技术领域
本发明涉及阳离子表面活性剂及其制备方法和应用。
背景技术
表面活性剂由于其高表面活性、优良的吸附和杀菌性能，已广泛应用在化妆品、杀菌、制药、石油化工等多个领域。为进一步拓宽了表面活性剂的应用领域，近年来，该领域研究人员在设计合成具有高表面性能，且具有光电响应性能的表面活性剂方面做了积极探索。2014年第30期第1卷第41-47页的《郎格缪尔》上发表的《使用光敏性双子表面活性剂实现的光诱导的反乳化作用》一文中，公开了一种偶氮苯类表面活性剂，该表面活性剂在不同波长的光照射下，会发生顺反异构。2013年第30期第10卷第1108-1111页的《精细化工》上发表的《光敏可逆表面活性剂4-丁基偶氮苯-4’-(乙氧基)三甲基溴化铵的合成及其光化学行为》一文，报道了一种偶氮苯类表面活性剂，也具有光响应性能。2015年第137期第49卷第15434-15440页的《美国化学会杂志》上发表的《自组装的偶氮苯类硅氧烷杂化膜的光诱导弯曲》一文，报道了一种偶氮苯-硅杂化膜材料，在不同光照条件下，该膜材料可以发生面弯曲。到目前为止，具有光电响应性能的偶氮苯类表面活性剂的品种还不多。
发明内容
本发明是要解决现有的含偶氮苯基团的表面活性剂品种单一的技术问题，提供一类偶氮类阳离子表面活性剂及其制备方法和应用。
本发明的偶氮类阳离子表面活性剂的化学名称为N-烷基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵，其结构式为：
其中R＝CnH2n+1，n＝4～18，X为卤素Br、Cl或I。
上述的偶氮类阳离子表面活性剂的制备方法，按以下步骤进行：
一、将溶剂Ⅰ加入容器中，再按N-乙酰基-(2-对甲偶氮苯氧基)-N,N-二甲基乙二胺和溴代烷的摩尔比为1:(1～6)加入N-乙酰基-(2-对甲偶氮苯氧基)-N,N-二甲基乙二胺和溴代烷， 升温至80℃～150℃并搅拌8h～72h，得到粗产物；其中溶剂Ⅰ为乙腈和乙醇混合溶剂、正丙醇和水混合溶剂、正丁醇和水混合溶剂、丙酮和二甲亚砜混合溶剂、乙醇和二甲亚砜混合溶剂、二甲亚砜和水混合溶剂、丙酮和甲苯混合溶剂、或者为乙酸乙酯和二甲亚砜混合溶剂；
二、将步骤一得到的粗产物旋转蒸发，得粘稠状膏体；
三、利用溶剂II对粘稠状膏体重结晶，得黄色固体，即偶氮类阳离子表面活性剂；其中溶剂II为为甲醇与氯仿混合溶剂、乙酸乙酯与石油醚混合溶剂、乙醇与石油醚混合溶剂、丙酮与环己烷混合溶剂，丙酮与二氯甲烷混合溶剂，异丙醇与乙醚混合溶剂、三氯甲烷与正戊烷混合溶剂、或者为乙腈与正己烷混合溶剂。
本发明所述的偶氮类阳离子表面活性剂的制备方法反应方程式如下：
上述偶氮类阳离子表面活性剂的应用是利用偶氮类阳离子表面活性剂制备微米片或微米棒微米材料。
利用偶氮类阳离子表面活性剂制备微米材料的具体方法如下：
一、配制N-烷胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵浓度小于其临界胶束浓度的水溶液，此时溶液澄清透明；
二、按N-烷胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵与柠檬酸钠的摩尔比为1:1，向水溶液中加入柠檬酸钠；此时溶液呈浑浊状态；
三、将步骤二得到的溶液，用紫外灯下照射，直至溶液重新澄清，并继续照射30min后，在温度为5～25℃的水浴中静置处理，得到微米材料。
其中水浴温度为5～15℃时，得到的微米材料为透明的金黄色微米棒；水浴温度为16～25℃时，得到透明的金黄色微米片。
利用偶氮类阳离子表面活性剂制备微米材料的具体方法还可以如下：
一、配制N-烷基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵浓度小于其临界胶束浓度的水溶液，此时溶液澄清透明；
二、向步骤一的水溶液中，加入柠檬酸钠，使溶液中的N-烷基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧 基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵与柠檬酸钠的摩尔比为15:(1～90)；
三、将步骤二的溶液，用紫外灯下照射1h后，将溶液放入15℃的水浴中静置处理，得到微米材料。
其中从N-烷基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为15:(1～14)的溶液中制备得到的是透明的金黄色微米片，从N-烷基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为15:(15～90)的溶液中制备得到的是透明的金黄色微米棒。
本发明的优点如下：
1、本发明以N-乙酰基-(2-对甲偶氮苯氧基)-N,N-二甲基乙二胺和溴代烷为原料合成了一种新结构的N-烷基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵阳离子表面活性剂。
2、本发明合成的N-烷基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵表面活性剂，制备方法工艺简单，反应条件易于控制，产物易于分离、纯化。
3、本发明合成的N-烷基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵，其临界胶束浓度为0.03～12.63mmol/L，具有较高的表面活性。改变光照条件，该表面活性剂顺反异构体之间相互转化。
4、利用不同光照条件下，N-烷基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵异构体在水中的溶解性的不同，通过光诱导的再沉淀法，在不同温度的辅助下，利用其自组装性能，制备微米棒或微米片，这些含有偶氮苯的微米材料在众多领域都表现出巨大的应用潜力，例如光反应电子器件、非线性光学材料及光子材料、光动力分子机器、可逆光学存储、光驱动分子开关、光响应纳米容器、蛋白质探针、表面起伏光栅及命令表面等。
附图说明
图1是实施例1制备的N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的核磁谱图；
图2是实施例1制备的N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的浓度对数-表面张力曲线；
图3是实施例1制备的N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的紫外光照射前(a)和照射后(b)的紫外-可见吸收光谱。
图4是实施例1制备的N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的紫外光照射后(a)和日光照射后(b)的紫外-可见吸收光谱。
图5是实施例1中15℃水浴条件下制备的微米棒的SEM图；
图6是实施例1中20℃水浴条件下制备的微米片的SEM图；
图7是实施例1中在N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为9:1条件下制备的微米棒的SEM图；
