毕业时间：2019年6月（硕士）

毕业去向：烟台万化

导师：史权 教授

学科专业：化学工程与技术

研究方向：石油与天然气化学

 

学位论文题目

基于离子淌度质谱对水体有机质的表征

Molecular Characterization of Dissolved Organic Matter by Ion Mobility Mass Spectrometry

 

论文摘要

可溶性有机质（DOM）广泛存在于环境水体，也是化工废水中的主要污染物，DOM化学组成复杂，其分子组成和结构尚不明确。本文基于离子淌度质谱（IM-MS）和傅立叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）技术，建立DOM分子组成分析方法，对天然有机质标样（SRNOM）和煤化工废水中的DOM进行分子组成和结构表征。主要内容包括：

通过对进样浓度，离子传输和质量检测操作条件的调控，基于负离子电喷雾电离源（ESI）和IM-MS建立了DOM分子组成的分析方法。该方法适用于不同水体DOM分子组成的分析，具有良好的重复性。

采用分步洗脱固相萃取法（SPE），将天然有机质标样（SRNOM）分离为亲水组分和疏水组分，总萃取收率比传统的一步固相萃取法提高了近10%。FT-ICR MS和IM-MS分析结果表明，亲水组分具有较宽的分子量分布，分子中含氧原子数较多，分子缩合度较低；疏水组分属于弱极性化合物，分子量分布范围较窄，含氧原子数较少，缩合度较高。对于相同质量数的分子，疏水组分的分子尺寸整体上要大于亲水组分。

应用IM-MS方法，分析了煤化工废水处理装置不同工艺单元废水分子组成及转化规律。煤化工废水中DOM分子组成十分复杂，CHOS和CHON类化合物是主要成分。随着处理的加深，质量数较小、含氧原子数较少的化合物优先被去除。此外，IM-MS分析结果亦揭示了处理过程对不同结构化合物的分子选择性。

关键词：离子淌度质谱；高分辨质谱；可溶性有机质；分子组成；分子结构

 

发表学术论文

1. [1]Gao Y, Wang W, He C, Fang Z, Zhang Y, Shi Q. Fractionation and molecular characterization of natural organic matter (nom) by solid-phase extraction followed by ft-icr ms and ion mobility ms. Anal Bioanal Chem 2019;411(24):6343–52
   https://doi.org/10.1007/s00216-019-01943-7

2. [2]Wang W, He C, Gao Y, Zhang Y, Shi Q. Isolation and characterization of hydrophilic dissolved organic matter in waters by ion exchange solid phase extraction followed by high resolution mass spectrometry. Environ Chem Lett 2019;17(4):1857–66
   https://doi.org/10.1007/s10311-019-00898-6

3. [3]Ma C, Wu JX, Ni HX, Fang Z, Wang W, Gao Y, Shi Q. Molecular characterization of dissolved organic matter in coal coking wastewater by ft-icr ms. J Chin Mass Spectrom Soc 2023;44(3):387–96
   https://doi.org/10.7538/zpxb.2022.0082