烷基酚聚氧乙烯醚的光谱检测

烷基酚聚氧乙烯醚的光谱检测

烷基苯乙烯醚（apn-20，n表示平均乙氧基数，通常为1.20）是世界上第二个非离子表面活性剂。目前,商业用APnEO是一种混合物,2009年世界年消耗量约为39.9万t,其中壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO,商品名为NP-40)约占80%,辛基酚聚氧乙烯醚(OPEO,商品名为Tritonue5f8X-100)约占20%由于APnEO类表面活性剂在各行各业都有广泛的应用,随着APnEO防控问题的日益突出,对APnEO实施检测针对不同的行业已经有很多研究,归纳起来主要有气相色谱法(GC)、气相色谱质谱联用(GC-MS)、高效液相色谱法(HPLC)、液相色谱质谱联用(LC-MS)以及分光光度法(SP)1实验部分1.1阳离子表面活性剂NPEO(试剂级)由Aladdin提供;OPEO(BC级,结构式见图1(b))由Aladdin提供;阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)(工业试剂,结构式见图1(c))由杭州科峰化工有限公司提供;阳离子表面活性剂十二烷基二甲基苄基氯化铵(DDBAC)(工业试剂,结构式见图1(d))由杭州科峰化工有限公司提供;实验用水为去离子水。1.2紫外吸收强度的测定采用U-3010紫外分光光度仪(日本日立公司)进行紫外光谱分析。测试前,用容量瓶配制一定质量浓度的化学制剂水溶液,分别测定溶液的紫外吸收强度。测试条件为:开始波长400nm,结束波长190nm,扫描速度300nm/min,取样间隔0.5nm,狭缝宽度2nm,换灯340nm(扫描过程中,钨灯换为氘灯)。2结果与讨论2.1npeo与opeo的紫外光谱图2示出4种表面活性剂的紫外吸收光谱。由于NPEO和OPEO在结构中都含有苯环,因而图中也同时给出了十二烷基苯磺酸钠和十二烷基二甲基苄基氯化铵的紫外吸收光谱作为比较。从图中可看出,NPEO和OPEO的紫外吸收光谱基本相同,分别在224、275nm左右有1个强吸收峰和弱吸收峰,二者没有明显的差异。224nm处的强吸收峰是苯环上助色取代基O图3示出NPEO、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基二甲基苄基氯化铵在250~300nm处的紫外吸收光谱。从图中可见,十二烷基二甲基苄基氯化铵在256.5、262、268.5nm处分别有弱吸收峰,而十二烷基苯磺酸钠在254、265.5nm处有吸收峰,二者在275nm处没有吸收峰。虽然含苯环的表面活性剂种类很多,但OPEO和NPEO的苯环直接和助色基团O2.2烷基酚聚氧乙烯醚与opeo紫外吸收和质量浓度的线性关系紫外吸收光谱作为定量分析的手段已经有成功的应用。从以上的OPEO和NPEO的紫外吸收图谱看,在224、275nm左右的吸收峰均可作为定量分析的特征吸收峰。图4、5分别为不同质量浓度下OPEO和NPEO的紫外吸收光谱图。由Lambert-beer定律可知,在溶质、溶剂和溶液的厚度一定的情况下,吸光度A与溶液的质量浓度在一定范围内存在线性关系,但超出一定质量浓度范围后,线性关系将不存在。从图6的吸光度和NPEO质量浓度的关系可看出,在本文实验条件下,275nm处的吸光度在质量浓度小于1100mg/L时存在明显线性关系,而224nm处的吸光度在质量浓度大于200mg/L后吸光度和质量浓度将偏离线性关系。对于OPEO的紫外吸光度和质量浓度(见图7)也具有类似性质,当质量浓度大于150mg/L后,吸光度和质量浓度的线性关系不存在,275nm处的吸光度在质量浓度小于1000mg/L时存在明显的线性关系。表1示出OPEO和NPEO在不同特征峰下的紫外吸收和质量浓度的线性关系。从中可见,尽管烷基酚聚氧乙烯醚在224、275nm左右有紫外特征吸收,但灵敏度和线性范围有很大的不同。224nm处的吸收峰,其吸光度对质量浓度的变化灵敏(线性方程的斜率较大),但浓度线性范围小,对于较低质量浓度的测定准确率较高,而275nm处的紫外吸收尽管浓度的线性范围大,但线性方程的斜率较小,吸光度对质量浓度的变化不灵敏,测定误差会相对较大。另外,224nm左右的吸光度其线性浓度范围也略有差别,NPEO的质量浓度线性范围比OPEO的宽,这可能是因为二者摩尔分子质量不同所致。在目前常用的几种APnEO检测方法中,GC、GC-MS、HPLC和LC-MS都可获得准确结构,但制样、测定的成本较高,定量测定相对困难。而紫外分光光度法制样方便、快速,测定的成本低,易于定量测定,但很难进行结构的认定,在实际检测中,萃取物可能含有的芳香共轭结构物质也会对图谱产生干扰。在实际应用中,紫外吸收光谱可作为APnEO的定性和定量检测方法首选。当既出现APnEO紫外特征吸收峰又出现其他紫外吸收峰时,需采用其他检测方法进行排除或确定,而当未出现紫外特征吸收峰时,可排除萃取物中有APnEO的可能。3西方紫外吸收峰的确定壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)和辛基酚聚氧乙烯醚(OPEO)的紫外特征吸收峰没有明显的差别,在224、275nm左右均有紫外特征吸收峰,可利用这2个紫外特征吸