(一)試樣的準(zhǔn)備
試樣的準(zhǔn)備是整個(gè)光譜測(cè)定中極其重要的一步，因?yàn)橛呻s質(zhì)而引起的光譜吸收可以掩蓋表面活性劑官能團(tuán)的光譜吸收，或者導(dǎo)致吸收帶的錯(cuò)誤分布。因此試樣中的無(wú)機(jī)鹽，未轉(zhuǎn)化的堿性物質(zhì)，非表面活性物質(zhì)等都應(yīng)設(shè)法除去。溶劑也應(yīng)盡可能地除去。特別是在接近3.0μm(約3300cm-1)和6.1μm (約1640 cm-1)的水吸收波長(zhǎng)處有強(qiáng)吸收的試樣，應(yīng)在50℃真空烘箱中除去水分。
如果陰離子和兩性表面活性劑中含有金屬反離子，陽(yáng)離子和兩性表面活性劑中含有鹵素反離子，應(yīng)該用離子交換樹(shù)脂處理，以除去可能干擾分析的反離子。在陽(yáng)離子表面活性劑中，如果存在硫酸二甲酯或硫酸二乙酯這樣一些反離子，或短鏈羧酸陰離子，都應(yīng)盡量除去，否則會(huì)大大增大分析工作的復(fù)雜性。反離子可以從離子交換樹(shù)脂柱上洗脫，并進(jìn)行分析。
對(duì)于混合活性物體系可用離子交換法進(jìn)行分離(見(jiàn)下文中注)，如果同類(lèi)活性物再通過(guò)分析鑒定和官能團(tuán)分析后再進(jìn)行測(cè)譜，得到的情報(bào)就更確切可靠。
在某些情況下(特別是在分子中可能存在羧酸時(shí))，可以分別獲得在酸性和堿性pH下試樣的紅外光譜圖。為此，表面活性劑水溶液的PH應(yīng)該用NaOH或HCl調(diào)節(jié)至適當(dāng)值，將水分蒸發(fā)干，殘?jiān)?st1:chmetcnv w:st="on" TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="50" UnitName="℃">50℃真空烘箱中細(xì)心地干燥以后再用于分析。
(二)操作步驟
如果試樣不是低熔點(diǎn)固體，最好用KBr壓片法測(cè)定。將1份經(jīng)仔細(xì)碾碎了的試樣與大約20份碾碎了的KBr混合(在碾磨時(shí)，可以加幾點(diǎn)氯仿，以保證內(nèi)部混合均勻)。在室溫和真空下用2.06×108pa(2100kg／cm2)的壓力，壓成直徑為10mm，厚度為1～2mm的圓片。或者用漿糊法，即將2～3mg試樣用瑪瑙研缽充分研細(xì)，加1～2滴白油，再碾磨5min，用不銹鋼刀刮至鹽片上，壓上另一片鹽片，放在可拆液體槽架上或?qū)ｉT(mén)的漿糊槽架上，即可進(jìn)行測(cè)定。下列吸收帶是白油引起的：3.3～3.5μm、6.8μm和7.3μm(3030～2860cm-1、約1470 cm-1和約l370 cm-1)，分析圖譜時(shí)可以不予考慮。
如果試樣是液體，則制成薄膜，即加l滴試樣于NaCl板片上(大約D2.5×0.5cm)，用同樣的板片蓋上，放在支架上測(cè)定板間薄膜的光譜，通常能得到滿意的結(jié)果。低熔點(diǎn)的固體也可用類(lèi)似的方法處理：即將試樣熔化后滴于板上，并蓋好熔化的試樣，便成為板間薄膜。
關(guān)于紅外光譜儀的詳細(xì)操作方法，請(qǐng)參考有關(guān)專(zhuān)門(mén)書(shū)籍。
二、光譜解析
在紅外區(qū)(2-15μm)各種吸收帶的位置是用波長(zhǎng)(μm)或波數(shù)(cm-1)和它的相對(duì)強(qiáng)度以圖形記錄來(lái)測(cè)定的。有代表性的表面活性劑的紅外光譜圖如圖1、圖2、圖3和圖4所示。
圖1陰離子表面活性劑的紅外光譜圖
1-硬脂酸鈉（KBr法）；2-十四烷基硫酸鹽（KBr法）；3-支鏈烷基苯磺酸鈉（KBr法）；4-直鏈烷基苯磺酸鈉（KBr法）；5-月桂聚氧乙烯醚（3EO）硫酸鈉（液膜法）；6-壬基酚聚氧乙烯醚（5EO）硫酸鈉（液膜法）；7-C18-α-烯基磺酸鈉（KBr法）；8-鏈烷磺酸鈉（KBr法）；9-琥珀酸乙基二酯-2’-磺酸鈉（KBr法）；10-二丁基-2-羥基十四烷基磷酸三酯鹽（液膜法）
