[发明专利]一种木质文物中硫铁化合物的脱除方法

说明书

技术领域

本发明属于浸渍木材处理领域，尤其是涉及一种木质文物中硫铁化合物的脱除方法。

背景技术

出土(出水)木质文物通常含有大量的盐分，这些盐分既包括可溶盐也包括难溶盐。其 中，难溶盐尤其是硫铁化合物的存在对木质文物的定形保护以及展存等带来巨大的不利影响 和潜在危害。难溶盐的存在一方面严重影响木质文物的质感和纹理，同时也阻碍了定形加固 材料对木质文物的渗透填充，在环境温湿度发生变化时这些难溶盐还会发生反复的溶解析出 反应，这将会导致木质文物纤维组织的粉化酥解。难溶盐中的硫铁化合物在一定湿度以及一 定氧化性环境中会发生氧化反应，生成物中含有强酸性物质硫酸，硫酸的生成将导致木材基 质的酸化进而加速木质文物的降解，同时硫铁化合物中的硫离子在发生氧化反应生成硫酸根 的过程中会引发体积急剧膨胀，这将导致木材纤维组织的破坏，严重的会导致文物的崩塌。

对于难溶盐尤其是硫铁化合物对出土(出水)木质文物带来的危害，目前主要采用的脱 除剂主要是10mmol/L乙二胺四乙酸二钠+0.1mol/LH₂O₂的复配体系或者采用3％二甲基脲 +0.5％尿素的复配体系。乙二胺四乙酸二钠+H₂O₂的复配体系虽然可以有效的脱除木质文物的 硫铁化合物，但由于复配溶液中引入了H₂O₂这种氧化剂，这会对已经降解的木质文物的化学 成分造成降解，更为关键的是，引入的H₂O₂与木质文物内部含有Fe²⁺会形成Fenton反应， 产生氧化性更强的羟基自由基，这种超强氧化剂对本已糟朽的木质文物的危害更为巨大。二 甲基脲+尿素的复配体系对脱除难溶盐也有一定的效果，但复配溶液的pH值较高，一般在9 左右或者更高，在这样的碱性环境中木质文物的纤维组织也会发生不同程度的降解。

发明内容

为了解决以上存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种木质文物中硫铁化合物的脱 除方法。

为此，本发明采用如下技术方案：

一种木质文物中硫铁化合物的脱除方法，所述木质文物中硫铁化合物的脱除方法包括如 下步骤：

(1)称取吡啶衍生物并在室温下搅拌溶解，配制成无色透明的脱除剂溶液；

(2)将含有硫铁化合物的木质文物清洗后浸渍于脱除剂溶液中，脱除过程中测定脱除剂 溶液的电导率，以确定硫铁化物脱除过程的进行程度和终点；随着木质文物中硫铁化合物的 Fe与脱除剂溶液中吡啶衍生物之间的脱除反应进行，脱除剂溶液的颜色逐渐变红；

(3)当浸渍有木质文物的脱除剂溶液的电导率稳定时，脱除剂溶液达到饱和，此时脱除 剂溶液为深红色或紫红色，将木质文物从脱除剂溶液中取出，并用去离子水淋洗去除木质文 物表面的红色残留液，直至淋洗至淋洗液为无色；

(4)将步骤(3)中取出的含硫铁化合物的木质文物再次浸渍于新配制的脱除剂溶液中，并 重复以上步骤(2)和(3)；

(5)当步骤(4)中用于浸渍木质文物的脱除剂溶液达到饱和后的颜色为浅红色或无色时， 含硫铁化合物的木质文物中的硫铁化合物的脱除过程完成，此时脱除剂溶液的电导率与新配 制的脱除剂溶液的电导率相近；

(6)将步骤(5)中脱除硫铁化合物后的木质文物用去离子水浸泡或者淋洗，直至浸泡溶液 或者淋洗溶液为无色，此时浸泡溶液或者淋洗溶液的电导率与去离子水的电导率相近。

进一步地，所述吡啶衍生物为1,2-二甲基-3-羟基-4-吡啶酮、甲基吡啶酮、羟基吡啶和羟 基吡啶酮中的一种或多种的组合。

进一步地，步骤(1)中新配制的脱除剂溶液中吡啶衍生物的质量百分比为0.001～15％。

进一步地，脱除过程的脱除剂溶液的温度为15～50℃。

进一步地，经过含硫铁化合物的木质文物浸渍后的脱除剂废液滴加0.01-6mol/LHNO₃溶液进行处理，经HNO₃溶液处理后的脱除剂废液的颜色为无色。

进一步地，步骤(4)中脱除过程的脱除剂溶液的温度高于步骤(2)中脱除过程的脱除剂溶液 的温度。

本发明所基于的反应机理如下所示：