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红外光谱法1. 试样的准备是整个光谱测定中极其重要的一步，因由杂质而引起的光谱吸收可以掩盖表面活性剂官能团的光谱吸收，或者导致吸收带的错误分布。
①试样中的无机盐、未转化的碱性物质、非表面活性剂物质、溶剂、水分（3300cm-1 1640cm-1）要设法去除②阴、阳离子和两性表面活性剂中含有金属、卤素反离子可能干扰分析，用离子交换树脂除去③阳离子表面活性剂中存在硫酸二甲酯或硫酸二乙酯或短链羧酸阴离子应尽量除去，否则会大大增大分析工作的复杂性④反离子可以从离子交换树脂柱上洗脱，并进行分析。
⑤混合活性物体系可用离子交换法进行分离注：在某些情况下(特别是在分子中可能存在羧酸时)，可以分别获得在酸性和碱性pH下试样的红外光谱图。
表面活性剂水溶液的pH用NaOH或HCl调节至适当值，将水分蒸发干，残渣在50℃真空烘箱中细心地干燥以后再用于分析。
2. 操作步骤如果试样不是低熔点固体，最好用KBr压片法测定。
将1份经仔细碾碎了的试样与大约20份碾碎了的KBr混合(在碾磨时，可以加几点氯仿，以保证内部混合均匀)。
如果试样是液体，则制成薄膜3. 光谱解析要从红外谱图中获得被测物的准确分子结构，还必须与标准物质或标准红外谱图进行对照。
(1) 肥皂肥皂在1568cm-1呈特征吸收。
近羧基的碳链上引入吸电性基团，则特征吸收移向高波数。
由羧酸盐水解为羧酸时，此吸收消失，而出现1710cm-1吸收。
硬脂酸钠（KBr法）（2）磺酸盐和硫酸(酯)盐十四烷基硫酸盐（KBr法）链烷磺酸钠（KBr法）月桂基聚氧乙烯醚（3EO)硫酸钠（液膜法）烷基硫酸酯(AS)以1245cm-1、1220cm-1的强吸收，1085cm-1和835cm-1的吸收为特征。
AES（月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠）：除1220cm-1附近吸收外，在1120cm-1附近有宽吸收，随着环氧乙烷(EO)加合数增加，1120cm-1吸收带增强。
壬基酚聚氧乙烯醚（5EO)硫酸钠（液膜法）支链和直链烷基苯磺酸除1180cm-1的强而宽的吸收外，还有1600cm-1、1500cm-1和900-700cm-1的芳香环吸收，1135cm-1和1045cm-1的-SO3吸收为特征支链烷基苯磺酸钠（KBr法）直链烷基苯磺酸钠（KBr法）支链烷基苯磺酸钠（KBr法）琥珀酸乙基己基二酯-2＇-磺酸钠（KBr法）C18-α-烯基磺酸钠（KBr法）(3) 磷酸(酯)盐烷基磷酸(酯)盐有1290~1235cm-1和1050~970cm-1 (主要在1030~1010cm-1）(p-o-c)两处宽而强的吸收。
红外光谱图解析一、分析红外谱图（1）首先依据谱图推出化合物碳架类型，根据分子式计算不饱和度。
公式：不饱和度＝F+1+(T-O)/2其中：F：化合价为4价的原子个数（主要是C原子）；T：化合价为3价的原子个数（主要是N原子）；O：化合价为1价的原子个数（主要是H原子）。
F、T、O分别是英文4,3 1的首字母，这样记起来就不会忘了举个例子：例如苯（C6H6），不饱和度＝6+1+（0-6）/2＝4，3个双键加一个环，正好为4个不饱和度。
（2）分析3300~2800cm^-1区域C-H伸缩振动吸收，以3000 cm^-1为界，高于3000cm^-1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收，有可能为烯、炔、芳香化合物吗，而低于3000cm^-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收。
（3）若在稍高于3000cm^-1有吸收，则应在2250~1450cm^-1频区，分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰，其中：炔—2200~2100 cm^-1烯—1680~1640 cm^-1芳环—1600、1580、1500、1450 cm^-1若已确定为烯或芳香化合物，则应进一步解析指纹区，即1000~650cm^-1的频区，以确定取代基个数和位置（顺反，邻、间、对）。