图8是实施例1中在N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为3:5条件下制备的微米片的SEM图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的偶氮类阳离子表面活性剂，化学名称为N-烷基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵，其结构式为：
其中R＝CnH2n+1，n＝4～18，X为卤素Br、Cl或I。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是n＝8～14。其它与方式一相同。
具体实施方式三：具体实施方式一所述的偶氮类阳离子表面活性剂的制备方法，按以下步骤进行：
一、将溶剂Ⅰ加入容器中，再按N-乙酰基-(2-对甲偶氮苯氧基)-N,N-二甲基乙二胺和溴代烷的摩尔比为1:(1～6)加入N-乙酰基-(2-对甲偶氮苯氧基)-N,N-二甲基乙二胺和溴代烷，升温至80℃～150℃并搅拌8h～72h，得到粗产物；其中溶剂Ⅰ为乙腈和乙醇混合溶剂、正丙醇和水混合溶剂、正丁醇和水混合溶剂、丙酮和二甲亚砜混合溶剂、乙醇和二甲亚砜混合溶剂、二甲亚砜和水混合溶剂、丙酮和甲苯混合溶剂、或者为乙酸乙酯和二甲亚砜混合溶剂；
二、将步骤一得到的粗产物旋转蒸发，得粘稠状膏体；
三、利用溶剂II对粘稠状膏体重结晶，得黄色固体，即偶氮类阳离子表面活性剂；其中溶剂II为甲醇与氯仿混合溶剂、乙酸乙酯与石油醚混合溶剂、乙醇与石油醚混合溶剂、丙酮与环己烷混合溶剂，丙酮与二氯甲烷混合溶剂，异丙醇与乙醚混合溶剂、三氯甲烷与正戊烷混合溶剂、或者为乙腈与正己烷混合溶剂。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式三不同的是步骤一中，N-乙酰基-(2-对甲偶氮苯氧基)-N,N-二甲基乙二胺和溴代烷的质量之和与溶剂Ⅰ的体积的比为1g:(1～100)mL；其它与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式三或四不同的是步骤一中，溴代烷的结构式为R—Br，其中R＝CmH2m+1，m＝4～18；其它与具体实施方式三或四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式三或四不同的是步骤一中，溴代烷的结构式为RBr，其中R1＝CmH2m+1，m＝8～14；其它与具体实施方式三或四相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式三或四不同的是所述的溴代烷为溴代辛烷、溴代癸烷、溴代十二烷、溴代十四烷、溴代十六烷或溴代十八烷。其它与具体实施方式三或四相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式三至七之一不同的是步骤一中，N-乙酰基-(2-对甲偶氮苯氧基)-N,N-二甲基乙二胺和溴代烷的质量之和与溶剂Ⅰ的体积的比为1g:(20～80)mL；其它与具体实施方式三至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式三至八之一不同的是步骤二中所述的旋转蒸发操作条件是：转速为50r/min～200r/min，水浴温度为60℃～90℃，其它与具体实施方式三至八之一相同。
具体实施方式十：具体实施方式一所述的偶氮类阳离子表面活性剂的应用，是利用偶氮类阳离子表面活性剂制备微米片或微米棒微米材料。是具体步骤如下：
一、配制N-烷胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵浓度小于其临界胶束浓度的水溶液，此时溶液澄清透明；
二、按N-烷胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵与柠檬酸钠的摩尔比为1:1，向水溶液中加入柠檬酸钠；此时溶液呈浑浊状态；
三、将步骤二得到的溶液，用紫外灯下照射，直至溶液重新澄清，并继续照射30min后，在温度为5～25℃的水浴中静置处理，得到微米材料。
本实施方式中水浴温度为5～15℃时，得到的微米材料为透明的金黄色微米棒；水浴温度为16～25℃时，得到透明的金黄色微米片。利用水浴温度的不同，控制微米材的形貌。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式十不同的是步骤三中的水浴中静置处理时间为64～80小时。其他与具体实施方式十相同。
具体实施方式十二：具体实施方式一所述的偶氮类阳离子表面活性剂的应用，是利用偶氮类阳离子表面活性剂制备微米片或微米棒微米材料。是具体步骤如下：
一、配制N-烷基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵浓度小于 其临界胶束浓度的水溶液，此时溶液澄清透明；
二、向步骤一的水溶液中，加入柠檬酸钠，使溶液中的N-烷基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵与柠檬酸钠的摩尔比为15:(1～90)；
三、将步骤二的溶液，用紫外灯下照射1h后，将溶液放入15℃的水浴中静置处理，得到微米材料。
本实施方式中从N-烷基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为15:(1～14)的溶液中制备得到的是透明的金黄色微米片，从N-烷基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为15:(15～90)的溶液中制备得到的是透明的金黄色微米棒。利用加入的柠檬酸钠的量的不同，控制微米材料的形貌。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式十二不同的是步骤三中的水浴中静置处理时间为64～80小时。其他与具体实施方式十二相同。
用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例1：本实施例的偶氮类季铵盐阳离子表面活性剂的制备方法，按以下步骤进行：
一、向三口烧瓶中依次加入10mL正丁醇和水混合溶剂(体积比为1：5)，1.736g溴代辛烷和0.994g N-乙酰基-(2-对甲偶氮苯氧基)-N,N-二甲基乙二胺，在温度为110℃的条件下搅拌35h，即得粗产物；
二、在转速为110r/min，水浴温度为60℃的条件下旋转蒸发粗产物，得粘稠状膏体；
三、利用乙醇和石油醚混合溶剂(体积比为1：1)对粘稠状膏体进行重结晶，得到黄色固体，即为N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵。
利用FT-IR、1H-NMR对N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵进行表征。
FT-IR(KBr pellet)υcm-1:3280(N–H,amide),2920(–CH2–),2850(–CH3),1670(C＝O,amide),1061(Ar-O–R,ether),890–669(C–H,aromatic hydrocarbon).
