1、线站简介

能源转换及天体化学光电离质谱线站依托合肥先进光源，采用同步辐射光电离质谱技术，结合超声分子束取样与高分辨飞行时间质谱，建有“两线三站”（白光支线+单色器支线；天体化学、燃烧化学、催化化学三个实验站）。线站具备高光通量（最高10¹⁶ phs/s）、高能量分辨（>5000）与高质谱分辨（>5000@128 amu）等优势，可实现对燃烧、催化、大气及天体化学过程中痕量中间体（ppm甚至ppb级）的原位、在线、高灵敏探测，为能源转化与星际化学研究提供国际领先的实验平台。

图1 光束线与实验站总体布局示意图

2、关键参数

表1光学技术参数

表2质谱仪技术参数

表3实验站技术参数

3、科学目标

线站面向国家重大战略需求与基础科学前沿，重点开展以下四个方向的研究：

·国防领域：研究航空发动机与火炸药的可控燃烧机理，建立大分子碳氢燃料燃烧化学数据库，支撑先进发动机优化设计。

·能源催化：原位探测催化反应中痕量中间体，揭示碳基能源转化机制，助力“双碳”目标实现。

·大气科学：解析二次气溶胶（如PM2.5）生成机制，揭示我国复杂大气污染成因。

·天体化学：模拟星际环境，探测复杂有机分子（如氨基酸、核糖前体），探索生命起源。

4、可为企业提供的服务

1) 航空煤油/火箭推进剂燃烧机理研究与简化机理开发;

2) 工业催化剂原位表征与反应路径分析；

3) 大气污染物（VOCs、二次气溶胶）生成机制研究；

4) 锂电池热失控产物解析，热失控机制及监测；

5) 高分辨质谱检测服务（痕量中间体、同分异构体区分）；

6) 定制化高压/高温/低温反应器设计与实验验证。

5、最新进展

气体滤波池方面，完成了轴向移动和狭缝方案设计，开展了内部结构模拟及T5长度变化影响分析，通过差分孔结构（T-6构型）优化，改善了束流效应和真空度兼容性。相关成果已发表论文一篇，并申请专利一项。质谱仪器方面，构建了射频八极杆离子传输系统仿真模型（4 MHz、100 V），传输效率超过50%；实物系统完成调试，采用TDC采集方式使初步探测灵敏度达到1 ppb；同时搭建了ADC信号采集系统，对100 ppb苯和甲苯标气进行测试，离线灵敏度同样优于1 ppb。此外，搭建了电源稳定性监测系统，用于实时监控离子调制电极的工作状态。

图2气体滤波池内部结构模拟测试

图3 高分辨飞行时间质谱八极杆导入器实物和射频电源

图4 标气动态线性范围测试（苯和甲苯）

6、线站负责人：赵龙   zhaolong@ustc.edu.cn