环境空气污染物对文物贴金（金箔）的影响机理研究

发布时间：2020-08-28 10:44

　　文物作为人类历史发展过程中遗留下的遗迹,具有极高的历史、艺术、科研价值。中国作为四大文明古国之一,文物发掘量和馆藏量均位居世界前列,其中所凝结的文物价值必将在文化自信和文化强国战略中发挥越来越重要的作用。然而,近年来污染事件频发,大气环境每况愈下,不仅对古建筑、古遗迹、金属铸造品、文物贴金等造成严重损害,还威胁到了文物的有效保存和保护。其中贴金文物破坏广受关注,因此研究不同大气污染因子,在不同环境条件下对文物贴金的影响,有助于了解文物贴金在大气环境中的腐蚀破坏行为,进而制定有效、科学的保护措施。本文以文物贴金(金箔)为研究对象,SO_2、NO_2、CO_2为腐蚀性气体,落尘为贴金表面覆盖物,采用实验室模拟的方法,研究单一污染气体、混合污染气体、落尘覆盖环境下金箔的腐蚀机理,同时改变模拟装置内的环境条件(气体浓度、落尘质量、温度、相对湿度、落尘含水率),探讨不同环境条件对金箔腐蚀行为的影响,并提出相应的预防性保护措施。主要得出以下结论:单一气态污染物环境中:SO_2气氛中:当温度为20℃,相对湿度为50%时,金箔在SO_2浓度为650 mg/L时的腐蚀增重量达到最大为0.0856 g/cm~2;当SO_2浓度为650 mg/L,相对湿度为50%时,金箔在30℃下,腐蚀速率达到最大为0.9530 mm/a;当SO_2浓度为650 mg/L,温度为30℃时。金箔在相对湿度为90%时,腐蚀状况最严重,腐蚀增重为0.0954 g/cm~2,腐蚀速率为2.3000 mm/a。NO_2气氛中:当温度为20℃,相对湿度为50%时,金箔在NO_2浓度为575 mg/L时的腐蚀增重量达到最大为0.1528 g/cm~2;当NO_2浓度为575 mg/L,相对湿度为50%时,金箔在30℃下,腐蚀速率达到最大为1.171 mm/a;当NO_2浓度为575 mg/L,温度为30℃时,金箔在相对湿度为90%时,腐蚀状况最严重,腐蚀增重为0.1001 g/cm~2,腐蚀速率为3.0100 mm/a。CO_2气氛中:当温度为20℃,相对湿度为50%时,金箔在CO_2浓度为550 mg/L时的腐蚀增重量达到最大为0.0541g/cm~2;当CO_2浓度为550 mg/L,相对湿度为50%时,金箔在30℃下,腐蚀速率达到最小为0.6800 mm/a;当CO_2浓度为550 mg/L,温度为20℃时,金箔在相对湿度为90%时,腐蚀状况最严重,腐蚀增重为0.0512 g/cm~2,腐蚀速率为0.7001 mm/a。(2)混合气态污染物环境中:NO_2/SO_2气氛中:当温度为20℃,相对湿度为50%时,金箔在体积比为65%NO_2+35%SO_2时,腐蚀增重量达到最大为0.1658 g/cm~2;当体积比为65%NO_2+35%SO_2,相对湿度为50%时,金箔在30℃下,腐蚀速率达到最大为1.3514mm/a;当最大腐蚀环境下(体积比65%NO_2+35%SO_2、30℃、相对湿度90%)腐蚀最严重,腐蚀增重为0.1945 g/cm~2,腐蚀速率为2.5000 mm/a。SO_2/CO_2气氛中:当温度为20℃,相对湿度为50%时,金箔在体积比为50%SO_2+50%CO_2时,腐蚀增重量达到最大为0.0845 g/cm~2;当体积比为50%SO_2+50%CO_2,相对湿度为50%时,金箔在30℃下,腐蚀速率达到最大为0.0953mm/a;在最大腐蚀环境下(体积比50%SO_2+50%CO_2、30℃、相对湿度90%)腐蚀最严重,腐蚀增重为0.0953 g/cm~2,腐蚀速率为1.0253 mm/a。SO_2/CO_2/NO_2气氛中:当温度为20℃,相对湿度为50%时,金箔在体积比为40%SO_2+30%NO_2+30%CO_2时,腐蚀增重量达到最大为0.0983 g/cm~2;当体积比为40%SO_2+30%NO_2+30%CO_2,相对湿度为50%时,金箔在30℃下,腐蚀速率达到最大为0.0895 mm/a。在最大腐蚀环境下(体积比40%SO_2+30%NO_2+30%CO_2、30℃、相对湿度90%)腐蚀最严重,腐蚀增重为0.1022 g/cm~2,腐蚀速率为1.1625 mm/a。(3)落尘覆盖环境中:当温度为20℃,落尘含水率为10%,金箔在落尘质量为0.5g覆盖环境中质量达到最小为0.0361 g;当落尘覆盖质量为0.5 g/4cm~2时,含水率为10%时,金箔在30℃下,腐蚀速率达到最大为0.0695 mm/a;当落尘覆盖质量为0.5 g/4cm~2时,温度为30℃时,金箔在落尘含水率为30%时,腐蚀状况最严重,腐蚀后质量为0.0590g,腐蚀速率为0.0860 mm/a。针对不同的腐蚀破坏方式,提出以下保护措施:安装气体浓度监测装置,设置温控、湿控等设备,定期除尘,保持文物贴金表面干净。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X51;K87
【部分图文】：

金箔,试样,实验材料

第二章实验材料和方法第二章实验材料和方法和仪器买于上海誉普工艺材料有限公司，规格为 4.33×4.33 cm，含为 19.32 g/cm3。由于金箔片极薄，实验采用透明聚酯薄膜，透明聚酯薄膜胶带采用聚对苯二甲酸（PET）材料制成具不与 SO2、NO2、CO2发生反应。金箔试样如下图所示。

淋洗液,离子色谱仪

表 2-2 实验仪器及设备仪器名称型号生产厂家分析天平 AG204 METTLER TOLEDO 公司电热恒温水浴锅 HH-W4 上海赫田科学仪器有限公pH 计 Phs-3B 上海德杰仪器设备有限公电子显微镜 M0TIC-BA400 北京天耀科技有限公司离心机 80-2B 湖南星科科学仪器有限公超纯水系统明澈-D 24 UV MILLIPORE 公司离子色谱仪 ICS2000 Dionex 公司离子色谱仪（ICS2000，Dionex 公司，美国），配置氢氧化钾淋洗液自动发IC-EGC II），阴离子分析柱（IonPac AS11-SH），阴离子抑制器（ASRS ULTR检测器和色谱工作站（Cromeleon6.80）；部分仪器如下图所示；

淋洗液,电子显微镜,离子色谱仪

【参考文献】