本实施例制备的N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的核磁谱图如图1所示。
1H-NMR(600MHz,CDCl3):δppm 8.95-8.97(m,J＝5.4Hz,1H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),7.22-7.97(m,8H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),4.62(s,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),3.94-3.95(d,J＝5.4Hz,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONHCH2CH2NH),3.83-3.85(m,J＝5.7Hz,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONHCH2CH2NH),3.51-3.54(m,J＝8.4Hz,2H, CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)5CH3),3.35(s,6H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)5CH3),2.43(s,3H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),1.69-1.74(m,J＝8.0Hz,2H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)5CH3),1.22-1.34(m,J＝6.4Hz10H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)5CH3),0.83-0.85(m,3H,J＝7.0Hz,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)5CH3)。
通过FT-IR、1H-NMR对N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的表征，可知N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的结构式为：
将本实施例制备的N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵用超纯水配制一定浓度的水溶液，在25℃下，采用吊环法测定该水溶液的γ-lgC曲线，详见附图2，由图2的曲线可知N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的临界胶束浓度为0.72mmol/L，说明本实施例产品N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵具有较低的临界胶束浓度和较好的表面活性。
配置浓度为2×10-5mol/L的N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵水溶液，置于黑暗处放置15天后，测定紫外吸收光谱如图3中的曲线a所示，最大吸收波长为348nm，最大吸收波长处的相对吸光度为0.68；继续用365nm紫外光照射该水溶液30min，测试该溶液的紫外-可见吸收光谱如图3中的b所示，最大吸收波长蓝移至310nm左右，该吸收波长处的相对吸光度为0.22；继续在日光下放置该溶液10h，测试该溶液的紫外-可见吸收光谱如图4所示，其中曲线a是经紫外光(365nm)充分照射后的2×10-5mol/L N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵水溶液的紫外-可见吸收光谱(顺式结构的紫外-可见吸收光谱)；曲线b是将其放于日光下静置后的紫外-可见吸收光谱(反式结构的紫外-可见吸收光谱)，从图4中可以看出，最大吸收波长红移至348nm，最大吸收波长处的相对吸光度为0.29。改变光照条件，溶液最大吸收波长的改变，说明本实施例产品N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴 化铵发生了顺反异构。
利用N-辛胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的水溶液在不同温度的辅助下进行微米结构的制备，按以下步骤进行：
一、配制体积为5.0mL的N-烷胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵水溶液两个，两者浓度相同，都为5.0×10-4M，分别记为A溶液和B溶液，此时溶液澄清透明。
二、向步骤一中的A溶液和B溶液中，分别加入3.0×10-2M柠檬酸钠83.33μL，使N-烷胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为1:1，此时溶液呈浑浊状态。
三、将步骤二中的浑浊A溶液和B溶液，在紫外灯下照射，至溶液重新澄清，并继续照射30min后，A溶液放入15℃水浴中静置8h，并继续在日常环境中于15℃水浴中静置64h，制备得到的透明的金黄色微米棒如图5所示；B溶液置于20℃水浴中静置8h，并继续在日常环境中于20℃水浴中静置64h，制备得到透明的金黄色微米片如图6所示。
利用N-辛胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的水溶液在不同量的柠檬酸钠辅助下，制备不同形貌的微米材料，按以下步骤进行：
一、配制N-烷基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵浓度为5.0×10-4M的水溶液，此时溶液澄清透明。
二、向步骤一中的溶液分别加入柠檬酸钠，使溶液中的N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比分别为9:1和3:5。
三、将步骤二中的溶液在紫外灯下照射1h后，将溶液放入15℃水浴中静置8h，之后继续在15℃水浴中静置64h。从N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为9:1的溶液中制备得到透明的金黄色微米片如图7所示，从N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为3:5的溶液中制备得到透明的金黄色微米棒如图8所示。
实施例2：本实施例的偶氮类季铵盐阳离子表面活性剂的制备方法，按以下步骤进行：
一、向三口烧瓶中依次加入20mL正丙醇和水混合溶剂(体积比为1：4)，1.986g溴代己烷和1.532g N-乙酰基-(2-对甲偶氮苯氧基)-N,N-二甲基乙二胺，在温度为100℃的条件下搅拌30h，即得粗产物；
二、在转速为60r/min，水浴温度为60℃的条件下旋转蒸发粗产物，得粘稠状膏体；
三、利用丙酮和石油醚的混合溶剂(体积比为5：1)对粘稠状膏体进行重结晶，得到 黄色固体，N-己基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵表面活性剂。
利用FT-IR、1H-NMR对N-己基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵进行表征。
FT-IR(KBr pellet)v cm-1:3280(N–H,amide),2920(–CH2–),2850(–CH3),1670(C＝O,amide),1061(Ar-O–R,ether),589-823(C-H,aromatic hydrocarbon).
1H-NMR(600MHz,CDCl3):δppm 8.95-8.97(m,J＝5.4Hz,1H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),7.22-7.97(m,8H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),4.62(s,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),3.94-3.95(d,J＝5.4Hz,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONHCH2CH2NH),3.83-3.85(m,J＝5.7Hz,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONHCH2CH2NH),3.51-3.54(m,J＝8.4Hz,2H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)5CH3),3.35(s,6H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)5CH3),2.43(s,3H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),1.69-1.74(m,J＝8.0Hz,2H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)3CH3),1.22-1.34(m,J＝6.4Hz10H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)3CH3),0.83-0.85(m,3H,J＝7.0Hz,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)3CH3).
