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关键词：
电解水;制氢;酸性离子液体;催化活性;活化能
发表时间：
2017-02-07 16:50:18
二次离子质谱(Secondary ion mass spectrometry } SIMS)[‘]是利用质谱法分析离子束溅射表面产生的
二次离子而获取材料表面化学组成信息的一种高灵敏方法。经过三十多年发展，SIMS技术己成为一种
表面化学成分分析，特别是微区分析的重要研究手段，可以进行微区成分成像和深度剖面分析[}z}。但
是样品损耗和定量分析一直是SIMS技术的瓶颈，其中一个重要原因是在溅射产物中，带电粒子所占比
例仅为10-5一10-'，与原子序数、电离电势及亲合势有关，并因其它成分存在而变化(Matrix effect) }3} o
检测这些中性粒子，不仅可以提高分析灵敏度，而且这些中性粒子的含量变化比荷电粒子低几个数量
级，这为定量分析带来了新的希望，这就是近几年发展的二次中性粒子质谱技术(Secondary neutral mass
spectrometry } SNMS)[‘]。
SNMS技术核心是后电离技术(Post ionization)，即用合适方法电离这些中性粒子。目前用于SNMS
中后电离技术主要有。teas, e-beam、激光束等几种电离方法[00。研究表明，激光电离方法的电离效率比
前两者高1 }2个数量级。激光电离包括共振电离[#]和非共振电离[[5]。前者需要将激光调谐到待分析
原子的特定波长，不能同时电离不同元素;后者需要激光功率足够高，如Cu的饱和电离强度约
10'0 W /c耐C07，这种强场电离过程与弱场近视下的多光子电离过程不同，是通过激光电场对原子电离势
垒有效抑制，束缚电子通过隧道电离过程完成的，其电离效率于激光场强、波长和原子电离势等因素有
关[6 - 9]。飞秒激光聚焦后可以达到10'4 ^- 10'5 W /cmz，远高于一般元素电离需要的电场强度闽值，对于
元素分析而言，这种强场非共振电离具有独特的优点，可以同时电离多种元素[[7]。近年来，飞秒激光与
二次离子质谱结合应用备受关注[7 - 9]。
定量分析方面，不同元素的中性溅射产额差别远小于离子产额差别，而且中性粒子脱离基体表面，
己不受基体表面影响，电离过程和溅射过程分离，更容易实现定量分析。研究表明，对溅射的中性粒子
分析可以实现定量化[[A,9]。目前国内SIMS的研究工作主要集中在各个应用领域的分析研究，如地质定年
分析[D of、薄膜材料纵向分布[00、应变硅材料分析[o z}陨石中Cr同位素丰度分布[00戴松涛等D47研制了
基于共振电离的多功能微区分析;徐福兴等[I S」对二次离子质谱的溅射离子光学系统进行了优化设计。
二次离子而获取材料表面化学组成信息的一种高灵敏方法。经过三十多年发展，SIMS技术己成为一种
表面化学成分分析，特别是微区分析的重要研究手段，可以进行微区成分成像和深度剖面分析[}z}。但
是样品损耗和定量分析一直是SIMS技术的瓶颈，其中一个重要原因是在溅射产物中，带电粒子所占比
例仅为10-5一10-'，与原子序数、电离电势及亲合势有关，并因其它成分存在而变化(Matrix effect) }3} o
检测这些中性粒子，不仅可以提高分析灵敏度，而且这些中性粒子的含量变化比荷电粒子低几个数量
级，这为定量分析带来了新的希望，这就是近几年发展的二次中性粒子质谱技术(Secondary neutral mass
spectrometry } SNMS)[‘]。
SNMS技术核心是后电离技术(Post ionization)，即用合适方法电离这些中性粒子。目前用于SNMS
中后电离技术主要有。teas, e-beam、激光束等几种电离方法[00。研究表明，激光电离方法的电离效率比
前两者高1 }2个数量级。激光电离包括共振电离[#]和非共振电离[[5]。前者需要将激光调谐到待分析
原子的特定波长，不能同时电离不同元素;后者需要激光功率足够高，如Cu的饱和电离强度约
10'0 W /c耐C07，这种强场电离过程与弱场近视下的多光子电离过程不同，是通过激光电场对原子电离势
垒有效抑制，束缚电子通过隧道电离过程完成的，其电离效率于激光场强、波长和原子电离势等因素有
关[6 - 9]。飞秒激光聚焦后可以达到10'4 ^- 10'5 W /cmz，远高于一般元素电离需要的电场强度闽值，对于
元素分析而言，这种强场非共振电离具有独特的优点，可以同时电离多种元素[[7]。近年来，飞秒激光与
二次离子质谱结合应用备受关注[7 - 9]。
定量分析方面，不同元素的中性溅射产额差别远小于离子产额差别，而且中性粒子脱离基体表面，
己不受基体表面影响，电离过程和溅射过程分离，更容易实现定量分析。研究表明，对溅射的中性粒子
分析可以实现定量化[[A,9]。目前国内SIMS的研究工作主要集中在各个应用领域的分析研究，如地质定年
分析[D of、薄膜材料纵向分布[00、应变硅材料分析[o z}陨石中Cr同位素丰度分布[00戴松涛等D47研制了
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