王培栋



毕业时间:2014年6月(硕士)

毕业去向:安东帕(中国)

导师:史权 副教授

学科专业:化学工艺

研究方向:石油物性及重质油化学

 

学位论文题目

环境溢油色谱指纹鉴定方法及应用

Development of Gas Chromatograhpy Fingerprint Identification Method for Oil Spill and its Applications

 

论文摘要

近年来,溢油事件在海洋和陆地均频繁发生,成为一个非常严重的环境问题。石油产品的多样性和其化学组成的复杂性,决定了环境溢油的来源确定是一个具有挑战性的技术难题。基于色谱技术的指纹分析是一种有效的表征溢油样品分析方法,然而目前该方法在分析速度难以满足环境应急处理的需要,在分析数据应用中缺乏石油化学的理论依据。本文旨在建立环境溢油样品指纹分析的快速处理方法,通过对仪器方法和石油组成的深度理解,为油品指纹应用提供理论指导。

通过对环境溢油样品的分子组成分析,发现传统样品前处理方法存在处理周期长、样品需求量大、处理后样品对色谱进样口及色谱柱存在严重污染等问题,本文建立了通过低成本小体积固相萃取(SPE)柱,快速处理环境溢油样品的前处理方法。该方法在保证色谱指纹完整性的同时有效去除了不适合气相色谱分析的极性组分,提高了指纹谱图的质量并延长了色谱柱使用寿命,该方法具有速度快、样品用量少的特点。

气相色谱质谱分析是油指纹鉴定过程中的关键步骤。本文从仪器方法学角度,针对影响油指纹谱图质量及重复性的关键影响因素进行了考察,包括进样浓度、色谱升温程序,质谱扫描速率等,最终优化确立了一套适用于快速分析溢油样品油指纹的色谱质谱分析方法。

石油产品种类众多,同类产品因加工原料不同可能存在完全不同的分子组成特征,而不同类产品间又存在大量的共同组分,因此油源分析时需要大量的石油化学知识,本文从石油化学角度对原油、燃料油、柴油、润滑油、渣油等石油组分的指纹特征进行了分析,指出了各种油品的化学组成特点,并确定其的色谱指纹特征,为油指纹结果鉴定提供了重要的理论依据。

利用本文建立的方法,针对两次溢油事件中的部分样品进行了实例分析,并且得到了非常好的结果,说明所建立方法的实用性。

关键词:环境溢油;油指纹;气相色谱质谱联用