通过FT-IR、1H-NMR对N-己基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的表征，可知N-己基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的结构式为：
将实施例2所得产品N-己基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵用超纯水配制一定浓度的水溶液，在25℃下，采用吊环法测定该水溶液的γ-lgC曲线，由曲线知N-己基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的的临界胶束浓度为2.90mmol/L，说明本实施例产品N-己基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵具有较低的临界胶束浓度和较好的表面活性。
配置浓度为2×10-5mol/L的N-己基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵水溶液，置于黑暗处放置15天后，测定紫外吸收光谱，最大吸收波长为348nm，最大吸收波长处的相对吸光度为0.68；继续用365nm紫外光照射该水溶液30min，测试该溶液的紫外-可见吸收光谱，最大吸收波长蓝移至310nm左右，该吸收波长处的相对吸光度为0.22；继续在日光下放置该溶液10h，测试该溶液的紫外-可见吸收光谱，最大吸收波 长红移至348nm，最大吸收波长处的相对吸光度为0.29。改变光照条件，溶液最大吸收波长的改变，说明本实施例产品N-己基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵发生了顺反异构。
利用N-己胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的水溶液在不同温度的辅助下下进行微米结构的制备，按以下步骤进行：
一、配制体积为5.0mL的N-烷胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵水溶液两个，两者浓度相同，都为5.0×10-4M，分别记为A溶液和B溶液，此时溶液澄清透明。
二、向步骤一中的A溶液和B溶液中，分别加入3.0×10-2M柠檬酸钠83.33μL，使N-烷胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为1:1，此时溶液呈浑浊状态。
三、将步骤二中的浑浊A溶液和B溶液，在紫外灯下照射，至溶液重新澄清，并继续照射30min后，A溶液放入13℃水浴中静置8h，并继续在日常环境中于13℃水浴中静置64h，制备得到透明的金黄色微米棒；B溶液置于22℃水浴中静置8h，并继续在日常环境中于22℃水浴中静置64h，制备得到透明的金黄色微米片。
利用N-辛胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的水溶液在不同量的柠檬酸钠辅助下，可以制备不同形貌的微米材料，按以下步骤进行：
一、配制N-烷基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵浓度为5.0×10-4M的水溶液，此时溶液澄清透明。
二、向步骤一中的溶液分别加入柠檬酸钠，使溶液中的N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比分别为12:1和1:1。
三、将步骤二中的溶液在紫外灯下照射1h后，将溶液放入15℃水浴中静置8h，之后继续在15℃水浴中静置64h。从N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为12:1的溶液中制备得到透明的金黄色微米片，从N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为1:1的溶液中制备得到透明的金黄色微米棒。
实施例3：本实施例的偶氮类季铵盐阳离子表面活性剂的制备方法，按以下步骤进行：
一、向三口烧瓶中依次加入20mL乙腈和乙醇混合溶剂(体积比为1：1)、0.801g溴代丁烷和1.013g N-乙酰基-(2-对甲偶氮苯氧基)-N,N-二甲基乙二胺，在温度为80℃的条件下搅拌48h，即得粗产物；
二、在转速为50r/min，水浴温度为60℃的条件下旋转蒸发粗产物，得粘稠状膏体；
三、利用甲醇与氯仿的体积比为1：1的混合溶剂对粘稠状膏体进行重结晶，得到黄色固体，即为N-丁基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵表面活性剂。
利用FT-IR、1H-NMR对N-丁基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵进行表征。
FT-IR(KBr pellet)v cm-1:3280(N–H,amide),2920(–CH2–),2850(–CH3),1670(C＝O,amide),1061(Ar-O–R,ether),669-829(C-H,aromatic hydrocarbon).
1H-NMR(600MHz,CDCl3):δppm 8.95-8.97(m,J＝5.4Hz,1H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),7.22-7.97(m,8H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),4.62(s,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),3.94-3.95(d,J＝5.4Hz,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONHCH2CH2NH),3.83-3.85(m,J＝5.7Hz,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONHCH2CH2NH),3.51-3.54(m,J＝8.4Hz,2H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)5CH3),3.35(s,6H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)5CH3),2.43(s,3H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),1.69-1.74(m,J＝8.0Hz,2H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2CH2CH3),1.22-1.34(m,J＝6.4Hz10H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2CH2CH3),0.83-0.85(m,3H,J＝7.0Hz,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2CH2CH3).
