质在线核查
腔室特征匹配:ALD/ALE工艺中前驱体分解与副产物监控
上海伯东 Hakuto Genius 在线气体质谱仪,凭借其高速、高灵敏、宽质量范围及双检测器设计,与热重分析仪和红外光谱仪实现了深度集成。该三机联用系统不仅拓宽了单一仪器的分析边界,更以实时、同步、多维度的数据输出能力,为科研与工业客户提供了高效、可靠的气体原位分析新选择。
如您对TG-MS-IR联用配置、Hakuto Genius质谱仪定制或具体应用场景感兴趣,欢迎与我们联系,获取更多技术资料或预约演示。
上海伯东企业(上海)有限公司