第44卷第1期2021年1月
煤炭与化工
Coal and Chemical Industry
Vol.44No.l
Jan.2021
化工分析与检测
高佳丽
（石家庄学院化工学院，河北石家庄050035）
摘要：采用中红外（MIR）光谱开展了乙酸钠的分子结构研究。实验发现，乙酸钠分子的红外吸收模式主要包括CH3不对称伸缩振动模式乙或钠）、CH3对称伸缩振动模式（―OB-乙鮒）、COO-不对称伸缩振动模式宓cool乙的）、COO-对称伸缩振动模式（几cool乙的）和CH3摇摆振动模式等。采用二 维中红外（2D-MIR）光谱进一步开展了温度变化对于乙酸钠结构的影响。研究发现，在303K~423K的温度范围内，随着测定温度的升高，乙酸钠主要官能团（％码-乙的、儿CH,-乙M、"eCOO-乙或钠、几COO-乙或钠和PcHj-乙翊）的吸收峰对于热的敏感程度及变化快慢信息均存在着一定的差异性。本项研究拓展了MIR光谱及2D-MIR 光谱在重要的有机酸盐（乙酸钠）分子结构及热稳定性的研究范围。
关键词：乙酸钠；有机酸盐；MIR光谱；2D-MIR光谱；结构
中图分类号：0657.33文献标识码：A文章编号：2095-5979（2021）01-0139-06
Structure study of CH3COONa
Gao Jiali
(Shyiazhuang University School of C hemical Engineering f Shyiazhuang050035,China) Abstract:The molecular structure of sodium acetate was studied by mid infrared(MIR)spectroscopy,it is found that the infrared absorption modes of sodium acetate mainly include,CH3asymmetric stretching vibration mode(彭&隅s odium acetate),CH3 symmetric stretching vibration mode(巩朋“亦COO asymmetric stretching vibration mode(P asco aodium COO symmetric stretching vibration mod
e and CH3rocking vibration mode0cm胡；J.etc*Two dimensional mid infrared(2d-mir)spectroscopy were used to fiirther studied the effect of temperature on the structure of sodium acetate.The results show that,in the temperature range of303K~423K,with the increase of measuring temperature,the absorption peaks of the main functional groups of sodium acetate(叫曲ace丽"翻昨，311(1PcH3sodium acetate)have certain differences in the sensitivity to heat and the information of fast and slow change.This study extends the research scope of Mir and2d—mir in the molecular structure and thennal stability of important organic acid salts(CH3COONa).
Key words:CH3COONa;organic acid salts;MIR spectroscopy;2D-MIR spectroscopy;structure
0引言
无水乙酸钠（CHsCOONa,CAS127-09-3，以下简称乙酸钠）是一类重要的有机酸盐，广泛应用在畜牧、食品及环境等领域。
乙酸钠的广泛使用与其特殊结构有关。传统的中红外（MIR）光谱广泛应用于化合物结构研究，二维中红外（2D-MIR）光谱则是较为新型的光谱技术。
二维中红外（2D-MIR）光谱主要应用于化合物热稳定性研究领域，并可以提供更加丰富的光谱信息，而乙酸钠未见相关文献报道。
因此，本文以乙酸钠为研究对象，分别开展了乙酸钠MIR光谱和2D-MIR光谱研究，为乙酸钠的应用研究提供了有意义的科学借鉴。
责任编辑：索喜梅DOI：10.i.2021.01.037
作者简介：高佳丽（1984—），女，内蒙古巴彦淖尔人，理学硕士，讲师。
引用格式：高佳丽•乙酸钠结构研究[J].煤炭与化工，2021,44（1）：139-144,151.