通过FT-IR、1H-NMR对N-丁基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的表征，可知N-丁基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的结构式为:
用超纯水配制一定浓度的所得产品N-丁基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵水溶液，在25℃下，采用吊环法测定该水溶液的γ-lgC曲线，由曲线可知N-丁基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的临界胶束浓度为12.63mmol/L，说明本实施例产品N-丁基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵具有较低的临界胶束浓度。
配置浓度为2×10-4mol/L的N-丁基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵水溶液，置于黑暗处放置15天后，测定紫外吸收光谱，最大吸收波长为348nm，最大吸收波长处的相对吸光度为0.68；继续用365nm紫外光照射该水溶液30min，测试该 溶液的紫外-可见吸收光谱，最大吸收波长蓝移至310nm左右，该吸收波长处的相对吸光度为0.22；继续在日光下放置该溶液10h，测试该溶液的紫外-可见吸收光谱，最大吸收波长红移至348nm，最大吸收波长处的相对吸光度为0.29。改变光照条件，溶液最大吸收波长的改变，说明本实施例产品N-丁基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵发生了顺反异构。
利用N-丁胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的水溶液在不同温度的辅助下下进行微米结构的制备，按以下步骤进行：
一、配制体积多少为5.0mL的N-烷胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵水溶液两个，两者浓度相同，都为5.0×10-4M，分别记为A溶液和B溶液，此时溶液澄清透明。
二、向步骤一中的A溶液和B溶液中，分别加入3.0×10-2M柠檬酸钠83.33μL，使N-烷胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为1:1，此时溶液呈浑浊状态。
三、将步骤二中的浑浊A溶液和B溶液，在紫外灯下照射，至溶液重新澄清，并继续照射30min后，A溶液放入9℃水浴中静置8h，并继续在日常环境中于9℃水浴中静置64h，制备得到透明的金黄色微米棒；B溶液置于19℃水浴中静置8h，并继续在日常环境中于19℃水浴中静置64h，制备得到透明的金黄色微米片。
利用N-辛胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的水溶液在不同量的柠檬酸钠辅助下，可以制备不同形貌的微米材料，按以下步骤进行：
一、配制N-烷基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵浓度为5.0×10-4M的水溶液，此时溶液澄清透明。
二、向步骤一中的溶液分别加入柠檬酸钠，使溶液中的N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为7:1和1:2。
三、将步骤二中的溶液在紫外灯下照射1h后，将溶液放入15℃水浴中静置8h，之后继续在15℃水浴中静置64h。从N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为7:1的溶液中制备得到透明的金黄色微米片，从N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为1:2的溶液中制备得到透明的金黄色微米棒。
实施例4：本实施例的偶氮类季铵盐阳离子表面活性剂的制备方法，按以下步骤进行：
一、向三口烧瓶中依次加入45mL丙酮和二甲亚砜混合溶剂(体积比为5：1)，15.625g溴代癸烷和8.503g N-乙酰基-(2-对甲偶氮苯氧基)-N,N-二甲基乙二胺，在温度为130℃的 条件下搅拌25h，即得粗产品；
二、在转速120r/min，水浴温度为80℃的条件下旋转蒸发粗产品，得粘稠状膏体；
三、利用丙酮和环己烷混合溶剂(体积比为1：1)对粘稠状膏体进行重结晶，得到黄色固体，即为N-癸基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵表面活性剂。
利用FT-IR、1H-NMR对N-癸基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵进行表征。
FT-IR(KBr pellet)v cm-1:3280(N–H,amide),2920(–CH2–),2850(–CH3),1670(C＝O,amide),1061(Ar-O–R,ether),652-799(C-H,aromatic hydrocarbon).
1H-NMR(600MHz,CDCl3):δppm 8.95-8.97(m,J＝5.4Hz,1H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),7.22-7.97(m,8H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),4.62(s,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),3.94-3.95(d,J＝5.4Hz,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONHCH2CH2NH),3.83-3.85(m,J＝5.7Hz,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONHCH2CH2NH),3.51-3.54(m,J＝8.4Hz,2H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)5CH3),3.35(s,6H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)5CH3),2.43(s,3H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),1.69-1.74(m,J＝8.0Hz,2H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)7CH3),1.22-1.34(m,J＝6.4Hz10H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)7CH3),0.83-0.85(m,3H,J＝7.0Hz,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)7CH3).
通过FT-IR、1H-NMR对N-癸基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的表征，可知N-癸基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的结构式为：
用超纯水配制一定浓度的实施例4所得产品N-癸基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵水溶液，在25℃下，采用吊环法测定该水溶液的γ-lgC曲线，由曲线可知N-癸基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的的临界胶束浓度为0.54mmol/L，说明本实施例产品N-癸基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵具有较低的临界胶束浓度和较好的表面活性。
配置浓度为2×10-4mol/L的N-癸基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲 基溴化铵水溶液，置于黑暗处放置15天后，测定紫外吸收光谱，最大吸收波长为348nm，最大吸收波长处的相对吸光度为0.68；继续用365nm紫外光照射该水溶液30min，测试该溶液的紫外-可见吸收光谱，最大吸收波长蓝移至310nm左右，该吸收波长处的相对吸光度为0.22；继续在日光下放置该溶液10h，测试该溶液的紫外-可见吸收光谱，最大吸收波长红移至348nm，最大吸收波长处的相对吸光度为0.29。改变光照条件，溶液最大吸收波长的改变，说明本实施例产品N-癸基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵发生了顺反异构。
利用N-癸胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的水溶液在不同温度的辅助下下进行微米结构的制备，按以下步骤进行：
一、配制体积多少为5.0mL的N-烷胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵水溶液两个，两者浓度相同，都为5.0×10-4M，分别记为A溶液和B溶液，此时溶液澄清透明。
二、向步骤一中的A溶液和B溶液中，分别加入3.0×10-2M柠檬酸钠83.33μL，使N-烷胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为1:1，此时溶液呈浑浊状态。
三、将步骤二中的浑浊A溶液和B溶液，在紫外灯下照射，至溶液重新澄清，并继续照射30min后，A溶液放入11℃水浴中静置8h，并继续在日常环境中于11℃水浴中静置64h，制备得到透明的金黄色微米棒；B溶液置于24℃水浴中静置8h，并继续在日常环境中于24℃水浴中静置64h，制备得到透明的金黄色微米片。
利用N-辛胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的水溶液在不同量的柠檬酸钠辅助下，可以制备不同形貌的微米材料，按以下步骤进行：
一、配制N-烷基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵浓度为5.0×10-4M的水溶液，此时溶液澄清透明。
二、向步骤一中的溶液分别加入柠檬酸钠，使溶液中的N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为5:1和1:3。
三、将步骤二中的溶液在紫外灯下照射1h后，将溶液放入15℃水浴中静置8h，之后继续在15℃水浴中静置64h。从N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为5:1的溶液中制备得到透明的金黄色微米片，从N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为1:3的溶液中制备得到透明的金黄色微米棒。
实施例5：本实施例的偶氮类季铵盐阳离子表面活性剂的制备方法，按以下步骤进行：
一、三口烧瓶中依次加入60mL乙醇和二甲亚砜混合溶剂(体积比为1：1)，23.113g溴代十二烷和12.165g N-乙酰基-(2-对甲偶氮苯氧基)-N,N-二甲基乙二胺，在温度为130℃的条件下搅拌28h，即得粗产品；
二、在转速为110r/min，水浴温度为70℃的条件下旋转蒸发粗产品，得粘稠状膏体；
三、利用丙酮和二氯甲烷混合溶剂(体积比为2：1)对粘稠状膏体进行重结晶，得到黄色固体，即为N-十二基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵表面活性剂。
利用FT-IR、1H-NMR对N-十二基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵进行表征。
FT-IR(KBr pellet)v cm-1:3280(N–H,amide),2920(–CH2–),2850(–CH3),1670(C＝O,amide),1061(Ar-O–R,ether),709-835(C-H,aromatic hydrocarbon).