（4）碳骨架类型确定后，再依据其他官能团，如C=O，O-H，C-N 等特征吸收来判定化合物的官能团。
（5）解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来，以准确判定官能团的存在，如2820、2720和1750~1700cm^-1的三个峰，说明醛基的存在。
解析的过程基本就是这样吧，至于制样以及红外谱图软件的使用，一般的有机实验书上都有比较详细的介绍的。
二、记住常见常用的健值1.烷烃3000-2850 cm-1C-H伸缩振动1465-1340 cm-1C-H弯曲振动一般饱和烃C-H伸缩均在3000 cm-1以下，接近3000 cm-1的频率吸收。
2.烯烃3100~3010 cm-1烯烃C-H伸缩1675~1640 cm-1C=C伸缩烯烃C-H面外弯曲振动（1000~675cm^1）。
红外分析实例图1 是 SBS 红外光谱图, 可以看出 2921cm-1、2846cm-1为- CH2- 的伸缩振动吸收峰, 1601cm-1、1493cm-1为苯核的动吸收峰, 699cm-1、757cm-1为单取代苯环的振动吸收峰, 966cm-1为C=C 的扭曲振动吸收峰, 911cm-1为=CH2面外摇摆振动吸收峰。
从图2、图 3 可以看出各特征峰所对应的基团 :2924cm-1、2853cm-1为- CH2- 的伸缩振动吸收峰, 2960cm-1为- CH3伸缩振动吸收峰,1460cm-1为- CH2- 的剪式振动吸收峰, 1377cm-1为- CH3剪式振动吸收峰。
由图1可见，基质沥青红外光谱图中出现了3处吸收峰，其中波数650～910cm-1区域是苯环取代区，出现的几个吸收峰是由苯环上C-H面外摇摆振动形成的；而波数1375cm-1和1458cm-1处的吸收峰则由C-CH3和-CH2-中C-H面内伸缩振动形成的；波数2800～3000cn-1范围内的吸收峰比较强，是环烷烃和烷烃的C-H 伸缩振动的结果，由-CH2-伸缩振动形成的。
由全波段的红外光谱（图3）可知，改性沥青与基质沥青在2800～3000cm-1左右出现的强吸收峰带基本相同，吸收峰的位置没有发生变化。
就改性沥青而言，整个功能团没有发现新的吸收峰，但吸收峰的强度随SBD改性剂含量的增大而略有增强。
由650～1100cm-1波区的红外光谱（图\4、图5）可知，在指纹区改性沥青与基质沥青的吸收峰存在明显差异，即在波数690～710cm-1和950～980cm-1处，SBS改性沥青的红外波区吸收相对较强，并在966.1cm-1和698cm-1处出现了吸收峰，虽然波数698cm-1的绝对吸收峰值较波966.1cm-1处的大，但波数966.1cm-1处的吸峰特征更为明显。
每种物质分子都有一个由其组成和结构所决定的红外特征吸收峰，它只吸收一些特定波长的红外光。
由于掺入的SBS改性剂与基质沥青并没有发生化学反应，亦即聚苯乙烯和聚丁二烯并没有发生化学变化，所以SBS改性沥青的红外光谱只是在基质沥青的红外光谱上简单叠加了聚苯乙烯与聚丁二烯的红外光谱，而相应的吸收峰位置和强度基本保持不变，是基质沥青和SBS改性剂的红外光谱的简单合成图。
与基质沥青比较，SBS改性沥青的红外光谱在698cm-1和966.1cm-1处出现了明显的特征吸收峰，分别由SBS改性剂中的聚苯乙烯苯环和聚丁二烯双键等特征官能团形成。
本文测试了五种不同产地的沥青的红外光谱，其图谱如上图。
为了解析图谱和推导结构的方便，习惯上把红外光谱按照波数范围分为四大峰区（也有分为五大峰区的）每个峰区对应某些特征振动吸收。
第一峰区（3700-2500cm-1）为X-H 的伸缩振动，第二峰区（2500-1900cm-1）为三键和累积双键的伸缩振动，第三峰区（1900-1500cm-1）为双键的伸缩振动及H-O，H-N的弯曲振动。
