JPH05288651A - 質量校正用試料 - Google Patents

質量校正用試料

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JPH05288651A
JPH05288651A JP11827892A JP11827892A JPH05288651A JP H05288651 A JPH05288651 A JP H05288651A JP 11827892 A JP11827892 A JP 11827892A JP 11827892 A JP11827892 A JP 11827892A JP H05288651 A JPH05288651 A JP H05288651A
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JP
Japan
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mass
pitch
fluorinated pitch
temperature
liquid
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JP11827892A
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English (en)
Inventor
Akira Matsumoto
明 松本
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Osaka Gas Co Ltd
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Osaka Gas Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高質量領域を含む広い質量範囲に亘って整数
質量の校正ができ、しかも多くのイオン化モードで1/
1000単位の質量の測定を可能とする質量校正用試料
を提供する。 【構成】 フッ化ピッチを主成分とする質量校正用試
料。フッ化ピッチとして、ピッチとフッ素とを0〜35
0℃程度で反応させた固体状フッ化ピッチ、及びこれを
さらに昇温して得られる液状フッ化ピッチが使用でき
る。特に、固体状フッ化ピッチと液状フッ化ピッチとの
混合物が好ましい。フッ化ピッチは、高質量領域、例え
ばm/z値が800以上の範囲においても安定したピー
クが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、質量分析法において、
質量を校正するために用いる標準物質に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】質量
校正用試料は、質量分析法において、質量を校正するた
めの標準物質であり、この試料を用いることにより、未
知物質の正確な質量数を測定することができる。
【0003】質量分析におけるイオン化法として、電子
衝撃イオン化法(EI)、化学イオン化法(CI)、電
界脱離法(FD)、電界イオン化法(FI)、高速原子
衝撃法(FAB)等がある。また、質量分析における質
量の校正方法には、未知試料とは別に校正用試料のみを
質量分析に付し、整数質量を校正する方法と、校正用試
料と未知試料とを同時に質量分析に付し、未知試料の1
/1000単位の質量を校正する方法の二種類がある。
前者では校正用試料と未知試料のイオン化法は異なって
もよいが、後者の場合は、校正用試料と未知試料とを同
時に質量分析に付すため、同一のイオン化法に限られ
る。
【0004】質量校正用試料は、イオン化された時、生
成したイオンが広い質量範囲に亘って分布を持つものが
望ましい。代表的な質量校正用試料として、パーフルオ
ロケロセン(PFK)、ポリエチレングリコール、パー
フルオロアルキルホスファジンなどが知られている。
【0005】前記整数質量の校正において、質量校正用
試料としてPFKを用いると、単位電荷当りの質量数
(m/z値)が数十から800程度の範囲にフッ素化炭
素のピークが得られるが、m/z値が800以上の領域
ではピークがほとんど検出されない。また、整数質量校
正用として、適当な試料がない。
【0006】一方、1/1000単位の質量の校正を行
う場合、校正用試料と未知試料とを同時にイオン化する
必要があるが、PFKはEI法及びCI法にしか適用で
きないため、他のイオン化法による未知試料の質量分析
