一种铁质文物脱氯方法技术

本发明专利技术是一种铁质文物脱氯方法，利用纸浆包覆铁质文物，将铁质文物作为阴极，纸浆表面缠绕不锈钢丝或网作为阳极，在恒电位条件下进行电化学脱氯。通过检测脱氯后纸浆中氯元素含量或纸浆浸泡水溶液的电导率，判断脱氯效果。该方法提供了一种快速、有效、脱氯较彻底的复合脱氯方法，不仅可以应用于小型尺寸铁质文物快速深度脱氯处理，更可以应用于体型较大的铁质文物脱氯。该方法还解决了大型铁质文物脱氯中的继续锈蚀问题，有利于文物保存、延长文物寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种对铁质文物的保护方法，具体涉及铁质文物的脱氯处理方法。
技术介绍
出土铁质文物或从海底打捞出水的铁质文物，大都锈蚀非常严重，锈蚀产物中含 有大量氯化物等有害锈。铁质文物虽会经过清洗、脱氯、缓蚀等保护处理，但这些锈蚀产物 中的氯化物若不能进行较彻底的清除，很容易引发文物在保存过程中继续发生腐蚀。 在铁质文物腐蚀产物的有害锈中，氯离子最容易诱发文物的继续腐蚀。这主要是 因为氯离子半径小，穿透能力和电负性都很强，它能破坏或取代金属氧化物中的氧离子，形 成可溶性盐，使文物表面不能形成致密的保护膜，从而使得局部腐蚀继续进行。铁质文物锈 层一直处于不稳定的活性状态。因此，尽可能彻底清除C厂离子是阻止铁质文物继续发生 腐蚀的重要环节。 脱去铁质文物中氯离子的常用方法主要有传统的纸浆包覆脱氯、蒸馏水清洗、碱 液浸泡脱氯、碱性亚硫酸盐还原脱氯、电化学脱氯等等。这些方法脱氯周期长，脱氯不够彻 底。尤其是电化学脱氯对小型的铁质文物尚可适用，大型铁质文物难以建立适合的电化学 脱氯装置。而大型铁质文物往往只能依靠传统的纸浆包覆脱氯处理，纸浆包覆脱氯却极易 引发新的锈蚀问题。
技术实现思路
为了解决铁质文物脱氯周期长、脱氯不够彻底，且脱氯过程中存在继续腐蚀的问 题，本专利技术提供一种快速、有效、脱氯较彻底，且更有利于文物保存的铁质文物脱氯方法。 本专利技术基于电化学脱氯和纸浆脱氯工作原理，将两种脱氯技术复合使用，建立电 化学-纸浆复合脱氯技术，依靠纸浆包覆方式，设计电化学脱氯的媒介、电极设置方法、脱 氯参数、脱氯技术监测等问题，解决了大型铁质文物难以脱氯处理的难题。 该方法是以铁质文物基体作为阴极，利用包覆在文物表面的纸浆作为脱氯媒介， 缠绕在纸浆外部的不锈钢丝作为阳极，在阴极与阳极之间通以直流电流，使文物铁质基体 电位控制在-0. 9V~-0.1 lV大电位区间，文物锈层中的以Cr离子为主的阴离子等在电流 作用下由阴极向阳极迀移，阳离子（Ca2+等）由阳极向阴极迀移。C厂由阴极向阳极迀移进 入并停留在纸浆中，从而起到脱除铁质文物锈层中以cr为主的有害阴离子的目的。在脱氯 过程中，文物基体在阴极极化条件下得到了阴极保护，减缓了脱氯过程中伴随发生的腐蚀。 具体的，本专利技术的技术方案如下： -种铁质文物脱氯方法，将铁质文物用纸浆包裹，然后以文物基体作为 阴极，在纸浆表面缠绕不锈钢丝或包裹不锈钢丝网作为阳极，控制文物基体电位 在-0. 9V~-0.1 lV (相对于饱和甘汞电极，以下均为电位均相对于饱和甘汞电极），对文物 进行恒电位阴极极化脱氯。 上述铁质文物脱氯方法中，优选的，所述纸浆是使用生宣纸制备得到的，具体方法 如下：将生宣纸撕碎，用电导率低于10 y S/cm的纯净水进行浸泡洗涤，多次更换纯净水清 洗，直至洗涤水的电导率低于20 μ S/cm，滤去洗涤水，得到纸浆。 需脱氯的铁质文物先进行表面清洗与除浮锈处理，然后将上述清洗好的纸浆覆盖 在铁质文物表面，所覆盖纸浆的厚度大约为0. 5cm~lcm，通常小的器物覆盖约5_厚的纸 浆，大型器物则覆盖IOmm厚的纸浆。用铜导线连接文物基体，引出铜导线作为极化电极的 阴极。 上述铁质文物脱氯方法中，将不锈钢丝缠绕在包覆的纸浆表面作为阳极，或者用 细不锈钢丝网包裹在纸浆表面作为阳极，注意不锈钢丝不得与文物基体直接接触，也不得 与引出的铜导线接触。 