导电碳浆139
2021年第1期
煤炭与化工
第44卷
2实验部分
2.1材料
无水乙酸钠，分析纯，为天津市化学试剂一厂
生产。
2.2仪器
Spectrum 100型红外，测定频率为4000- 600 cm -1，分辨率为4 cm -1，美国PE 公司。Golden
Gate 型ATR-FTMIR 变温附件，测温范围为303 K ~
423 K，变温步长为10 K，英国Specac 公司。
2.3实验方法
每次实验以空气为背景，对于乙酸钠进行8次
扫描累加。
乙酸钠的MIR 光谱数据获得采用PE 公司
Spectrum v 6.3.5 软件。
乙酸钠的2D-MIR 光谱数据获得采用清华大学
TD Versin 4.2 软件。
3结果与讨论
3.1乙酸钠MIR 光谱研究
cd4543
乙酸钠的MIR 光谱包括一维MIR 光谱、二阶
导数MIR 光谱、四阶导数MIR 光谱和去卷积MIR 光谱。乙酸钠MIR 光谱（303 K ）如图1所示。
0.76.5.4.3
2.1
0.000-0.002-0.004-0.006
-0.008 ―——―——―――——―——4 000 3 500 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 500
波数/crrT 】
o.o ~I 14 000 3 500 3 000 2 500 2 000 1500 1000
500
波数/cm"
（a ） 一维MIR 光谱图波数/cm"（c ）四阶导数MIR 光谱
（b ）二阶导数MIR 光谱
-1.0
]5
_________________________________________________________________4 000 3 500 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 500
波数/cm"
（d ）去卷积MIR 光谱
图1乙酸钠MIR 光谱(303 K)
Fig 1 MIR spectrum of CH 3C00Na (303 K)
由图1 （a ） 3 000.59 cm'1可以看出，频率处 的吸收峰归属于乙酸钠分子CH 3不对称伸缩振动模 式（％皿乙酸钠一-维）。2935.14 cm-1频率处的吸收峰
归属于乙酸钠分子CH3对称伸缩振动模式（冷丑乙酸
钠一一
维）。1 567.42 cm-1频率处的吸收峰归属于乙酸
钠分子coo -不对称伸缩振动模式 （玖BC00-乙酸钠-一
维）。1 407.31 cm-1频率处的吸收峰归属于乙酸钠 分子C00-对称伸缩振动模式（"sCOO-乙酸钠--维）o
1 044.04 cm -1 （卩眄1_ 乙酸钠-一维）和 1 011.48 cm -1 （PCH3-2-乙酸钠- 一维）频率处的吸收峰归属于乙酸钠分
子CH 3摇摆振动模式（PCH3-乙酸钠--维）O
由图1 （b ）可以看出，3 000.83 cm-1频率处
的吸收峰归属于乙酸钠分子ch 3不对称伸缩振动模
式（％ch 3-乙酸钠一二阶导数）o 2 935.18 cm -1频率处的吸 收峰归属于乙酸钠分子CH 3对称伸缩振动模式
（"sCH3-乙酸钠-二阶导数）O
1 408.00 cnL 频率处的吸收峰
140
高佳丽：乙酸钠结构研究
2021年第1期
归属于乙酸钠分子c 00"对称伸缩振动模式（珂000-乙
酸钠-
1044.14cm -1 0OB 亠 zm 一才翩）和 101150 CHI"1 ©QB 么乙酸钠_二阶鼻 频率处的吸收峰归属于乙酸
钠分子CH3摇摆振动模式（PCH3- 乙酸钠—。1 089.44 （0.02） , 1 077.43 （0.02） , 1 043.80 （0.27）, 1 011.49 （0.29）, 923.94 （0.65） , 917.06 （0.05） , 909.08 （0.03）, 824.04（0.03）, 818.46（0.03）, 810.02（0.03）, 805.56（0.03）, 781.98（0.03）, 766.12（0.20）, 749.62（0.03）, 744.94 （0.03） , 737.93 （0.03） , 726.09 （0.03） , 718.13 （0.03）, （0.04）, 685.51（0.04）, 679.23（0.04）, 673.52（0.05）, （0.27）, 646.96（0.58）, 643.11（0.52）, 639.18（0.46）, （0.78）, 611.41（0.14）, 606.84（0.09）, 604.05（0.09）;
由图1 （c ）可以看出，2 935.00 cm-1频率处 的吸收峰归属于乙酸钠分子CHs 对称伸缩振动模
