©2022 安益谱精密仪器. All Rights Reserved.

原位/在线小分子质谱仪-安益谱 RGA6500 原位 / 在线小分子质谱仪 - 热重联用技术


在材料科学、能源化工、环境治理、高分子材料等领域,样品的热稳定性、热解机理及分解产物分析是揭示物质本质、优化工艺设计的核心环节。传统热重分析(TGA)仅能提供样品加热过程中的质量变化数据,却无法直接识别分解产生的气体成分;单一质谱检测虽能精准定性气体分子,却缺乏与样品质量变化的动态关联。安益谱自主研发的 RGA6500 原位 / 在线小分子质谱仪,通过与热重分析仪的深度联用,构建了 “质量变化追踪 + 气体成分实时监测” 的一体化分析体系,实现了从宏观热行为到微观成分演化的全维度表征,为样品热解与分解过程的深入研究提供了颠覆性技术工具。

原位/在线小分子质谱仪-安益谱 RGA6500 原位 / 在线小分子质谱仪 - 热重联用技术(图1)

安益谱原位/在线小分子质谱仪 RGA 6500

一、联用技术原理:同步捕获热行为与成分演化信号

RGA6500 原位 / 在线小分子质谱仪与热重分析的联用,核心在于 “原位采样 - 快速传输 - 精准检测” 的无缝衔接,其技术原理可概括为三大关键环节:
  1. 同步联动控制:通过专用接口与通讯协议,实现质谱仪与热重分析仪的程序同步 —— 热重仪按照预设升温速率(5-50℃/min)、气氛条件(空气、氮气、氩气等)对样品进行加热,RGA6500 实时响应热重仪的温度信号,同步启动气体检测流程,确保质量变化与气体生成的时间 / 温度节点完全匹配。
  2. 原位 / 在线气体采样:采用定制化耐高温采样接口(耐温可达 1200℃),直接对接热重仪的气体出口:原位模式下,采样探头贴近样品表面,捕获样品热解初期释放的微量气体;在线模式下,通过惰性气体吹扫将分解气体快速引入质谱检测系统,避免气体组分吸附、冷凝或二次反应,保障成分真实性。
  3. 小分子精准检测RGA6500 搭载高灵敏度电子轰击电离源(EI)与快速扫描四极杆质量分析器,对热解产生的小分子气体进行实时定性与半定量分析。通过特征离子峰精准识别气体成分,结合峰强度变化追踪各成分的释放速率与累积量。

二、联用系统核心优势:突破传统分析技术局限

相较于单一热重分析或离线质谱检测,RGA6500 - 热重联用技术具备四大核心优势,完美解决传统方法的痛点:
  1. 同步性强,数据关联度高:质量变化曲线(TGA 曲线)与气体成分质谱图实时对应,可直接锁定 “某一温度区间的质量损失源于何种气体的释放”。
  2. 检测灵敏度高,覆盖痕量成分RGA6500 采用高真空系统与优化的离子光学设计,对小分子气体的检测限低至 ppb 级别,可捕获热解初期释放的微量中间产物,避免因离线采样导致的痕量成分流失或浓度稀释,助力揭示热解反应的中间路径。
  3. 原位 / 在线灵活切换,适配多样场景:原位模式适用于研究样品表面热解反应、催化剂表面吸附 - 脱附行为等界面过程;在线模式可应对大量气体释放的场景,两种模式切换无需复杂改装,满足不同研究需求。
  4. 快速响应,实时追踪动态过程:四极杆质量分析器的快速扫描能力与热重仪的连续升温程序完美匹配,可在毫秒级时间尺度上捕获气体成分的瞬时变化,清晰呈现热解反应的阶段性特征。

三、关键应用场景:赋能多领域科学研究与工艺优化

RGA6500 - 热重联用技术凭借其全维度分析能力,已广泛应用于多个领域,成为从基础研究到工业应用的核心分析工具:
  1. 高分子材料热稳定性与降解机理研究:对塑料、橡胶、纤维等高分子材料,可同步分析其热分解过程中的质量损失规律与降解产物,明确热稳定区间、降解温度阈值及关键降解路径,为材料改性提供数据支撑。
  2. 能源材料(煤炭、生物质、电池材料)热行为分析:在煤炭热解 / 气化研究中,可实时监测 H₂、CO、CH₄等可燃气体的生成速率与产量,结合质量损失数据优化气化工艺参数;对锂电池电极材料,可追踪加热过程中电解液分解、粘结剂挥发、气体逸出的规律,评估材料热安全性。
  3. 催化剂性能评价:研究催化剂在加热或反应气氛下的吸附 - 脱附行为,结合质量变化判断催化剂的活性位点稳定性、积碳生成规律,为催化剂筛选与再生工艺优化提供依据。
  4. 环境污染物热解处理研究:对固体废物、危险废物的热解处理过程,实时监测分解产物的生成与演化,评估热解工艺的环保性,优化处理温度与气氛条件,减少有害气体排放。
  5. 无机材料热分解与相变研究:对碳酸盐、氢氧化物、硝酸盐等无机化合物,同步分析其热分解过程中的质量损失与气体产物,精准确定分解温度、相变温度及反应焓变,为无机材料的制备与应用提供基础数据。

四、技术价值与总结

安益谱 RGA6500 原位 / 在线小分子质谱仪与热重分析的联用技术,打破了传统分析方法 “重宏观、轻微观”“重静态、轻动态” 的局限,通过同步捕获样品加热过程中的质量变化与气体成分信息,实现了从 “是什么(质量变化)” 到 “为什么(成分演化)” 的深度解析。该技术不仅为科学研究提供了更全面、更精准的实验数据,助力揭示物质热行为的本质规律,更能为工业生产中的工艺优化、产品质量控制、安全风险评估提供切实可行的解决方案。
作为国产原位 / 在线质谱技术的代表,RGA6500 凭借其高灵敏度、高同步性、灵活适配的核心优势,推动了热分析技术的升级迭代,为多领域的创新发展注入了强劲动力。未来,随着联用技术在更多细分场景的深度应用,必将持续赋能科学研究与工业升级,为解决关键技术难题、推动行业高质量发展提供可靠的技术保障。