圖2陽(yáng)離子表面活性劑的紅外光譜
11-十八烷基胺（液膜法）；12-二硬脂基胺（液膜法）；13-硬脂基二乙醇胺（醫(yī)藥用潤(rùn)滑油法）；14-硬脂基二乙醇胺鹽酸鹽（醫(yī)藥用潤(rùn)滑油法）；15-十六烷基三甲基氯化銨（KBr法）；16-十六烷基二甲基芐基氯化銨（液膜法）；17-雙硬脂基二甲基氯化銨（KBr法）；18-十六烷基吡啶氯化物（KBr法）
圖3 非離子表面活性劑的紅外光譜
19-月桂基聚氧乙烯醚（6EO）（液膜法）；20-壬基酚聚氧乙烯醚（9EO）（液膜法）；21-聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物（液膜法）；22-月桂酸單乙醇酰胺（KBr法）；23-月桂酸二乙醇酰胺（液膜法）
圖4 兩性表面活性劑的紅外光譜
24-β-月桂胺丙酸（KBr法）：25-β-月桂胺丙酸鈉（KBr法）；26-硬脂基二甲基胺醋酸（醫(yī)藥用潤(rùn)滑油法）；27-硬脂基二甲基胺醋酸鈉（醫(yī)藥用潤(rùn)滑油法）
1.肥皂
肥皂在1568cm-1呈特征吸收。近羧基的碳鏈上引入吸電性基團(tuán)，則特征吸收移向高波數(shù)。由羧酸鹽水解為羧酸時(shí)，此吸收消失，而出現(xiàn)1710cm-1吸收。
2.磺酸鹽和硫酸(酯)鹽
在1220～1170cm-1出現(xiàn)寬闊的強(qiáng)吸收的話，則可以推斷存在磺酸鹽或硫酸(酯)鹽。磺酸鹽的最大吸收波長(zhǎng)的波數(shù)低于1200 cm-1，硫酸(酯)鹽的最大吸收波長(zhǎng)的波數(shù)在1220 cm-1附近。在磺基的第一個(gè)碳原子上有吸電子基團(tuán)時(shí)，則移向高于1200 cm-1的波數(shù)。支鏈和直鏈烷基苯磺酸除ll80 cm-1的強(qiáng)而寬的吸收外，還有1600、1500 cm-1和900～700 cm-1的芳香環(huán)吸收，1135和1045 cm-1的Vs03吸收為特征。支鏈型(ABS)在1400、1380和1367cm-1呈吸收，直鏈型(LAs)在1410和1430cm-1呈吸收。A-烯基磺酸鹽除1190cm-1的強(qiáng)吸收和1070 cm-1的譜帶外，在965 cm-1由于反式雙鍵的CH面外變角振動(dòng)引起的吸收而成為特征吸收帶。鏈烷磺酸鹽和烯基磺酸鹽類(lèi)似有965 cm-1的吸收，以1050 cm-1代替l070 cm-1。琥珀酸酯磺酸鹽呈現(xiàn)VC0的1740 cm-1，Vasc-o-c和VS03重疊的1250～1210 cm-1，VS03的1050 cm-1吸收。烷基硫酸酯(AS)以1245、1220 cm-1的強(qiáng)吸收，1085和835 cm-1的吸收為特征。除1220 cm-1附近吸收外，在1120 cm-1附近有寬吸收的話，即表明是AES，隨著環(huán)氧乙烷(EO)加合數(shù)增加，ll20 cm-1吸收帶增強(qiáng)。
3.磷酸(酯)鹽
烷基磷酸(酯)鹽有l290～1235(vP=0)和1050～970 cm-1 (主要在1030～1010 cm-1)(vP-o- c)兩處寬而強(qiáng)的吸收。一般后者也有裂分為兩個(gè)強(qiáng)峰的場(chǎng)合。比較其吸收帶的位置和強(qiáng)度，可以和磺酸鹽、硫酸鹽區(qū)別出來(lái)。
4.伯、仲、叔胺
伯胺在3340～3180 cm-1有VasNH的中等程度的吸收，在1640～1588 cm-1有δNH的弱吸收。仲胺在上述范圍內(nèi)的吸收都很弱或者不出現(xiàn)，其他吸收和烷烴類(lèi)似。叔胺在紅外區(qū)得不到有效的情報(bào)。二烷醇胺的紅外暖收光譜和伯醇類(lèi)似，將其轉(zhuǎn)變成鹽酸鹽，則在2700～2315cm-1出現(xiàn)締合的N+H基的強(qiáng)吸收。一般來(lái)講，將胺轉(zhuǎn)變成鹽酸鹽，其吸收增強(qiáng)。
5.季銨鹽
