太平天国侍王府壁画表面修复材料的原位无损FTIR分析
发布时间：2021-03-07 06:28
太平天国侍王府壁画是中国南方壁画的典型代表,具有重要的历史、文化和艺术价值。历史上曾对多幅壁画进行过化学保护,部分壁画表面形成了一定厚度的有机物涂层,分析研究壁画保护修复材料成分对于文物保护具有重要的理论和现实意义。由于文物的珍贵性与不可再生性,原位无损分析技术的研究和应用是未来文物分析的发展趋势,基于便携红外光谱仪的反射红外光谱技术是对文物表面材质较为理想的无损分析手段。利用反射傅里叶变换红外（FTIR）光谱对侍王府壁画的地仗层和表面修复材料涂层进行了现场原位无损分析,这在我国古代壁画及其保护修复材料分析中属首次。首先测试了无涂层壁画白色背景位置反射FTIR光谱,并与标准无机矿物光谱比对确定了壁画地仗层成分主要为方解石和生石膏。在此基础上,分析了无涂层和有涂层壁画表面的红外反射特性及地仗层化学成分对表面涂层反射FTIR光谱测试的影响,探讨了应用Kramers-Kronig（K-K）变换处理数据的可行性,确定了K-K变换的应用范围,分析了壁画涂层K-K变换后反射光谱与衰减全反射（ATR）光谱的差异,并通过显微ATR FTIR光谱和热裂解气相色谱质谱联用（Py-GC/MS）技术分析验证了...
【文章来源】：光谱学与光谱分析. 2020,40(02)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
壁画表面显微图像和涂层横截面SEM图像
现场首先测试了无涂层壁画樵夫挑刺图白色背景位置的红外反射光谱(图1), 用以评估壁画地仗层对表面涂层红外光谱的影响, 图中光谱强度为吸光度A=log(1/R), R为反射率。 红外反射光谱中1 400～1 500 cm-1处倒峰为碳酸根反对称伸缩振动的Reststrahlen谱带, 1 800 cm-1处尖峰为碳酸根对称伸缩和面内弯曲振动的和频峰, 2 513 cm-1处峰为碳酸根对称和反对称伸缩振动的和频峰, 2 875 cm-1处峰为碳酸根反对称伸缩振动的倍频峰[7], 推测地仗中含方解石。 红外反射光谱中635和695 cm-1处尖峰为硫酸根反对称弯曲振动, 1 150 cm-1处倒峰为硫酸根反对称伸缩振动的Reststrahlen谱带, 1 635和1 686 cm-1处尖峰为结合水中O—H弯曲振动, 2 115 cm-1处肩峰为硫酸根对称和反对称伸缩振动的和频峰, 2 230 cm-1处宽峰为H2O弯曲振动的和频峰, 3 200～3 600 cm-1处宽峰为O—H的伸缩振动, 5 140和5 064 cm-1处峰归属于H2O伸缩和弯曲振动的和频峰[9], 推测地仗中含生石膏。为确认上述结果, 测试了方解石和生石膏标准样品红外反射光谱(图1), 可以看出樵夫挑刺图背景光谱为方解石和生石膏红外反射光谱的叠加, 由此确定地仗层表面主要为方解石和生石膏的混合物。 光谱中出现了较强的倍频峰和合频峰, 以漫反射为主, 可能与表面较粗糙有关。 与有涂层壁画红外反射光谱(图1)进行对比, 高于2 000 cm-1生石膏和方解石的倍频峰与合频峰对涂层物质光谱干扰较大, 因此对壁画涂层光谱解析选择2 000 cm-1以下的光谱区域。