1H-NMR(600MHz,CDCl3):δppm 8.95-8.97(m,J＝5.4Hz,1H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),7.22-7.97(m,8H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),4.62(s,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),3.94-3.95(d,J＝5.4Hz,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONHCH2CH2NH),3.83-3.85(m,J＝5.7Hz,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONHCH2CH2NH),3.51-3.54(m,J＝8.4Hz,2H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)5CH3),3.35(s,6H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)5CH3),2.43(s,3H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),1.69-1.74(m,J＝8.0Hz,2H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)9CH3),1.22-1.34(m,J＝6.4Hz10H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)9CH3),0.83-0.85(m,3H,J＝7.0Hz,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)9CH3).
通过FT-IR、1H-NMR对N-十二基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的表征，可知N-十二基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的结构式为：
用超纯水配制一定浓度的实施例5所得产品N-十二基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵水溶液，在25℃下，采用吊环法测定该水溶液的γ-lgC曲线，由曲线可知N-十二基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的的临界胶束浓度为0.31mmol/L，说明本发明产品N-十二基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)- 乙基]-N,N-二甲基溴化铵具有较低的临界胶束浓度和较好的表面活性。
配置浓度为1×10-4mol/L的N-十二基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵水溶液，置于黑暗处放置15天后，测定紫外吸收光谱，最大吸收波长为348nm，最大吸收波长处的相对吸光度为0.68；继续用365nm紫外光照射该水溶液30min，测试该溶液的紫外-可见吸收光谱，最大吸收波长蓝移至310nm左右，该吸收波长处的相对吸光度为0.22；继续在日光下放置该溶液10h，测试该溶液的紫外-可见吸收光谱，最大吸收波长红移至348nm，最大吸收波长处的相对吸光度为0.29。改变光照条件，溶液最大吸收波长的改变，说明本实施例产品N-十二基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵发生了顺反异构。
利用N-十二胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的水溶液在不同温度的辅助下下进行微米结构的制备，按以下步骤进行：
一、配制体积多少为5.0mL的N-烷胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵水溶液两个，两者浓度相同，都为5.0×10-4M，分别记为A溶液和B溶液，此时溶液澄清透明。
二、向步骤一中的A溶液和B溶液中，分别加入3.0×10-2M柠檬酸钠83.33μL，使N-烷胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为1:1，此时溶液呈浑浊状态。
三、将步骤二中的浑浊A溶液和B溶液，在紫外灯下照射，至溶液重新澄清，并继续照射30min后，A溶液放入10℃水浴中静置8h，并继续在日常环境中于10℃水浴中静置64h，制备得到透明的金黄色微米棒；B溶液置于25℃水浴中静置8h，并继续在日常环境中于25℃水浴中静置64h，制备得到透明的金黄色微米片。
利用N-辛胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的水溶液在不同量的柠檬酸钠辅助下，可以制备不同形貌的微米材料，按以下步骤进行：
一、配制N-烷基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵浓度为5.0×10-4M的水溶液，此时溶液澄清透明。
二、向步骤一中的溶液分别加入柠檬酸钠，使溶液中的N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为6:1和1:6。
三、将步骤二中的溶液在紫外灯下照射1h后，将溶液放入15℃水浴中静置8h，之后继续在15℃水浴中静置64h。从N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为6:1的溶液中制备得到透明的金黄色微米片，从N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为 1:6的溶液中制备得到透明的金黄色微米棒。
实施例6：本实施例的偶氮类季铵盐阳离子表面活性剂的制备方法，按以下步骤进行：
一、三口烧瓶中依次加入80mL二甲亚砜和水混合溶剂(体积比为1:3)，28.813g溴代十四烷和15.165g N-乙酰基-(2-对甲偶氮苯氧基)-N,N-二甲基乙二胺，在温度为150℃的条件下搅拌48h，即得粗产品；
二、在转速为120r/min，水浴温度为80℃的条件下旋转蒸发表面活性剂溶液，得粘稠状膏体；
三、利用异丙醇和乙醚混合溶剂(体积比为3:1)对粘稠状膏体进行重结晶，得到黄色固体，即为N-十四烷基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵表面活性剂。
利用FT-IR、1H-NMR对N-十四基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵进行表征。
FT-IR(KBr pellet)v cm-1:3280(N–H,amide),2920(–CH2–),2850(–CH3),1670(C＝O,amide),1061(Ar-O–R,ether),689-852(C-H,aromatic hydrocarbon)；
1H-NMR(600MHz,CDCl3):δppm 8.95-8.97(m,J＝5.4Hz,1H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),7.22-7.97(m,8H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),4.62(s,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),3.94-3.95(d,J＝5.4Hz,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONHCH2CH2NH),3.83-3.85(m,J＝5.7Hz,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONHCH2CH2NH),3.51-3.54(m,J＝8.4Hz,2H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)5CH3),3.35(s,6H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)5CH3),2.43(s,3H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),1.69-1.74(m,J＝8.0Hz,2H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)11CH3),1.22-1.34(m,J＝6.4Hz 10H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)11CH3),0.83-0.85(m,3H,J＝7.0Hz,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)11CH3).