除1470和720cm-1的尖銳吸收外，在2900 cm-1前后有強(qiáng)吸收的話，則為雙烷基二甲基型(但是，在有結(jié)合水和不純物時(shí)，吸收出現(xiàn)在3400 cm-1前后和1600 cm-1)。在1470 cm-1附近裂分為兩個(gè)峰，在970和910 cm-1也有吸收的話，則為烷基三甲基型。970和910 cm-1的強(qiáng)度相同，720 cm-1裂分為720和730 cm-1的話，則烷基的鏈長(zhǎng)為Cl8左右；910 cm-1較強(qiáng)，720 cm-1裂分的話，則鏈長(zhǎng)為Cl2左右。除以上外，在1620～1600 cm-1有吸收，在1500 cm-1也有吸收的話，則考慮存在瞇唑啉環(huán)。780，690 cm-1有吸收的話，則為吡啶鹽。在1585 cm-1有弱而尖銳吸收，在1220 cm-1有中等程度的尖銳吸收，在720 cm-1和705 cm-1有強(qiáng)而尖銳吸收的話，則推斷為三烷基芐基銨鹽。
6.聚氧乙烯型
聚氧乙烯型非離子表面活性劑的特征是，在1120～1110 cm-1具有最大的寬闊而強(qiáng)的吸收。這種吸收的強(qiáng)度隨著E0數(shù)的增加而增強(qiáng)。醇的環(huán)氧乙烷加成物除上述吸收外再?zèng)]有其他特征吸收，而烷基酚的環(huán)氧乙烷加成物還會(huì)呈現(xiàn)l600～1580 cm-1和1500 cm-1的苯核吸收，取代苯在900～700 cm-1呈現(xiàn)吸收，因此可以和前者區(qū)別開(kāi)來(lái)。
聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物的吸收與脂肪醇聚氧乙烯醚的吸收相似，前者在1380 cm-1的吸收帶比1350 cm-1的吸收帶強(qiáng)，后者則相反。
7.脂肪酰烷醇胺
烷醇酰胺的吸收特征是在1640 cm-1前后的酰胺吸收帶和l050 cm-1的OH強(qiáng)的吸收帶。單乙醇酰胺具有l540 cm-1的單取代酰胺的強(qiáng)吸收。
兩性表面活性劑隨著pH的變化而變成酸型或鹽型，根據(jù)紅外光譜可以了解其相應(yīng)構(gòu)造。
8.氨基酸
氨基酸的酸型特征是1725 cm-1的Vc=O，1200 cm-1的vc-0和弱的1588 cm-1的δNH2的吸收。在堿性條件下轉(zhuǎn)變成鹽型，則1725 cm-1，l200 cm-1的吸收消失，出現(xiàn)1610～1550 cm-1和1400 cm-1的VC00-吸收。對(duì)于兩性離子，1400 cm-1的吸收發(fā)生轉(zhuǎn)移和—CH3的1380 cm-1吸收重疊。這種現(xiàn)象是以兩性離子存在的一切氨基酸的特征。
9.甜菜堿
甜菜堿是在分子中具有酸性基團(tuán)的季銨鹽化合物。酸型在1740 cm-1 (Vc=o)和1200 cm-1 (VC-O)呈吸收。鹽型上述吸收消失，而出現(xiàn)l640～1600 cm-1 (vc00-)的吸收。(CH3)3 N-的特征吸收是960 cm-1。
注：
通過(guò)溶劑萃取方法得到的活性物如果是由幾種類(lèi)型組成的，那么可以通過(guò)離子交換樹(shù)脂和離子交換纖維素來(lái)分離。在進(jìn)行分離前，應(yīng)對(duì)試樣進(jìn)行初步定性試驗(yàn)(本節(jié))，以確認(rèn)試樣中含有何種類(lèi)型的表面活性物質(zhì)，這是極其重要的。若是聚氧乙烯系非離子表面活性劑分別與陰離子或陽(yáng)離子表面活性劑相混合，則讓其與亞甲藍(lán)、溴酚藍(lán)等色素形成絡(luò)合物后，用氯仿萃取，觀察氯仿層的顏色，可以判斷陰離子或陽(yáng)離子表面活性劑存在與否。若是聚氧乙烯系非離子表面活性劑不與陽(yáng)離子表面活性劑相混合，則加入硫氰酸鹽試劑溶液后，用苯萃取，苯層顯色，表明存在聚氧乙烯系非離子表面活性劑。若聚氧乙烯系非離子表面活性劑中混有陽(yáng)離子表面活性劑時(shí)，可用四苯硼鈉試劑將陽(yáng)離子表面活性劑沉淀，過(guò)濾后，再做上述試驗(yàn)。如需做進(jìn)一步的定性工作，可用紙上層析法、薄板層析等進(jìn)行。