式 ®ch 3~乙酸钠-四阶导数）o 1 567.89 cm-1频率处的吸收
峰归属于乙酸钠分子COCT 不对称伸缩振动模式 （%coo-乙酸钠- 四阶导数）。1 408.48 cm 1频率处的吸收峰
归属于乙酸钠分子COO-对称伸缩振动模式（"$000-
乙酸钠-四阶导数）。
1 044.06 cm -1 （poc-i-乙酸钠-四阶导数）
和1 011.90 cm -1 （pcH3-2-乙酸钠-四阶导数）频率处的吸收
峰归属于乙酸钠分子CHs 摇摆振动模式@隠乙酸钠
-四阶导数）。
由图1 （d ）可以看出，3001.11 cm-1频率处
的吸收峰归属于乙酸钠分子CH 3不对称伸缩振动模
式 宓时乙酸钠一去卷积）。2 935.02 cm"1频率处的吸收
峰归属于乙酸钠分子CH3对称伸缩振动模式（%CH3-
调浆桶乙酸钠-去卷积）o
1 566.86 cm -1频率处的吸收峰归属于
乙酸钠分子COO 不对称伸缩振动模式 （%coo —乙蹄
-去卷积）o
1 407.54 cm-1频率处的吸收峰归属于乙酸
钠分子COO-对称伸缩振动模式 （久C00—乙酸钠-去卷
积）。
1 043.80 cm -1 （pac-i- 乙酸钠- 去卷积）和1 011.49 Cm_1 （PCH3-2-乙酸钠-去卷积） 频率处的吸收峰归属于乙
酸钠分子CH 3摇摆振动模式（pan-乙酸钠-去卷积），乙 酸钠其它官能团的光谱信息见表lo
表1乙酸钠TD-MIR 光谱数据（303 K ）
Table 1 Data of TD-MIR spectrum of CH 3C00Na （303 K ）
乙酸钠官能团红外吸收频率/rm-】及强度/A
3 000.59 （0.04） , 2 935.14（0.04） , 1 567.42 （0.60）, 1 407.31 （0.51）, 1 251.77（0.05） , 1 044.04（0.14）, 1 011.48
一维 MIR 光加 （o.i7）, 923.67（0.20）, 766.20（0.05）, 643.47（0.30）, 618.77（0.31）;
3 003.83 （-0.00）, 2 980.75 （-0.00）, 2 935.18 （-0.00） , 1 643.53 （0.00） , 1 633.37 （-0.00）, 1 624.15 （0.00）, 1 603.69 （-0.00）, 1 583.50（0.00）, 1 571.41 （-0.00）, 1 563.39 （-0.00）, 1 551.90（0.00）, 1 543.85 （-0.00）, 1 533.67
一 竝（-0.00）, 1 526.10 （-0.00）, 1 510.57 （-0.00）, 1 499.82 （-0.00）, 1 490.87 （-0.00）, 1 444.02 （-0.00）, 1 436.44一阶导数 MIR 尤加 jo oo ）, 1 426.16 （-0.00）, 1 408.00 （-0.00）, 1 383.49 （-0.00）, 1 365.88 （-0.00）, 1 346.88（0.00）, 1 334.43
（-0.00）, 1 296.24 （-0.00）, 1 251.42 （-0.00）, 1 044.14 （-0.00）, 1 027.50（0.00）, 1011.50 （-0.00）, 958.00（0.00）,923.68 （-0.00）, 805.50 （-0.00）, 766.27 （-0.00）, 728.26 （-0.00）, 645.64 （-0.00）, 618.40 （-0.00）；
四阶导数MIR 光谱（0.00）, 1 651.91（0.00）, 1 581.84（0.00）, 1 528.63（0.00）, 1455.35（0.00）
, 1 389.52（0.00）, 1 645.21（0.00）, 1 574.36（0.00）, 1 523.89（0.00）, 144630（0.00）, 1382.07（0.00）, 1 634.04（0.00）, 1 567.89（0.00）, 1 516.80（0.00）, 1435.14（0.00）, 1 365.33（0.00）, 1628.13（0.00）, 1561.11（0.00）, 1 509.22（0.00）, 1428.82（0.00）, 1356.99（0.00）, 1 621.99（0.00）, 1553.73（0.00）, 1 501.22（0.00）, 1417.15（0.00）, 1 346.65（0.00）, 1 614.92（0.00）, 1543.09（0.00）, 1491.94（0.00）, 1408.48（0.00）, 1 334.28（0.00）,（0.00）,（0.00）,（0.00）,