通过FT-IR、1H-NMR对N-十四基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的表征，可知N-十四基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的结构式为：
用超纯水配制一定浓度的实施例6所得产品N-十四基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰 基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵水溶液，在25℃下，采用吊环法测定该水溶液的γ-lgC曲线，由曲线可知N-十四基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的的临界胶束浓度为0.11mmol/L，说明本实施例产品N-十四基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵具有低的临界胶束浓度和较好的表面活性。
配置浓度为8×10-5mol/L的N-十四基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵水溶液，置于黑暗处放置15天后，测定紫外吸收光谱，最大吸收波长为348nm，最大吸收波长处的相对吸光度为0.68；继续用365nm紫外光照射该水溶液30min，测试该溶液的紫外-可见吸收光谱，最大吸收波长蓝移至310nm左右，该吸收波长处的相对吸光度为0.22；继续在日光下放置该溶液10h，测试该溶液的紫外-可见吸收光谱，最大吸收波长红移至348nm，最大吸收波长处的相对吸光度为0.29。改变光照条件，溶液最大吸收波长的改变，说明本实施例产品N-十四基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵发生了顺反异构。
利用N-十四胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的水溶液在不同温度的辅助下下进行微米结构的制备，按以下步骤进行：
一、配制体积为5.0mL的N-烷胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵水溶液两个，两者浓度相同，都为5.0×10-4M，分别记为A溶液和B溶液，此时溶液澄清透明。
二、向步骤一中的A溶液和B溶液中，分别加入3.0×10-2M柠檬酸钠83.33μL，使N-烷胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为1:1，此时溶液呈浑浊状态。
三、将步骤二中的浑浊A溶液和B溶液，在紫外灯下照射，至溶液重新澄清，并继续照射30min后，A溶液放入6℃水浴中静置8h，并继续在日常环境中于6℃水浴中静置64h，制备得到透明的金黄色微米棒；B溶液置于17℃水浴中静置8h，并继续在日常环境中于17℃水浴中静置64h，制备得到透明的金黄色微米片。
利用N-辛胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的水溶液在不同量的柠檬酸钠辅助下，可以制备不同形貌的微米材料，按以下步骤进行：
一、配制N-烷基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵浓度为5.0×10-4M的水溶液，此时溶液澄清透明。
二、向步骤一中的溶液分别加入柠檬酸钠，使溶液中的N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为4:1和3:7。
三、将步骤二中的溶液在紫外灯下照射1h后，将溶液放入15℃水浴中静置8h，之 后继续在15℃水浴中静置64h。从N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为4:1的溶液中制备得到透明的金黄色微米片，从N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为3:7的溶液中制备得到透明的金黄色微米棒。
实施例7：本实施例的偶氮类季铵盐阳离子表面活性剂的制备方法，按以下步骤进行：
一、三口烧瓶中依次加入100mL丙酮和甲苯混合溶剂(体积比为3:1)，41.213g溴代十六烷和18.325g N-乙酰基-(2-对甲偶氮苯氧基)-N,N-二甲基乙二胺，在温度为110℃的条件下搅拌25h，即得粗产品；
二、在转速为160r/min，水浴温度为80℃的条件下旋转蒸发表面活性剂溶液，得粘稠状膏体；
三、利用乙醇和三氯甲烷混合溶剂(体积比为2:1)对粘稠状膏体进行重结晶，得到黄色固体，即为N-十六基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵表面活性剂。
利用FT-IR、1H-NMR对N-十六基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵进行表征。
FT-IR(KBr pellet)v cm-1:3280(N–H,amide),2920(–CH2–),2850(–CH3),1670(C＝O,amide),1061(Ar-O–R,ether),689-852(C-H,aromatic hydrocarbon)；
1H-NMR(600MHz,CDCl3):δppm 8.95-8.97(m,J＝5.4Hz,1H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),7.22-7.97(m,8H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),4.62(s,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),3.94-3.95(d,J＝5.4Hz,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONHCH2CH2NH),3.83-3.85(m,J＝5.7Hz,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONHCH2CH2NH),3.51-3.54(m,J＝8.4Hz,2H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)5CH3),3.35(s,6H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)5CH3),2.43(s,3H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),1.69-1.74(m,J＝8.0Hz,2H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)13CH3),1.22-1.34(m,J＝6.4Hz 10H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)13CH3),0.83-0.85(m,3H,J＝7.0Hz,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)13CH3).
