硕士论文：润滑油基础油老化产物分子组成分析

毕业去向：北京建工第三检测所

 

个人简介

自2023年加入课题组，师从史权教授。自2023年9月开始硕士研究生工作，于2026年5月完成学位答辩。

教育经历：

2019-2023 中国石油大学（北京） 本科，环境科学

2023-2026 中国石油大学（北京） 硕士，环境科学与工程

邮箱：qry5114@163.com

兴趣爱好：旅行、听音乐

 

硕士论文主要工作

石油化学领域研究——以石油及相关烃类物质为核心，探索其组成、转化规律与高效利用技术

围绕润滑油老化机制及油品质量控制开展科研工作，以FT-ICR MS为核心分析手段，结合核磁共振氢谱、高温气相色谱、色谱质谱联用、红外光谱及衍生化技术，对不同类型润滑油基础油、老化油品及沉积物进行系统分子表征，精准识别含氧化合物、含硫化合物的赋存形态，揭示润滑油老化机理，为成品质量优化及添加剂科学选型提供理论支撑；同时承接石化院兰州分院等多家单位委托项目，针对加氢渣油、原料油、油浆等样品，通过萃取、酸化、XRD 等技术结合高分辨质谱数据佐证，分析金属元素的组成、价态及存在形式，明确金属腐蚀对油品质量的影响，为油品加工工艺优化提供数据依据。

环境化学领域研究——解析DOM分子组成特征，评估不同污水处理技术对污染物的去除效能与作用机制

同期完成溶解性有机物（DOM）样品分子组成分析项目，通过液液萃取、固相萃取技术完成样品预处理，结合吹扫捕集、色谱质谱联用技术开展分子表征，精准解析DOM样品化学组分特征，为水处理相关技术研发提供核心数据支持。完成超百个DOM水样的分子组成解析，精准识别水中难降解有机物的分子结构与赋存特征。同时，迁移石油化工领域分子表征与机理研究方法，指导水处理工艺优化与成本控制，可高效解决化工行业废水处理难题。

硕士论文摘要

润滑油的热氧化稳定性是决定现代工业装备运行可靠性、能效水平及服役寿命的关键因素。在长期使用与储存过程中，润滑油基础油不可避免地发生热氧化降解，生成含氧化合物及不溶性沉积物，导致油品劣化、添加剂失效乃至系统故障。因此，从分子水平揭示基础油氧化产物的结构特征及沉积物的形成机制，是发展高性能润滑材料的基础科学问题。

本论文以矿物质基础油、聚α-烯烃（PAO）合成基础油及煤制合成基础油（CTL）三类典型润滑油基础油的热老化产物为研究对象，构建了多技术融合的分子表征体系。研究综合运用高分辨质谱（结合电喷雾、大气压光致电离等多种电离源）、核磁共振氢谱及红外光谱技术，针对含硫样品引入甲基化衍生策略，实现了杂原子化合物的选择性富集与分子级精准鉴定。老化实验包括不同温度下的静态空气热氧化以及热管加速沉积试验，分别从“氧化”与“沉积”两个角度进行系统分析。

研究结果表明：高温热氧化过程中烃类普遍发生氧化，氧含量与胶质组分显著增加，醇、酮、羧酸等含氧化合物得以明确鉴定。核磁共振氢谱精确识别了氧化起始的标志——烯丙位氢的完全消失，并追踪了含氧官能团的生成与演化。含硫化合物中，硫醚较噻吩更易氧化，但其氧化产物可溶于油相，并非沉积物的主要贡献者。不同类别基础油的沉积物组成存在本质差异：高芳烃含量基础油中，稠环芳烃通过氧化缩合成为沉积物形成的主要贡献者；而以饱和烃为主的高品质基础油，其沉积行为表现出显著的结构依赖性——PAO因规整支链的空间位阻，氧化以断链为主，生成酸性寡聚物膏状沉积物；CTL因富含直链结构，断链与聚合并存，形成直链酸聚合物硬质沉淀；矿物质基础油因组成复杂、支化多样，演变为复杂交联的聚合物焦油。本研究从分子水平系统阐明了基础油化学结构对氧化路径与沉积行为的决定性影响，为高品质基础油的分子设计与抗氧添加剂的精准开发提供了理论依据。

 

硕士取得的学术成果

期刊论文：

（1）QI R, LEI L, ZHAO Q, et al. Molecular Characterization of Oxygen-Containing Compounds in Aged Lubricant Base Oils [J]. ACS Omega, 2025, 10(39): 46097-104.

（2）Runyu Qi, Hongjun E, Jian Han, Junyang Chen, Qianhui Zhao, Yahe Zhang, Quan Shi. Molecular-Level Insights into the Thermal-Oxidative Aging of Lubricant Base Oils during the Hot Tube Test. (in review)