には使用できない。また、ポリエチレングリコール及び
パーフルオロアルキルホスファジンはEI法、CI法以
外のイオン化法にも用いることができるが、前者はイオ
ン化時間が短いため取扱が困難であり、後者は1/10
00単位の質量の校正ができない。
【0007】従って、本発明の目的は、高質量領域を含
む広い質量範囲に亘って整数質量の校正ができ、しかも
多くのイオン化モードで1/1000単位の質量の測定
を可能とする質量校正用試料を提供することにある。
【0008】
【発明の構成】本発明者は、前記目的を達成するため鋭
意検討した結果、フッ化ピッチを質量校正用試料として
用いると、高質量領域を含む広い質量範囲に亘って整数
質量の校正ができ、しかも多くのイオン化モードで1/
1000単位の質量の測定ができることを見出だし本発
明を完成した。
【0009】すなわち、本発明は、フッ化ピッチからな
る質量校正用試料を提供する。
【0010】フッ化ピッチには、固体状フッ化ピッチ及
び液状フッ化ピッチが含まれる。
【0011】前記固体状フッ化ピッチは、特開昭62−
275190号公報に開示されている。このフッ化ピッ
チは、ピッチをフッ素ガスによりフッ素化することによ
り得られる。
【0012】ピッチは、芳香族縮合六員環平面が積層し
た層構造を有し、かつ六員環平面を構成する芳香核がメ
チレンなどの脂肪族炭化水素基により架橋した構造を有
している。ピッチとしては、石油蒸留残渣、ナフサ熱分
解残渣、エチレンボトム油、石炭液化油、コールタール
などの石油系又は石炭系重質油を蒸留し沸点200℃未
満の低沸点成分を除去したピッチ、さらにこのピッチに
熱処理や水添処理などを施したものなどが挙げられる。
より具体的には、ピッチには、例えば、等方性ピッチ、
メソフェーズピッチ、水素化メソフェーズピッチ、石油
系又は石炭系重質油を蒸留し低沸点成分を除去した後、
生成したメソフェーズ球体からなるメソカーボンマイク
ロビーズなどが含まれる。
【0013】フッ化ピッチは、例えば、ピッチとフッ素
とを0〜350℃程度で反応させることにより得られ
る。より具体的には次のような方法が挙げられる。
【0014】(1) ピッチとフッ素ガスとを、約0〜約3
50℃の温度で直接反応させる方法。好ましい反応温度
はピッチの軟化点以下の温度である。フッ素圧として
は、例えば、0.07〜1.5気圧の範囲が一般的に用
いられる。この反応において、フッ素ガスはそのまま用
いてもよく、窒素、ヘリウム、アルゴン、ネオンなどの
不活性ガスで希釈して用いてもよい。
【0015】得られた固体状フッ化ピッチは、実質的に
炭素原子およびフッ素原子からなり、F/C原子比は、
例えば、0.5〜1.8程度である。このフッ化ピッチ
は、下記(a)(b)(c)(d)の特性を示す。
【0016】(a) 粉末X線回折において2θ=13°付
近に最大強度のピークを示し、2θ=40°付近に前記
ピークよりも強度の小さいピークを示す (b) X線光電子分光分析において、290.0±1.0
eVにCF基に相当するピーク、及び292.5±0.
9eV付近にCF2 基に相当するピークを示し、CF基
に相当するピークに対するCF2 基に相当するピークの
強さの比が0.15〜1.5程度である (c) 真空蒸着によって膜を形成することができる (d) 30℃において水に対する接触角が141°±8°
である (2) フッ化ピッチを、不活性ガス雰囲気中、約250〜
600℃の温度で、熱分解する方法。得られたフッ素化
合物は、下記(e)(f)(g)(h)の特性を示す。
【0017】(e) 常温で固体である (f) X線光電子分光分析において、290.0±1.0
eVにCF基に相当するピーク、及び292.5±0.
9eV付近にCF2 基に相当するピークを示し、CF基
に相当するピークに対するCF2 基に相当するピークの
強さの比が0.15〜1.5程度である (g) 真空蒸着によって膜を形成することができる (h) 膜として測定した30℃における水に対する接触角
が105°±15°である 前記固体状フッ化ピッチは、白色乃至黄白色もしくは褐
色の固体であり、耐水性、耐薬品性に優れ、非常に安定
な化合物である。製法により透明な樹脂状フッ化ピッチ
も得られる。また、化学的に不活性な物質であり、ポリ
テトラフルオロエチレンと異なり溶媒に溶解する性質が
ある。
【0018】液状フッ化ピッチは、特開平2−2719
07号公報に開示されている。この液状フッ化ピッチ
は、例えば、ピッチとフッ素とを0〜550℃程度で反
応させることにより得られる。より具体的には次のよう