（0.00）,
去卷积MIR 光谱
2935.001 601.101 535.321462.891398.391 044.06（0.00）, 1 023.63（0.00）, 1 011.90（0.00）, 934.12（0.00）, 923.95（0.00）, 774.49（0.00）, 766.19（0.00）,757.92 （0.00）, 660.82 （0.00）, 646.67 （0.00）, 637.92 （0.00）, 628.35 （0.00）, 618.40 （0.00）, 605.09 （0.00）；
3 001.111639.041 610.831582.651556.771530.911 504.531478.641451.011423.411 395.981 367.711 335.75（0.04）, 2935.02（0.07）, 1 655.92（0.08）, 1 652.31（0.14）, 1 649.86（0.04）, 1 646.75（0.06）, 1 644.01（0.04）,（0.10）, 1 635.21 （0.18）, 1631.89 （0.09）, 1 627.28 （0.13）, 1622.36 （0.18）, 1 619.33 （0.18）, 1615.91 （0.38）,（0.22）, 1 606.98（0.34）, 1 60
2.96（0.38）, 1 599.10（0.36）, 1 595.02（0.35）, 1 590.9
4 0.35, 1 586.64（0.42）,（0.50）,（1.29）,（0.41）,（0.20）,（0.⑵，（0.26）,（0.55）,（0.66）,（0.36）,（0.17）,1 578.991 554.081 526.481 502.011 474.301 447.021 418.981 391.921 364.031 328.53（0.79）, （0.60）, （0.27）, （0.⑻, （0.15）, （0.35）, （0.52）, （0.50）, （0.46）, （（M2）,1575.13 1551.061522.601 498.301470.941442.811415.711387.981 359.941 320.18（1.28）,（0.70）,（0.50）,（0.20）, （0.⑶,（0.27）,（0.53）,（0.53）,（0.28）,（0.10）,1 570.071 546.541 51&821 494.831 466.951 439.191411.141 383.921 356.121316.11（0.93）, （0.53）, （0.37）, （0.17）, （0.12）, （0.40）, （0.67）, （0.47）, （0.22）, （0.09）,1566.861 541.751514.681490.771462.951435.871407.541380.021352.041308.70（0.90）, 1 562.99（0.91）, 1538.03（0.21）, 1510.86（0.22）, 1 486.99（0.13）, 1 459.44（0.60）, 1431.15（0.72）, 1404.00（0.43）, 1 375.77（0.19）, 1 347.91（0.08）, 1 296.56（1.21）, 1559.98 （0.55）, 1 534.66 （0.22）, 1507.87 （0.18）, 1 482.81 （0.14）, 1456.00 （0.39）, 1427.63 （0.61）, 1400.01 （0.42）, 1371.8
5 （0.18）, 1 340.05 （0.09）, 1 248.96（2.69）, （0.59）, （041）, （0.13）, （0.34）, （0.49）, （0.69）, （0.34）, （0.17）, （0.06）,709.99 （ 0.03） , 705.75 （ 0.03） , 701.68 （ 0.03） , 690.05 667.08（0.08）, 662.18（0.04）, 658.89（0.02）, 650.67 635.82（0.30）, 631.45 （ 0.20）,
626.93 （ 0.21） , 61&923.2乙酸钠2D-MIR 光谱研究
研究发现，乙酸钠官能团主要的红外吸收频率
主要集中在 “3 030 ~ 2 980 cm"、"2 960- 2 900 cm-1"、“ 1 590 ~ 1 540 cm"、1 440 ~ 1 390 cm"
和T 060 ~ 1 000 cm" 等5个频率区间。分度机构
