一、项目背景：
该样品为铜镀液，需分析其成分，重点关注其中的表面活性剂。该样品为铜镀液，需分析其成分，重点关注其中的表面活性剂。可采用高效液相色谱-质谱联用技术（HPLC-MS）对可能存在的非离子型、阴离子型或两性表面活性剂进行定性和定量分析。明确镀液中表面活性剂的种类、含量及其功能特性，为优化镀液配方和工艺参数提供科学依据。
图 1 铜镀液样品
二、测试方案
通过高效液相色谱质谱联用仪 HP-LCMS分析，利用通过高效液相色谱质谱联用仪 HP-LCMS 分析，利用其高灵敏度、高选择性和宽动态范围的优势，可对复杂基质中的痕量目标化合物进行准确定性与定量。
测试条件：样品经水稀释后测定，检测参数如下：PDA检测波长范围为200~800 nm；色谱柱采用BEH C18（1.7 µm，2.1 × 50 mm）；流动相为甲醇∶5 mM乙酸铵溶液（80∶20，v/v）；流速0.3 mL/min；柱温35℃；脱溶剂气与雾化气均为氮气，脱溶剂气温度500℃；毛细管电压2 kV，锥孔电压35 V；质谱扫描模式为正离子Scan+（m/z 101~3000）和负离子Scan-（m/z 60~3000）。
项目 | 参数 |
|---|---|
仪器名称 | 高效液相色谱质谱联用仪 HP-LCMS |
PDA条件 | 波长范围为200~800 nm |
色谱柱 | BEH C18（1.7 µm，2.1 × 50 mm） |
液相条件 | 流动相为甲醇∶5 mM乙酸铵溶液（80∶20，v/v）；流速0.3 mL/min；柱温35℃；脱溶剂气与雾化气均为氮气，脱溶剂气温度500℃；毛细管电压2 kV，锥孔电压35 V |
质谱条件 | 扫描模式为正离子Scan+（m/z 101~3000）和负离子Scan-（m/z 60~3000） |
三、数据分析
图2 色谱图
图3 正离子质谱图
图4 负离子质谱图
HPLCMS分析：负离子质谱分析说明样品含有硫酸根； 正离子质谱图分析出明显的分子量等差44的馒头峰，说明样品含有含有聚氧乙烯型非离子表面活性剂；同时含有分子量为135的有机化合物。
四、结论
正离子模式下的质谱图，观察到一组分子量呈等差44 Da规律分布的“馒头峰”信号，该特征间隔对应于环氧乙烷（EO）单元的重复结构（—CH2CH2O—，分子量44），说明样品中含有聚氧乙烯型非离子表面活性剂，如聚乙二醇（PEG）、聚乙二醇醚类（例如壬基酚聚氧乙烯醚NP-nEO 或脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-n）等。通过计算各同系物峰的质荷比（m/z），拟合出通式为[M+Na]+或[M+H]+系列，进一步推断其平均相对分子质量分布在600~1200范围内，聚合度n约为10~25，符合电镀工业中常用润湿剂或微分散剂的技术要求。
此外，在正离子谱图中检测到m/z = 135的显著离子峰，结合数据库比对（如NIST、ChemSpider）及文献分析，推测该化合物可能为咪唑啉类衍生物，常见于酸性镀铜体系中作为阳极缓蚀剂或辅助光亮剂，具有两性表面活性特征，在一定pH条件下可带正电荷，参与界面吸附行为，改善镀层致密性和均镀能力。
负离子模式下的质谱图，清晰检测到m/z = 97的特征峰，对应HSO₄⁻离子（理论值97.0），证实镀液中含有硫酸根离子，这与典型硫酸盐体系酸性镀铜工艺一致。
综合HPLC-MS分析结果可知， 存在聚乙二醇型非离子表面活性剂，表现为EO单元重复的“馒头峰”，具备良好的润湿性能，可降低镀液表面张力，抑制针孔和麻点缺陷。同时检测到分子量为 135的有机化合物，疑似咪唑啉类两性表面活性剂，兼具缓蚀与整平作用，有助于提升镀层外观质量。