な方法が挙げられる。
【0019】(3) ピッチとフッ素ガスとを、約0〜約3
50℃の温度で直接反応させた後、前記反応温度を越
え、かつ約550℃以下の温度に昇温して保持する方
法。好ましい反応温度は0〜200℃、特に0〜150
℃程度である。また、反応後、生成したフッ化ピッチを
500℃以下の温度に昇温するのが好ましい。昇温速度
は、生成したフッ化ピッチの過剰な分解を抑制できる範
囲、例えば、5℃/分未満、好ましくは0.1〜3℃/
分、さらに好ましくは0.1〜1℃/分程度である。所
定の温度に昇温した後、同温度で30分以上、好ましく
は30分〜12時間程度保持することにより、液状フッ
素化ピッチが生成する。
【0020】(4) ピッチをフッ素雰囲気下で約200〜
550℃の範囲で選択された最終加熱温度に昇温しなが
らフッ素と反応させる方法。この方法では、一段の反応
で液状フッ素化ピッチを得ることができる。好ましい最
終加熱温度は200〜500℃程度である。また、昇温
速度は前記(3) と同様である。
【0021】(5) フッ化ピッチを、フッ素雰囲気下、液
状フルオロカーボンに転化する温度であって、550℃
以下の温度に昇温しながら熱処理する方法。前記フッ化
ピッチとしては、前記(3) の方法により生成した生成物
が使用できる。また、昇温時の最終加熱温度、昇温速度
は前記(3) の方法と同様に行なうことができる。
【0022】なお、前記(3)(4)(5) の方法においても、
フッ素ガスはそのまま反応に供してもよく、不活性ガス
により希釈して反応に供してもよい。
【0023】前記(3)(4)(5) の方法によって得られたフ
ッ化ピッチは、室温で液体で、実質的に炭素原子および
フッ素原子からなり、二重結合が存在しない。また、液
状フッ化ピッチのF/C原子比は、例えば1.5〜1.
93程度である。赤外線吸収スペクトルにおいて、液状
フッ素化ピッチは、1215±7cm-1付近に最も強い
吸収ピーク(α)、1025±7cm-1付近にピーク
(α)よりも低い強度の吸収ピーク(β)、971±7
cm-1付近にピーク(β)よりも低い強度の吸収ピーク
(γ)を示す。さらに、蒸気圧浸透法による数平均分子
量が680〜950程度であり、熱分析において、42
0℃まで発熱しながら重量が減少し、420℃で100
%の重量が減少する。さらに、19F−NMRスペクトル
において、液状フッ化ピッチは、ベンゾトリフルオライ
ドのCF3 基をケミカルシフトの基準として、ケミカル
シフトが0〜−30ppmの範囲にCF3 CF基および
CF 3 CF2 基にそれぞれ対応する2つのピーク、−3
0〜−90ppmの位置にCF2 基に対応するブロート
なピーク、−100〜−150ppmの位置にCF基に
対応するピークを示す。
【0024】このような液状フッ化ピッチは、無色透明
な化合物であり、化学的に不活性な化合物である。な
お、フッ素化度、反応条件を調整することにより、液状
フッ化ピッチの沸点、粘度、表面張力などを容易にコン
トロールできる。
【0025】本発明の質量校正用試料は、フッ化ピッチ
を主成分として含んでいればよく、質量校正性能に悪影
響を及ぼさない範囲で、前記反応における未反応残渣を
含んでいてもよい。
【0026】本発明のフッ化ピッチとして、前記固体状
フッ化ピッチ及び液状フッ化ピッチを、それぞれ単独で
用いてもよいが、好ましくは両者を混合して用いる。
【0027】両者を混合して用いる場合、固体状フッ化
ピッチと液状フッ化ピッチの重量比は、通常10:1〜
1:10、好ましくは4:1〜1:4、さらに好ましく
は2:1〜1:2程度である。
【0028】フッ化ピッチは、その構造に起因するため
か、熱的に安定で、イオン化時にも分解され難く、高質
量領域、例えばm/z値が800以上の範囲においても
安定したピークが得られる。従って、フッ化ピッチを質
量校正用試料として用いると、高質量領域を含む広い質
量範囲に亘って整数質量の校正ができ、しかもEI、C
I、FD、FI、FABなど多くのイオン化モードで1
/1000単位の質量の測定が可能となる。
【0029】なお、本発明の質量校正用試料は、単独で
用いてもよく、他の質量校正用試料と併用してもよい。
【0030】
【発明の効果】本発明の質量校正用試料は、フッ化ピッ
チを主成分とするため、高質量領域を含む広い質量範囲
に亘って整数質量の校正ができ、しかも多くのイオン化
モードで1/1000単位の質量の測定が可能となる。
【0031】
