太平天國(guó)侍王府壁畫表面修復(fù)材料的原位無(wú)損FTIR分析
發(fā)布時(shí)間：2021-03-07 06:28
太平天國(guó)侍王府壁畫是中國(guó)南方壁畫的典型代表,具有重要的歷史、文化和藝術(shù)價(jià)值。歷史上曾對(duì)多幅壁畫進(jìn)行過(guò)化學(xué)保護(hù),部分壁畫表面形成了一定厚度的有機(jī)物涂層,分析研究壁畫保護(hù)修復(fù)材料成分對(duì)于文物保護(hù)具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。由于文物的珍貴性與不可再生性,原位無(wú)損分析技術(shù)的研究和應(yīng)用是未來(lái)文物分析的發(fā)展趨勢(shì),基于便攜紅外光譜儀的反射紅外光譜技術(shù)是對(duì)文物表面材質(zhì)較為理想的無(wú)損分析手段。利用反射傅里葉變換紅外（FTIR）光譜對(duì)侍王府壁畫的地仗層和表面修復(fù)材料涂層進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)原位無(wú)損分析,這在我國(guó)古代壁畫及其保護(hù)修復(fù)材料分析中屬首次。首先測(cè)試了無(wú)涂層壁畫白色背景位置反射FTIR光譜,并與標(biāo)準(zhǔn)無(wú)機(jī)礦物光譜比對(duì)確定了壁畫地仗層成分主要為方解石和生石膏。在此基礎(chǔ)上,分析了無(wú)涂層和有涂層壁畫表面的紅外反射特性及地仗層化學(xué)成分對(duì)表面涂層反射FTIR光譜測(cè)試的影響,探討了應(yīng)用Kramers-Kronig（K-K）變換處理數(shù)據(jù)的可行性,確定了K-K變換的應(yīng)用范圍,分析了壁畫涂層K-K變換后反射光譜與衰減全反射（ATR）光譜的差異,并通過(guò)顯微ATR FTIR光譜和熱裂解氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（Py-GC/MS）技術(shù)分析驗(yàn)證了...
【文章來(lái)源】：光譜學(xué)與光譜分析. 2020,40(02)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)
【部分圖文】：
壁畫表面顯微圖像和涂層橫截面SEM圖像
現(xiàn)場(chǎng)首先測(cè)試了無(wú)涂層壁畫樵夫挑刺圖白色背景位置的紅外反射光譜(圖1), 用以評(píng)估壁畫地仗層對(duì)表面涂層紅外光譜的影響, 圖中光譜強(qiáng)度為吸光度A=log(1/R), R為反射率。 紅外反射光譜中1 400～1 500 cm-1處倒峰為碳酸根反對(duì)稱伸縮振動(dòng)的Reststrahlen譜帶, 1 800 cm-1處尖峰為碳酸根對(duì)稱伸縮和面內(nèi)彎曲振動(dòng)的和頻峰, 2 513 cm-1處峰為碳酸根對(duì)稱和反對(duì)稱伸縮振動(dòng)的和頻峰, 2 875 cm-1處峰為碳酸根反對(duì)稱伸縮振動(dòng)的倍頻峰[7], 推測(cè)地仗中含方解石。 紅外反射光譜中635和695 cm-1處尖峰為硫酸根反對(duì)稱彎曲振動(dòng), 1 150 cm-1處倒峰為硫酸根反對(duì)稱伸縮振動(dòng)的Reststrahlen譜帶, 1 635和1 686 cm-1處尖峰為結(jié)合水中O—H彎曲振動(dòng), 2 115 cm-1處肩峰為硫酸根對(duì)稱和反對(duì)稱伸縮振動(dòng)的和頻峰, 2 230 cm-1處寬峰為H2O彎曲振動(dòng)的和頻峰, 3 200～3 600 cm-1處寬峰為O—H的伸縮振動(dòng), 5 140和5 064 cm-1處峰歸屬于H2O伸縮和彎曲振動(dòng)的和頻峰[9], 推測(cè)地仗中含生石膏。為確認(rèn)上述結(jié)果, 測(cè)試了方解石和生石膏標(biāo)準(zhǔn)樣品紅外反射光譜(圖1), 可以看出樵夫挑刺圖背景光譜為方解石和生石膏紅外反射光譜的疊加, 由此確定地仗層表面主要為方解石和生石膏的混合物。 光譜中出現(xiàn)了較強(qiáng)的倍頻峰和合頻峰, 以漫反射為主, 可能與表面較粗糙有關(guān)。 與有涂層壁畫紅外反射光譜(圖1)進(jìn)行對(duì)比, 高于2 000 cm-1生石膏和方解石的倍頻峰與合頻峰對(duì)涂層物質(zhì)光譜干擾較大, 因此對(duì)壁畫涂層光譜解析選擇2 000 cm-1以下的光譜區(qū)域。