除氢外的单键（Y-X）伸缩振动及各类弯曲振动位于第四峰区（1500-600cm-1）又称指纹区。
从图2-2 可以看出，对不同种类沥青试样测试得到的红外光谱进行对比，在沥青红外谱图中普遍存在有10个较为明显的吸收谱带，对应的波数分别为2924cm-1、2853cm-1、1600cm-1、1461cm-1、1377cm-1、1031cm-1、868cm-1、812cm-1、747cm-1和 722cm-1，其中指纹区小于 1000cm-1的谱带未在上图 2-2 标出。
壳牌-70和双龙-70 除了以上10 个吸收谱带外，在波数为1686cm-1、1671cm-1处分别还出现了一个新的吸收谱带。
对沥青红外光谱图中的吸收谱带分别进行解析，结果见表2-2。
由表可知，沥青在化学组分的构成上主要为脂肪族化合物、芳香族化合物以及杂原子衍生物。
壳牌-70 中出现了明显的C=O 吸收谱带，双龙-70 沥青中出现了伯酰胺羰基C=O 的伸缩振动吸收谱带，表明沥青在制备过程中即发生了氧化反应。
但是由于沥青样品的不同、被氧化的官能团不同，导致红外中的峰值有所区别。
通过对不同沥青红外光谱的红外峰值进行分析，发现大部分沥青所含有的官能团结构相似，但是其组成和含量的不导致不同种类的沥青在物理性能上区别很大，其中壳牌-70 和双龙-70 易于被氧化，在短期加热的制备过程中就出现了 C=O 的官能团，但是对于沥青具体的结构的区分通过简单的外图谱的峰值很难进行细分。
进一步对沥青各个官能团的含量进行比较，但是在测试时由于红外光谱受浓度影响较大，测试只能达到半定量，谱线峰面积的绝对含量比较意义不大，需要通过计算相对含量来对官能团的峰面积进行定量的分析。
基质沥青的红外光谱图如图7.1所示。
图7.1 AS90基质沥青红外光谱图由图7.1可知，基质沥青在2800~3000cm-1左右沥青的红外光谱出现很强的吸收峰。
饱和烃及其衍生物的C-H和-CH2-的伸缩振动小于3000cm-1，3000cm-1是饱和烃和不饱和烃相区别的分界线，其中以-CH2-的吸收最强。
从图中2919cm-1和2851cm-1的吸收峰可判断沥青中含有饱和烃，1597cm-1的吸收峰一部分是由共轭双键N=N(苯环骨架振动)引起的，另一部分是由C=O的吸收引起的，由此可判定芳香族化合物的存在。
1456cm-1、1374cm-1的吸收峰是由C-H 面内弯曲振动峰引起的，它们为沥青中-CH3-烷烃基团弯曲振动吸收峰。
807cm-1（三个相邻氢原子）、723cm-1（芳烃五个相邻氢原子）的吸收峰是由=C-H面外弯曲振动峰引起的，807cm-1的吸收峰说明沥青中含有三取代烯、或者三个相邻氢原子基团，723cm-1的吸收峰说明沥青中含有芳烃基团，根据光谱图分析可知，基质沥青主要是由饱和烃、芳香族化合物以及杂原子衍生物等构成。
橡胶沥青的红外光谱如图7.2所示。
图7.2 AS90橡胶沥青红外光谱图从图7.2可以看出，橡胶沥青和基质沥青的红外光谱图形上来看，基质沥青比橡胶沥青少了一个946cm-1的吸收峰，但是却比橡胶沥青多了一个1096 cm-1的吸收峰。
红外光谱的1300cm-1～ 650cm-1的低频区称为指纹区。
所以这两个峰均是指纹区的吸收峰。
1096 cm-1的吸收峰是一个强度变化的吸收峰，振动类型为伸缩振动型，归属R-O-R，官能团为脂肪醚。
946 cm-1的吸收峰在976-960 cm-1和915-905 cm-1之间，976-960 cm-1的吸收峰属于较强的吸收峰，915-905 cm-1同样也属于较强的吸收峰，所以946 cm-1应当是一个强的吸收峰，振动类型是=C-H面外弯曲振动类型。
载玻片红外光谱全反射方法，对于基质沥青和橡胶沥青的图谱基本相同，这说明橡胶沥青中，废旧橡胶粉和沥青主要发生的是物理共混反应，因为载玻片全反射法主要是通过照射物质表面，通过表面的物质吸收一部分光谱，再把光线反射回去，然后绘出红外光谱图，如果主要发生的是化学共混反应的话，那么必然产生了大量的新官能团，反映到图谱上必然出现大量的新吸收峰。