通过FT-IR、1H-NMR对N-十六基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的表征，可知N-十六基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的结构式为：
用超纯水配制一定浓度的实施例7所得产品N-十六基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵水溶液，在25℃下，采用吊环法测定该水溶液的γ-lgC曲线，由曲线可知N-十六基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的的临界胶束浓度为0.07mmol/L，说明本实施例产品N-十六基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵具有较低的临界胶束浓度和较好的表面活性。
配置浓度为5×10-5mol/L的N-十六基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵水溶液，置于黑暗处放置15天后，测定紫外吸收光谱，最大吸收波长为348nm，最大吸收波长处的相对吸光度为0.68；继续用365nm紫外光照射该水溶液30min，测试该溶液的紫外-可见吸收光谱，最大吸收波长蓝移至310nm左右，该吸收波长处的相对吸光度为0.22；继续在日光下放置该溶液10h，测试该溶液的紫外-可见吸收光谱，最大吸收波长红移至348nm，最大吸收波长处的相对吸光度为0.29。改变光照条件，溶液最大吸收波长的改变，说明本实施例产品N-十六基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵发生了顺反异构。
利用N-十六胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的水溶液在不同温度的辅助下下进行微米结构的制备，按以下步骤进行：
一、配制体积为5.0mL的N-烷胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵水溶液两个，两者浓度相同，都为5.0×10-4M，分别记为A溶液和B溶液，此时溶液澄清透明。
二、向步骤一中的A溶液和B溶液中，分别加入3.0×10-2M柠檬酸钠83.33μL，使N-烷胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为1:1，此时溶液呈浑浊状态。
三、将步骤二中的浑浊A溶液和B溶液，在紫外灯下照射，至溶液重新澄清，并继续照射30min后，A溶液放入6℃水浴中静置8h，并继续在日常环境中于6℃水浴中静置64h，制备得到透明的金黄色微米棒；B溶液置于17℃水浴中静置8h，并继续在日常环境中于17℃水浴中静置64h，制备得到透明的金黄色微米片。
利用N-辛胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的 水溶液在不同量的柠檬酸钠辅助下，可以制备不同形貌的微米材料，按以下步骤进行：
一、配制N-烷基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵浓度为5.0×10-4M的水溶液，此时溶液澄清透明。
二、向步骤一中的溶液分别加入柠檬酸钠，使溶液中的N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为3:1和1:5。
三、将步骤二中的溶液在紫外灯下照射1h后，将溶液放入15℃水浴中静置8h，之后继续在15℃水浴中静置64h。从N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为3:1的溶液中制备得到透明的金黄色微米片，从N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为1:5的溶液中制备得到透明的金黄色微米棒。
实施例8：本实施例的偶氮类季铵盐阳离子表面活性剂的制备方法，按以下步骤进行：
一、向三口烧瓶中依次加入110mL乙酸乙酯和二甲亚砜(体积比为5:1)混合溶剂，35.865g溴代十八烷和21.532g N-乙酰基-(2-对甲偶氮苯氧基)-N,N-二甲基乙二胺，在温度为100℃的条件下搅拌40h，即得粗产品；
二、在转速为200r/min，水浴温度为80℃的条件下旋转蒸发表面活性剂溶液，得粘稠状膏体；
三、利用乙腈和正己烷混合溶剂(体积比为4:1)对粘稠状膏体进行重结晶，得到黄色固体，即为N-十八基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵表面活性剂。
利用FT-IR、1H-NMR对N-十八基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵进行表征。
FT-IR(KBr pellet)v cm-1:3280(N–H,amide),2920(–CH2–),2850(–CH3),1670(C＝O,amide),1061(Ar-O–R,ether),712-869(C-H,aromatic hydrocarbon)；
1H-NMR(600MHz,CDCl3):δppm 8.95-8.97(m,J＝5.4Hz,1H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),7.22-7.97(m,8H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),4.62(s,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),3.94-3.95(d,J＝5.4Hz,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONHCH2CH2NH),3.83-3.85(m,J＝5.7Hz,2H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONHCH2CH2NH),3.51-3.54(m,J＝8.4Hz,2H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)5CH3),3.35(s,6H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)5CH3),2.43(s,3H,CH3C6H4N2C6H4OCH2CONH),1.69-1.74(m,J＝8.0Hz,2H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)15CH3),1.22-1.34(m,J＝6.4Hz 30H,CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)15CH3),0.83-0.85(m,3H,J＝7.0Hz, CONHCH2CH2N(CH3)2CH2CH2(CH2)15CH3).
通过FT-IR、1H-NMR对N-十八基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的表征，可知N-十八基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的结构式为：
用超纯水配制一定浓度的实例8所得产品N-十八基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵水溶液，在25℃下，采用吊环法测定该水溶液的γ-lgC曲线，由曲线可知N-十八基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的的临界胶束浓度为0.03mmol/L，说明本实施例产品N-十八基-N-[2-(2-苯氧乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵具有较低的临界胶束浓度和更高的表面张力。
配置浓度为2×10-5mol/L的N-十八基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵水溶液，置于黑暗处放置15天后，测定紫外吸收光谱，最大吸收波长为348nm，最大吸收波长处的相对吸光度为0.68；继续用365nm紫外光照射该水溶液30min，测试该溶液的紫外-可见吸收光谱，最大吸收波长蓝移至310nm左右，该吸收波长处的相对吸光度为0.22；在日光下放置该溶液10h，测试该溶液的紫外-可见吸收光谱，最大吸收波长红移至348nm，最大吸收波长处的相对吸光度为0.29。改变光照条件，溶液最大吸收波长的改变，说明本实施例产品N-十八基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵发生了顺反异构。
利用N-十八胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的水溶液在不同温度的辅助下下进行微米结构的制备，按以下步骤进行：
一、配制体积为5.0mL的N-烷胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵水溶液两个，两者浓度相同，都为5.0×10-4M，分别记为A溶液和B溶液，此时溶液澄清透明。
二、向步骤一中的A溶液和B溶液中，分别加入3.0×10-2M柠檬酸钠83.33μL，使N-烷胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为1:1，此时溶液呈浑浊状态。
三、将步骤二中的浑浊A溶液和B溶液，在紫外灯下照射，至溶液重新澄清，并继续 照射30min后，A溶液放入5℃水浴中静置8h，并继续在日常环境中于5℃水浴中静置64h，制备得到透明的金黄色微米棒；B溶液置于16℃水浴中静置8h，并继续在日常环境中于16℃水浴中静置64h，制备得到透明的金黄色微米片。
利用N-辛胺基酰甲基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基溴化铵的水溶液在不同量的柠檬酸钠辅助下，可以制备不同形貌的微米材料，按以下步骤进行：
一、配制N-烷基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵浓度为5.0×10-4M的水溶液，此时溶液澄清透明。
二、向步骤一中的溶液分别加入柠檬酸钠，使溶液中的N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为2:1和1:4。
三、将步骤二中的溶液在紫外灯下照射1h后，将溶液放入15℃水浴中静置8h，之后继续在15℃水浴中静置64h。从N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为2:1的溶液中制备得到透明的金黄色微米片，从N-辛基-N-[(2-(2-对甲偶氮苯氧基)-乙酰基)-乙基]-N,N-二甲基卤化铵和柠檬酸钠的摩尔比为1:4的溶液中制备得到透明的金黄色微米棒。