因此，在这5个频率区间分别开展了乙酸钠
141
2021年第1期煤炭与化工第44卷
2D-MIR光谱研究，并进一步考查了温度变化对于乙酸钠分子结构的影响。
3.2.1第一频率区间乙酸钠2D-MIR光谱研究
在“第一频率区间”，开展了乙酸钠同步2D-MIR光谱研究。乙酸钠％叱乙酸钠一二维2D-MIR 光谱(3030-2980cm-1)如图2所示。
(a)同步2D-MIR光谱(b)异步2D-MIR光谱
图2乙酸钠卩氓乙曲_二隼2D-MIR光谱(3030~2980cm-1)
Fig.22D-MIR spectrum of CH3COONa/儿as_oBcoafe-2B(3030~2980cm-1)
由图2(a)可以看出，(3002cm-1,3002 cm"1)频率处发现一个相对强度较大的自动峰，则进一步证明该频率处的吸收峰对于温度变化比较敏感，而在“3030~2980cm"频率范围内，并没有发现明显的交叉峰。
由图2(b)可以看出，并没有发现明显的交叉峰。
3.2.2第二频率区间乙酸钠2D-MIR光谱研究
在“第二频率区间”开展了乙酸钠的同步2D-MIR光谱自动峰研究。乙酸钠畑.乙酸钠-二维同步2D-MIR光谱(2960-2900cm-1)如图3所示。
2960
2930
2915
2945
2900
29002915293029452960
(a)同步2D-MIR光谱(b)异步2D-MIR光谱
图3乙酸钠”毎乙则-二華同步2D-MIR光谱(2960~2900cm-1)
Fig.32D-MIR spectrum of CH3C00Na/叫cre~CH3(xmr2D(2960〜2900cm-1)
由图3(a)可以看出，(2928cnri,2 928cm"1)频率处发现一个相对强度较大的自动峰，而在"3030-2980cm-,M频率范围内，并没有发现明显的交叉峰。
由图3(b)可以看出，(2926cm1,2935 cm-1)频率附近发现一个相对强度较大的交叉峰。
142
高佳丽：乙酸钠结构研究
2021年第1期
根据NODA 原则，乙酸钠以晒乙酸钠_ 一二维对应
的吸收频率包括2 935 cm-* (咖_乙駿钠--二维-i)和
2 926 cm -1 @(砂乙鮒-一乂 -2)，随着测定温度的升高。
乙酸钠 论 乙酸钠一-二维对应的吸收峰变化快慢 顺序为 2 935 cm -1 (f 3Q b -乙酸钠-一二维-i) > 2 926 cm -1
("sCIB-乙酸钠 _ 一 A -2)o
3.2.3 第三频率区间乙酸钠2D-MIR 光谱研究
在“第三频率区间”，开展了乙酸钠同步
2D-MIR 光谱研究。乙酸钠 乙酸钠-二维同步
2D-MIR 光谱(1 590 ~ 1 540 cm")如图 4所示。
Fig. 4 Synchronous 2D-MIR spectrum of CHjCOONa / 九coo-cacawYD (1 590 ~ 1 540 cm -1)
(b)异步2D-MIR 光谱
同步 2D-MIR 光谱(1 590 ~ 1 540 cm-1)
由图 4 (a)可以看出，(1 552 cm-1, 1 552 cm"1)频率附近发现一个相对强度较大的自动峰,
车架总成
而在1590-1 540cm-1频率范围内，并没有发现明 显的交叉峰。
由图4 (b)可以看出，没有发现明显的交
叉峰。
3.2.4第四频率区间乙酸钠2D-MIR 光谱研究
在“第四频率区间”，开展了乙酸钠同步 2D-MIR 光谱研究。乙酸钠畑门乙酸铠一二维同步
2D-MIR 光谱(1 440-1390 cm-1)如图 5 所示。
1440
141514021390
14271390
1 402
1 415
1 427 1 440(a)同步2D-MIR 光谱1440
1415
1402
照明母线1427
1390 1402 1 415 1 427 1 440
(b)异步2D-MIR 光谱
图5乙酸钠临乙酬-二第同步2D-MIR 光谱(1 440 ~ 1 390 cnr 1)
Fig. 5 Synchronous 2D-MIR spectrum of C HjCOONa /P xno'-CHsCOONa^D (1440 ~ 1390 cm -1)
由图 5 (a)可以看岀，(1 403 cm-1, 1 403 cm-1)和(1415 cm-1, 1415 cm-1)频率附近发现二
个相对强度较大的自动峰，而在(1 403 cm-1, 1 415 cm 1)频率处发现一个相对强度较大的交叉峰， 则进一步证明该频率处对应的吸收峰之间存在着较
强的分子内相互作用。由图5 (b)可以看出，(在
143
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