然而在徐江萍、鲍燕妮采用溴化钾涂片法，得到的硅改沥青红外图谱基本上是基质沥青和硅藻土两者红外图谱的叠加图谱，而没有出现新的官能团，所以断定硅改沥青属于物理共混反应。
这是因为溴化钾涂片法主要是通过光线透射溴化钾压片来得到其中物质的红外吸收图谱的，所以这种方法得到的图谱肯定是溴化钾压片上所有物质红外吸收的图谱。
而载玻片法主要是通过反射载玻片表面物质而得到的图谱，所以它得到的基质沥青的图谱和橡胶沥青的图谱基本是相同的。
所以说明了橡胶沥青中所发生的反应主要以物理共混反应为主，同时存在微弱的化学反应。
946cm-1和1096 cm-1这两个吸收峰或许就是基质沥青和橡胶沥青的不同之处，这就是橡胶沥青发生的化学反应，产生和消失的官能团。
BRA红外光谱对以上四张红外光谱图进行分析，得到分析结果见表3.15-3.18。
表3.15-3.18可知：1）BRA原材料颗粒分子主要由不饱和碳链及叛基、胺基以及碳酸盐、硅酸盐和氧化硅构成，BRA纯沥青分子主要由不饱和碳链及羧基、胺基等组成，泰普克A-70#基质沥青分子主要由饱和及不饱和碳链构成，20%BRA改性沥青分子主要由饱碳链、不饱和碳链、羧基和胺基构成。
由构成成分可知，BRA接入基质沥青中后，主要成分为一个混溶叠加的物理过程，官能团并没有发生变化。
2）在3种沥青中，对比-OH键吸收峰面积，BRA纯沥青是基质沥青的6.4倍，并且在BRA纯沥青光谱图中1430.21cm-1处出现新的C-H基团强吸收峰，峰面积亦为基质沥青中C-H（甲基和亚甲基）吸收峰的30.3倍，改性沥青介于之间。
而-OH键和C-H键键能均大于其他键，说明BRA稳定性高于基质沥青，用BRA作改性剂能提高基质沥青的稳定性。
3）在20%BRA改性沥青光谱图中1045.95cm-1处，出现O-Si-O伸缩振动，862.62cm-1处出现碳酸盐羧基C-H伸缩振动，基质沥青中没有，而在BRA 纯沥青光谱图中1021.20cm-1、865.71cm-1处也有O-Si-O和碳酸盐餓基C-H伸缩振动，可断定此官能团由BRA纯沥青中存在与沥青分子结合的微量碳酸盐和二氧化硅带入。
从分子层面分析，说明O-Si-O、碳酸盐叛基C-H与沥青分子交联在一起，使沥青的分子排列结构发生改变，增强了沥青的内聚力。
4）BRA原材料颗粒与BRA纯沥青官能团没有很大差异，BRA原材料颗粒多了矿物质的吸收峰，而BRA纯沥青中没有。
煤沥青图3.1 表示为中温煤沥青(C-1)和其族组分的FT-IR 谱图。
根据吸收峰的波长分析其官能团的归属，对中温煤沥青（C-1）和其族组分的FT- IR 谱图进行比较分析。
从图3.1 可以看出，在3050cm- 1 处有芳香烃分子的C H伸缩振动峰；在2920cm-1和2860cm-1有脂肪族的甲基（-CH3）和亚甲基（-CH2-）的CH伸缩振动峰；在1600cm-1和1450cm-1附近有芳香族分子的C=C伸缩振动峰；在1400cm-1附近有甲基（-CH3）和亚甲基（-CH2）的CH面弯曲振动峰；在875cm-1对应为多取代芳烃CH面外弯曲振动，810cm-1 为芳烃分子双取代或取代CH面外弯曲振动；745cm-1 为芳烃单取代CH面外弯曲振动；这说明煤沥青和其族组分的化学结构组成多为芳香族化合物和脂肪族化合物。
在1900cm-1～2000cm-1处为累积共轭双键的振动峰，TS组分和β树脂在此处都有明显的振动峰，这说明TS组分和β树脂中含有累计共轭双烯结构，TI 组分和QI组分中没有这个结构。
对比煤沥青的TS组分、β树脂和QI组分在相同波数处振动峰的强度发现，在3050cm-1、2920cm-1、2860cm-1、1400cm-1和745cm-1的振动峰的振动强度为I TS>Iβ树脂>I CTP>I T I>I QI，这说明TS组分和β树脂中的芳烃分子上含有脂肪族侧链和侧基以及含有脂肪族化合物，且TS组分芳烃分子的脂肪族侧链和侧基比β树脂的更发达，脂肪化合物含量更多。