圖2 壁畫表面顯微圖像和涂層橫截面SEM圖像秋季捕魚圖紅外光譜如圖4所示, K-K變換光譜與ATR光譜相似度很高, 峰形正常, 特征峰的Δν為3～26 cm-1, 并未出現(xiàn)雜峰, 可能與涂層較厚、 表面光滑有關(guān), 同時(shí)龜裂起甲并未對(duì)測(cè)試產(chǎn)生干擾。 譜帶歸屬見表1, 1 000～1 200 cm-1的兩個(gè)寬峰為Si—O—Si伸縮振動(dòng)吸收, 783 cm-1處峰由Si—CH3中Si—C伸縮振動(dòng)產(chǎn)生, 它們是聚二甲基硅氧烷的特征吸收, 而1 424和1 275 cm-1處峰為CH3變形振動(dòng)吸收, 除此之外并未出現(xiàn)其他基團(tuán)的吸收。 因此, 該表面涂層被確定為聚二甲基硅氧烷。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]文物研究與保護(hù)中的無(wú)損分析技術(shù)[J]. 凌雪,吳萌蕾,廖原,周羿辰. 光譜學(xué)與光譜分析. 2018(07)
本文編號(hào)：3068562
【文章來(lái)源】：光譜學(xué)與光譜分析. 2020,40(02)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)
【部分圖文】：
壁畫表面顯微圖像和涂層橫截面SEM圖像
現(xiàn)場(chǎng)首先測(cè)試了無(wú)涂層壁畫樵夫挑刺圖白色背景位置的紅外反射光譜(圖1), 用以評(píng)估壁畫地仗層對(duì)表面涂層紅外光譜的影響, 圖中光譜強(qiáng)度為吸光度A=log(1/R), R為反射率。 紅外反射光譜中1 400～1 500 cm-1處倒峰為碳酸根反對(duì)稱伸縮振動(dòng)的Reststrahlen譜帶, 1 800 cm-1處尖峰為碳酸根對(duì)稱伸縮和面內(nèi)彎曲振動(dòng)的和頻峰, 2 513 cm-1處峰為碳酸根對(duì)稱和反對(duì)稱伸縮振動(dòng)的和頻峰, 2 875 cm-1處峰為碳酸根反對(duì)稱伸縮振動(dòng)的倍頻峰[7], 推測(cè)地仗中含方解石。 紅外反射光譜中635和695 cm-1處尖峰為硫酸根反對(duì)稱彎曲振動(dòng), 1 150 cm-1處倒峰為硫酸根反對(duì)稱伸縮振動(dòng)的Reststrahlen譜帶, 1 635和1 686 cm-1處尖峰為結(jié)合水中O—H彎曲振動(dòng), 2 115 cm-1處肩峰為硫酸根對(duì)稱和反對(duì)稱伸縮振動(dòng)的和頻峰, 2 230 cm-1處寬峰為H2O彎曲振動(dòng)的和頻峰, 3 200～3 600 cm-1處寬峰為O—H的伸縮振動(dòng), 5 140和5 064 cm-1處峰歸屬于H2O伸縮和彎曲振動(dòng)的和頻峰[9], 推測(cè)地仗中含生石膏。為確認(rèn)上述結(jié)果, 測(cè)試了方解石和生石膏標(biāo)準(zhǔn)樣品紅外反射光譜(圖1), 可以看出樵夫挑刺圖背景光譜為方解石和生石膏紅外反射光譜的疊加, 由此確定地仗層表面主要為方解石和生石膏的混合物。 光譜中出現(xiàn)了較強(qiáng)的倍頻峰和合頻峰, 以漫反射為主, 可能與表面較粗糙有關(guān)。 與有涂層壁畫紅外反射光譜(圖1)進(jìn)行對(duì)比, 高于2 000 cm-1生石膏和方解石的倍頻峰與合頻峰對(duì)涂層物質(zhì)光譜干擾較大, 因此對(duì)壁畫涂層光譜解析選擇2 000 cm-1以下的光譜區(qū)域。
圖2 壁畫表面顯微圖像和涂層橫截面SEM圖像秋季捕魚圖紅外光譜如圖4所示, K-K變換光譜與ATR光譜相似度很高, 峰形正常, 特征峰的Δν為3～26 cm-1, 并未出現(xiàn)雜峰, 可能與涂層較厚、 表面光滑有關(guān), 同時(shí)龜裂起甲并未對(duì)測(cè)試產(chǎn)生干擾。 譜帶歸屬見表1, 1 000～1 200 cm-1的兩個(gè)寬峰為Si—O—Si伸縮振動(dòng)吸收, 783 cm-1處峰由Si—CH3中Si—C伸縮振動(dòng)產(chǎn)生, 它們是聚二甲基硅氧烷的特征吸收, 而1 424和1 275 cm-1處峰為CH3變形振動(dòng)吸收, 除此之外并未出現(xiàn)其他基團(tuán)的吸收。 因此, 該表面涂層被確定為聚二甲基硅氧烷。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]文物研究與保護(hù)中的無(wú)損分析技術(shù)[J]. 凌雪,吳萌蕾,廖原,周羿辰. 光譜學(xué)與光譜分析. 2018(07)
本文編號(hào)：3068562
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