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高场非对称波形离子迁移率谱(High Field Asymmetric Waveform Ion MobilitySpectrometry, FAIMS)是一种利用离子在高电场下迁移率的非线性变化实现气相分离的离子检测技术,在痕量爆炸物、化学战剂以及挥发性有机化合物等快速检测方面具有广阔的应用前景。本论文以化学战剂模拟剂甲基磷酸二甲酯(Dimethylmethylphosphonate,DMMP)为检测对象,研制一种具有密闭循环气路结构以及膜进样装置的FAIMS系统,为痕量有害化学物质的现场快速检测提供一种新的途径。 搭建了FAIMS系统,主要包括离化源、平板型FAIMS漂移管、密闭循环气路及相关外围控制电路;制备了聚四氟乙烯平板型漂移管;设计了密闭循环气路结构,省却了空气源,减小了系统体积,同时研究了气路结构对FAIMS图谱的影响;设计并制备了采用聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)半透膜的膜进样装置,设计了常规膜进样模式和预富集膜进样模式;开发了信号放大电路,可实现pA级电流的放大,并有效降低了高频高压信号对检测信号的干扰。 以乙醇和DMMP为测试样品,研究了高场非对称波形电压、循环载气流量、进样温度、偏置电压对检测灵敏度的影响,并优化了乙醇及DMMP检测的最佳系统参数;利用常规膜进样模式以及预富集膜进样模式进行了DMMP样品检测,常规模式下的检测限约为0.136mg/m3,预富集模式下检测限约为0.01mg/m3。