图2 壁画表面显微图像和涂层横截面SEM图像秋季捕鱼图红外光谱如图4所示, K-K变换光谱与ATR光谱相似度很高, 峰形正常, 特征峰的Δν为3～26 cm-1, 并未出现杂峰, 可能与涂层较厚、 表面光滑有关, 同时龟裂起甲并未对测试产生干扰。 谱带归属见表1, 1 000～1 200 cm-1的两个宽峰为Si—O—Si伸缩振动吸收, 783 cm-1处峰由Si—CH3中Si—C伸缩振动产生, 它们是聚二甲基硅氧烷的特征吸收, 而1 424和1 275 cm-1处峰为CH3变形振动吸收, 除此之外并未出现其他基团的吸收。 因此, 该表面涂层被确定为聚二甲基硅氧烷。
【参考文献】：
期刊论文
[1]文物研究与保护中的无损分析技术[J]. 凌雪,吴萌蕾,廖原,周羿辰. 光谱学与光谱分析. 2018(07)
本文编号：3068562
【文章来源】：光谱学与光谱分析. 2020,40(02)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
壁画表面显微图像和涂层横截面SEM图像
现场首先测试了无涂层壁画樵夫挑刺图白色背景位置的红外反射光谱(图1), 用以评估壁画地仗层对表面涂层红外光谱的影响, 图中光谱强度为吸光度A=log(1/R), R为反射率。 红外反射光谱中1 400～1 500 cm-1处倒峰为碳酸根反对称伸缩振动的Reststrahlen谱带, 1 800 cm-1处尖峰为碳酸根对称伸缩和面内弯曲振动的和频峰, 2 513 cm-1处峰为碳酸根对称和反对称伸缩振动的和频峰, 2 875 cm-1处峰为碳酸根反对称伸缩振动的倍频峰[7], 推测地仗中含方解石。 红外反射光谱中635和695 cm-1处尖峰为硫酸根反对称弯曲振动, 1 150 cm-1处倒峰为硫酸根反对称伸缩振动的Reststrahlen谱带, 1 635和1 686 cm-1处尖峰为结合水中O—H弯曲振动, 2 115 cm-1处肩峰为硫酸根对称和反对称伸缩振动的和频峰, 2 230 cm-1处宽峰为H2O弯曲振动的和频峰, 3 200～3 600 cm-1处宽峰为O—H的伸缩振动, 5 140和5 064 cm-1处峰归属于H2O伸缩和弯曲振动的和频峰[9], 推测地仗中含生石膏。为确认上述结果, 测试了方解石和生石膏标准样品红外反射光谱(图1), 可以看出樵夫挑刺图背景光谱为方解石和生石膏红外反射光谱的叠加, 由此确定地仗层表面主要为方解石和生石膏的混合物。 光谱中出现了较强的倍频峰和合频峰, 以漫反射为主, 可能与表面较粗糙有关。 与有涂层壁画红外反射光谱(图1)进行对比, 高于2 000 cm-1生石膏和方解石的倍频峰与合频峰对涂层物质光谱干扰较大, 因此对壁画涂层光谱解析选择2 000 cm-1以下的光谱区域。
图2 壁画表面显微图像和涂层横截面SEM图像秋季捕鱼图红外光谱如图4所示, K-K变换光谱与ATR光谱相似度很高, 峰形正常, 特征峰的Δν为3～26 cm-1, 并未出现杂峰, 可能与涂层较厚、 表面光滑有关, 同时龟裂起甲并未对测试产生干扰。 谱带归属见表1, 1 000～1 200 cm-1的两个宽峰为Si—O—Si伸缩振动吸收, 783 cm-1处峰由Si—CH3中Si—C伸缩振动产生, 它们是聚二甲基硅氧烷的特征吸收, 而1 424和1 275 cm-1处峰为CH3变形振动吸收, 除此之外并未出现其他基团的吸收。 因此, 该表面涂层被确定为聚二甲基硅氧烷。
【参考文献】：
期刊论文
[1]文物研究与保护中的无损分析技术[J]. 凌雪,吴萌蕾,廖原,周羿辰. 光谱学与光谱分析. 2018(07)
本文编号：3068562
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