【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細
に説明する。なお、図中、括弧内の数字は、相対強度の
拡大倍率を示す。
【0032】実施例1 軟化点100℃、キノリン不溶分0.2重量%、ベンゼ
ン不溶分30重量%のコールタールピッチに2倍量の水
素化アントラセン油を添加し、430℃で90分間加熱
した後、減圧下、300℃で水素化アントラセン油を除
去して還元ピッチを得た。得られた還元ピッチに窒素ガ
スを導入して低分子量成分を除去し、400℃で5時間
熱重合し、軟化点300℃、キノリン不溶分60重量
%、ベンゼン不溶分98重量%、メソフェーズ含有量9
0重量%以上のメソフェーズピッチを得た。
【0033】得られたピッチ50gをニッケル製反応容
器に仕込み、系内を真空排気し、アルゴンガスで満し
た。次いで、フッ素20%およびアルゴン80%の混合
ガスを、70℃、平均流速650cc/分の速度で流通
させ、20時間反応させたところ、144gの固体状フ
ッ化ピッチが得られた。元素分析の結果、フッ化ピッチ
の組成式はCF1.38であった。
【0034】このようにして得られた固体状フッ化ピッ
チを、電子衝撃イオン化法(EI)による質量分析に付
した。得られたEI−MSスペクトルを図1に示す。な
お、比較として、パーフルオロケロセン(PFK)のE
I−MSスペクトルを図2に示す。
【0035】図1及び図2から明らかなように、PFK
の場合にはm/z値が700〜800程度までしかピー
クが得られないが、フッ化ピッチの場合にはm/z値が
800以上の高質量領域でも安定したピークが得られ
る。
【0036】実施例2 実施例1に示した方法と同様の方法によって得られたメ
ソフェーズピッチ1gをニッケル製反応容器に仕込んだ
後、系内を真空排気し、アルゴンガスで満たした。次い
で、フッ素20%およびアルゴン80%の混合ガスを、
70℃、平均流速650cc/分の速度で流通させ、2
0時間反応させた。次に1℃/分の昇温速度で250℃
まで昇温し、この温度を12時間維持することにより、
2.4gの液状フッ化ピッチが得られた。元素分析の結
果、F/C原子比は1.74であり、比重は1.9であ
った。さらにこれを水酸化カリウム水溶液中でHeガス
を吹き込みながら蒸溜し、精製した液状フッ化ピッチ
2.2gを得た。
【0037】こうして得られた液状フッ化ピッチと実施
例1で得られた固体状フッ化ピッチとの混合物を、電子
衝撃イオン化法(EI)による質量分析に付した。液状
フッ化ピッチと固体状フッ化ピッチの重量比が5:1、
1:5及び1:1である各混合物のEI−MSスペクト
ルを、それぞれ図3、図4、図5に示す。
【0038】図3〜図5に示されるように、液状フッ化
ピッチと固体状フッ化ピッチの混合物を質量分析に付す
と、m/z値が800以上の高質量領域でも安定したイ
オンピークが得られる。特に、液状フッ化ピッチと固体
状フッ化ピッチの重量比が1:1の場合は、m/z値が
1500程度まで強度の高いイオンピークが安定して得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】固体状フッ化ピッチのEI−MSスペクトルを
示す図である。
【図2】パーフルオロケロセンのEI−MSスペクトル
を示す図である。
【図3】液状フッ化ピッチと固体状フッ化ピッチの重量
比が5:1の混合物のEI−MSスペクトルを示す図で
ある。
【図4】液状フッ化ピッチと固体状フッ化ピッチの重量
比が1:5の混合物のEI−MSスペクトルを示す図で
ある。
【図5】液状フッ化ピッチと固体状フッ化ピッチの重量
比が1:1の混合物のEI−MSスペクトルを示す図で
ある。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フッ化ピッチを主成分とする質量校正用
    試料。
  2. 【請求項2】 フッ化ピッチが、固体状フッ化ピッチと
    液状フッ化ピッチとの混合物である請求項1記載の質量
    校正用試料。
JP11827892A 1992-04-10 1992-04-10 質量校正用試料 Pending JPH05288651A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102507718A (zh) * 2011-10-25 2012-06-20 交通运输部公路科学研究所 一种沥青分析鉴别方法

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