磺化炭中不同溶剂提取的有机质分子组成特征

作     者：蒋郑峰 何晨 史权 高飞 周志茂 于海濛 王若欣 

作者机构：中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院 中国石油大学(北京)重质油全国重点实验室 中国石油国家卓越工程师学院 中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室 

出 版 物：《环境科学研究》 (Research of Environmental Sciences)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：中国石油大学(北京)科研基金项目(No.2462023YJRC003) 

主　　题：烷基化废硫酸 磺化炭 溶解性有机质 正/负离子模式电喷雾电离源 傅里叶变换离子回旋共振质谱 

摘      要：将稻壳与烷基化废硫酸经原位磺化可制得磺化炭材料，该材料可应用于环境修复领域。对磺化炭衍生溶解性有机质（SBC-DOM）组成的深入分析有助于评估其在环境中的作用与影响。为全面研究SBC-DOM的分子组成，利用4种不同极性溶剂（二氯甲烷、丙酮、甲醇和水）对SBC-DOM进行提取，采用傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）结合正/负离子模式电喷雾电离源（ESI±）对其分子组成进行表征。结果表明：ESI不同电离模式测得SBC-DOM的分子组成具有高度互补性，不同溶剂提取的SBC-DOM组成差异较大。含硫化合物（26.75%～71.05%）和不饱和脂肪族化合物（22.75%～45%）是SBC-DOM主要组成部分。甲醇提取SBC-DOM中可检测分子式高达7 765个，其化学多样性最高，且化合物分子量更大；水提取SBC-DOM中不饱和脂肪族化合物的相对含量（35.95%～45%）最高，具有更高的生物可利用性；而丙酮和二氯甲烷提取SBC-DOM的不饱和度(DBEwa)与芳香度(AIwa)更高，芳香类化合物的相对含量更高。研究显示，SBC-DOM中酸性化合物与强极性含硫化合物占绝对优势，应优先采用ESI（-）电离模式检测分析，在环境修复应用中选择水对SBC-DOM进行提取更为合适。SBC-DOM的详细分子组成可为评估烷基化废酸制得磺化炭在不同实际应用中的环境影响提供基础数据支撑。