上述铁质文物脱氯方法中，优选的，用恒电位仪或稳压直流电源对脱氯体系进行 恒电位脱氯，每次通电脱氯的时间视纸浆的干燥情况而定，一般的，脱氯时间以24hr或 48hr为一个脱氯周期，也可以选择其他合适的时间周期。每个脱氯周期后停止通电，检测脱 氯效果，若未达到脱氯要求，则将文物包裹新的纸浆，再次进行脱氯；达到脱氯要求后，用纯 净水冲洗文物，迅速缓蚀或干燥处理文物。 脱氯效果可以通过检测脱氯后纸浆中的氯离子含量或纸浆浸泡水溶液的电导率 来判断，具体方法可如下：剥离纸浆片进行检测，将剥离的纸浆片约20cm 2浸入500mL纯净 水中，然后检测水溶液的电导率或直接检测水溶液中的氯离子含量，一般的，当电导率不高 于30 μ S/cm，或者氯离子含量不高于20ppm时，达到脱氯要求。还可以用硝酸银检测水溶液 中是否还含有氯离子，来判断脱氯程度。若尚未达到脱氯要求，需要重新制备纸浆，按上述 操作再次进行脱氯工作。 脱氯时间建议一般以24hr或48hr或其他合适的时间为一个脱氯周期。具体情况 还需要根据脱氯环境条件决定，若环境温度高，纸浆干燥太快，可缩短脱氯时间，注意检查 脱氯过程中纸浆不能完全干燥而影响脱氯中体系导电。 本专利技术的技术效果如下： 本专利技术采用电化学与纸浆复合脱氯方法，能有效脱除铁质文物锈层中有害氯离 子，有利于促进文物锈层结构改变，稳定锈蚀产物，延长文物的寿命。用恒电位阴极极化既 可以使文物基体处于阴极保护状态，以免脱氯过程中发生新的腐蚀，又可以加快氯离子由 文物锈层的迀出，脱氯较彻底。该方法快速、有效、脱氯较彻底，不仅可以应用于小型尺寸铁 质文物快速深度脱氯处理，更可以应用于体型较大的铁质文物脱氯，还解决了大型铁质文 物脱氯中的继续锈蚀问题，有利于文物保存。【具体实施方式】 以下通过实施例对本专利技术作进一步说明，但这并非是对本专利技术的限制，本领域技 术人员根据本专利技术的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本专利技术的基本 思想，均在本专利技术的范围之内。 本专利技术利用纸浆制备脱氯导电介质、利用电化学迀移的方法，促进有害离子迀出 锈层，该脱氯过程包括： (1)纸浆制备：将生宣纸手工撕碎，在容器中用电导率低于lOyS/cm以下的纯净 水浸泡洗涤，适当搅拌，滤掉洗涤水，得到纸浆。用电导率仪检测纸浆水的电导率，当电导率 高于20 μ S/cm，需更换纯净水再次进行浸泡清洗直至滤除的水的电导率小于20 μ S/cm。 (2)铁质文物按文物表面清理要求，先进行表面土垢和浮锈等物质的清除。用铜导 线连接文物本体，引出铜导线作为通电的阴极。再将制备好的纸浆涂覆在文物表面，纸浆的 厚度控制在5mm~IOmm左右，在纸衆外层缠裹细不锈钢丝作为阳极。 (3)恒电位阴极极化脱氯过程：将恒电位仪工作电极连接脱氯文物，辅助电极连 接钢丝阳极，在纸浆表面按下小坑插入饱和甘汞电极，并接入到恒电位仪的参比电极连线。 开启恒电位仪，使脱氯文物电位极化为-〇. 9V~-I. IV之间即可，进行恒电位极化脱氯。 (4)脱氯48小时后，关闭恒电位仪。取下各电极连接线，将不锈钢丝从纸浆表面解 除，将纸浆从文物表面剥离，迅速用去离子水清洗文物。取当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁质文物脱氯方法，将铁质文物用纸浆包裹，然后以文物基体作为阴极，在纸浆表面缠绕不锈钢丝或包裹不锈钢丝网作为阳极，控制文物基体电位相对于饱和甘汞电极在‑0.9V～‑0.11V，对文物进行恒电位阴极极化脱氯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡钢，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11