環(huán)境空氣污染物對文物貼金（金箔）的影響機理研究

發(fā)布時間：2020-08-28 10:44

　　文物作為人類歷史發(fā)展過程中遺留下的遺跡,具有極高的歷史、藝術(shù)、科研價值。中國作為四大文明古國之一,文物發(fā)掘量和館藏量均位居世界前列,其中所凝結(jié)的文物價值必將在文化自信和文化強國戰(zhàn)略中發(fā)揮越來越重要的作用。然而,近年來污染事件頻發(fā),大氣環(huán)境每況愈下,不僅對古建筑、古遺跡、金屬鑄造品、文物貼金等造成嚴重損害,還威脅到了文物的有效保存和保護。其中貼金文物破壞廣受關(guān)注,因此研究不同大氣污染因子,在不同環(huán)境條件下對文物貼金的影響,有助于了解文物貼金在大氣環(huán)境中的腐蝕破壞行為,進而制定有效、科學(xué)的保護措施。本文以文物貼金(金箔)為研究對象,SO_2、NO_2、CO_2為腐蝕性氣體,落塵為貼金表面覆蓋物,采用實驗室模擬的方法,研究單一污染氣體、混合污染氣體、落塵覆蓋環(huán)境下金箔的腐蝕機理,同時改變模擬裝置內(nèi)的環(huán)境條件(氣體濃度、落塵質(zhì)量、溫度、相對濕度、落塵含水率),探討不同環(huán)境條件對金箔腐蝕行為的影響,并提出相應(yīng)的預(yù)防性保護措施。主要得出以下結(jié)論:單一氣態(tài)污染物環(huán)境中:SO_2氣氛中:當溫度為20℃,相對濕度為50%時,金箔在SO_2濃度為650 mg/L時的腐蝕增重量達到最大為0.0856 g/cm~2;當SO_2濃度為650 mg/L,相對濕度為50%時,金箔在30℃下,腐蝕速率達到最大為0.9530 mm/a;當SO_2濃度為650 mg/L,溫度為30℃時。金箔在相對濕度為90%時,腐蝕狀況最嚴重,腐蝕增重為0.0954 g/cm~2,腐蝕速率為2.3000 mm/a。NO_2氣氛中:當溫度為20℃,相對濕度為50%時,金箔在NO_2濃度為575 mg/L時的腐蝕增重量達到最大為0.1528 g/cm~2;當NO_2濃度為575 mg/L,相對濕度為50%時,金箔在30℃下,腐蝕速率達到最大為1.171 mm/a;當NO_2濃度為575 mg/L,溫度為30℃時,金箔在相對濕度為90%時,腐蝕狀況最嚴重,腐蝕增重為0.1001 g/cm~2,腐蝕速率為3.0100 mm/a。CO_2氣氛中:當溫度為20℃,相對濕度為50%時,金箔在CO_2濃度為550 mg/L時的腐蝕增重量達到最大為0.0541g/cm~2;當CO_2濃度為550 mg/L,相對濕度為50%時,金箔在30℃下,腐蝕速率達到最小為0.6800 mm/a;當CO_2濃度為550 mg/L,溫度為20℃時,金箔在相對濕度為90%時,腐蝕狀況最嚴重,腐蝕增重為0.0512 g/cm~2,腐蝕速率為0.7001 mm/a。(2)混合氣態(tài)污染物環(huán)境中:NO_2/SO_2氣氛中:當溫度為20℃,相對濕度為50%時,金箔在體積比為65%NO_2+35%SO_2時,腐蝕增重量達到最大為0.1658 g/cm~2;當體積比為65%NO_2+35%SO_2,相對濕度為50%時,金箔在30℃下,腐蝕速率達到最大為1.3514mm/a;當最大腐蝕環(huán)境下(體積比65%NO_2+35%SO_2、30℃、相對濕度90%)腐蝕最嚴重,腐蝕增重為0.1945 g/cm~2,腐蝕速率為2.5000 mm/a。SO_2/CO_2氣氛中:當溫度為20℃,相對濕度為50%時,金箔在體積比為50%SO_2+50%CO_2時,腐蝕增重量達到最大為0.0845 g/cm~2;當體積比為50%SO_2+50%CO_2,相對濕度為50%時,金箔在30℃下,腐蝕速率達到最大為0.0953mm/a;在最大腐蝕環(huán)境下(體積比50%SO_2+50%CO_2、30℃、相對濕度90%)腐蝕最嚴重,腐蝕增重為0.0953 g/cm~2,腐蝕速率為1.0253 mm/a。SO_2/CO_2/NO_2氣氛中:當溫度為20℃,相對濕度為50%時,金箔在體積比為40%SO_2+30%NO_2+30%CO_2時,腐蝕增重量達到最大為0.0983 g/cm~2;當體積比為40%SO_2+30%NO_2+30%CO_2,相對濕度為50%時,金箔在30℃下,腐蝕速率達到最大為0.0895 mm/a。在最大腐蝕環(huán)境下(體積比40%SO_2+30%NO_2+30%CO_2、30℃、相對濕度90%)腐蝕最嚴重,腐蝕增重為0.1022 g/cm~2,腐蝕速率為1.1625 mm/a。(3)落塵覆蓋環(huán)境中:當溫度為20℃,落塵含水率為10%,金箔在落塵質(zhì)量為0.5g覆蓋環(huán)境中質(zhì)量達到最小為0.0361 g;當落塵覆蓋質(zhì)量為0.5 g/4cm~2時,含水率為10%時,金箔在30℃下,腐蝕速率達到最大為0.0695 mm/a;當落塵覆蓋質(zhì)量為0.5 g/4cm~2時,溫度為30℃時,金箔在落塵含水率為30%時,腐蝕狀況最嚴重,腐蝕后質(zhì)量為0.0590g,腐蝕速率為0.0860 mm/a。針對不同的腐蝕破壞方式,提出以下保護措施:安裝氣體濃度監(jiān)測裝置,設(shè)置溫控、濕控等設(shè)備,定期除塵,保持文物貼金表面干凈。
【學(xué)位單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X51;K87
【部分圖文】：

金箔,試樣,實驗材料

第二章實驗材料和方法第二章實驗材料和方法和儀器買于上海譽普工藝材料有限公司，規(guī)格為 4.33×4.33 cm，含為 19.32 g/cm3。由于金箔片極薄，實驗采用透明聚酯薄膜，透明聚酯薄膜膠帶采用聚對苯二甲酸（PET）材料制成具不與 SO2、NO2、CO2發(fā)生反應(yīng)。金箔試樣如下圖所示。

淋洗液,離子色譜儀

表 2-2 實驗儀器及設(shè)備儀器名稱型號生產(chǎn)廠家分析天平 AG204 METTLER TOLEDO 公司電熱恒溫水浴鍋 HH-W4 上海赫田科學(xué)儀器有限公pH 計 Phs-3B 上海德杰儀器設(shè)備有限公電子顯微鏡 M0TIC-BA400 北京天耀科技有限公司離心機 80-2B 湖南星科科學(xué)儀器有限公超純水系統(tǒng) 明澈-D 24 UV MILLIPORE 公司離子色譜儀 ICS2000 Dionex 公司離子色譜儀（ICS2000，Dionex 公司，美國），配置氫氧化鉀淋洗液自動發(fā)IC-EGC II），陰離子分析柱（IonPac AS11-SH），陰離子抑制器（ASRS ULTR檢測器和色譜工作站（Cromeleon6.80）；部分儀器如下圖所示；

淋洗液,電子顯微鏡,離子色譜儀