一种电吸附法纸张脱酸的方法技术

本申请提供了一种电吸附法纸张脱酸的方法，包括以下步骤：S1、将待处理的纸张与吸水垫层相接触，所述吸水垫层含有水，使待处理的纸张润湿；S2、将S1中润湿的纸张及其相接触的吸水垫层置于惰性阳极板和惰性阴极板之间，所述惰性阳极板表面铺覆有多孔炭材料，通直流电流进行电吸附，得到脱酸处理后的纸张。本发明专利技术电吸附脱酸速度比传统水溶液法要快的多，一次操作只需几分钟，大幅度地减少了传统浸泡脱酸技术对纸张造成的负面影响，同时可以单张、多张及整册进行处理，可以做到更精准地控制pH值。本发明专利技术方法具有简便可靠、绿色安全、成本低的优点，还能避免较长时间的湿态可能导致的纸张变形、字迹褪色、油墨渗透等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种电吸附法纸张脱酸的方法
本专利技术涉及纸张脱酸保护
，尤其涉及纸质文物、档案、书籍的脱酸保护技术，具体是一种电吸附法纸张脱酸的方法。
技术介绍
文献纸张的酸性是影响文献保存寿命的重要因素；自十九世纪人们发现纸张有自毁现象以来，各国科学家一直在研究纸张脱酸保护的方法和设备。目前，世界上通用的纸张脱酸方法主要有气相脱酸法、有机溶剂脱酸法和水溶液脱酸法等。其中，由于水溶液脱酸法简便易行，比较环保，行业内研究较多。水溶液脱酸法，其类似于中国传统的碱水洗书法，是将书页浸泡在配制的碱性溶液中，碱性物质(如氢氧化钙等)与纸张中的酸发生中和反应，从而达到脱酸的目的。水溶液脱酸法具有对环境安全、便于操作、经济、脱酸效果好的优点。但是从另外方面来说，这种处理方法也有缺点必须加以克服。水溶液脱酸处理的时间周期长，让水溶液浸透纸张并发生中和反应及后续潮湿纸张的干燥都需要较长的时间，在较长时间的湿态下，纸张容易受到损害，干燥时会有膨胀，变皱等现象。若缩短浸泡时间，碱性脱酸剂往往只能沉淀在纸张表面，渗入不到纸张内部。并且，这种处理方法通常只能单张处理，每次处理量小，效率低。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种电吸附法纸张脱酸的方法，本申请提供的纸张脱酸方法处理时间短，可对单页、多页及整本书同时进行脱酸处理，效率高、成本低，环保安全。本申请提供一种电吸附法纸张脱酸的方法，包括以下步骤：S1、将待处理的纸张与吸水垫层相接触，所述吸水垫层含有水，使待处理的纸张润湿；S2、将S1中润湿的纸张及其相接触的吸水垫层置于惰性阳极板和惰性阴极板之间，所述惰性阳极板表面铺覆有多孔炭材料，通直流电流进行电吸附，得到脱酸处理后的纸张。优选地，所述待处理的纸张的pH值为4.5～6.5。优选地，所述吸水垫层为吸水且有一定强度的软质材料。优选地，所述吸水垫层为含水纺织布、含水无纺布或含水吸湿纸。优选地，所述多孔炭材料为活性炭纤维、炭气凝胶和纳米炭管中的一种或多种。优选地，所述多孔炭材料的BET在500m2/g以上。优选地，所述惰性阳极板表面铺覆有活性炭纤维布或活性炭纤维毡；所述活性炭纤维布或活性炭纤维毡的厚度为1～5mm。优选地，所述直流电电压为0.6～1.6V，更优选电压为0.8V～1.5V；所述电吸附的时间不超过15分钟。优选地，所述电吸附的时间为1分钟～8分钟。优选地，所述吸水垫层还含有脱酸剂，所述脱酸剂选自氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、碳酸氢钙、碳酸镁、碳酸氢镁和氢氧化镁中的一种或几种。本专利技术提供的电吸附法纸张脱酸的方法利用水溶液作为载体，通过接触吸水垫层润湿待处理的纸张，润湿后，用多孔炭材料做电容去离子的电极，在外加直流电场的驱动下，纸张中的F-、Cl-、SO42-、NO3-和有机阴离子等在电泳作用下向阳极移动，并被多孔炭材料电极吸附，最终达到纸张快速脱酸和去污的目的。本专利技术电吸附脱酸速度比传统的水溶液法要快的多，一次操作只需几分钟，大幅度地减少了传统浸泡脱酸技术对纸张造成的负面影响，同时可以单张、多张及整册进行处理，可以做到比其它任何除酸方法都更精准地控制pH值。本专利技术方法既保留了传统水溶液脱酸简便可靠、绿色安全、成本低的优点，又能避免较长时间的湿态可能导致的纸张变形、字迹褪色、油墨渗透等问题；同时也解决了气相和有机溶剂液相脱酸设备要求高、成本高、风险大及环境污染等问题，可广泛地推广应用。附图说明图1为实施例1脱酸前后纸张的情况对比图；图2为实施例2脱酸前后纸张的情况对比图。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种电吸附法纸张脱酸的方法，包括以下步骤：S1、将待处理的纸张与吸水垫层相接触，所述吸水垫层含有水，使待处理的纸张润湿；S2、将S1中润湿的纸张及其相接触的吸水垫层置于惰性阳极板和惰性阴极板之间，所述惰性阳极板表面铺覆有多孔炭材料，通直流电流进行电吸附，得到脱酸处理后的纸张。本专利技术利用多孔炭电极电吸附的方法，能快速精确实现纸质文物、档案、书籍的脱酸和去污目的，大幅度地减少了传统水溶液脱酸法对纸张造成的负面影响。本专利技术主要针对纸质文物、档案和书籍等这些文献纸张进行脱酸处理，使其得到很好地保护，便于保存、研究。其中，所述待处理的纸张具有一定的酸性，pH值一般小于7。在本专利技术的实施例中，所述待处理的纸张的pH值为4.5～6.5，优选为5.0～6.5。并且，所述待处理的纸张一般呈淡褐色或淡黄褐色，性脆。本专利技术所述待处理纸张可以是单页、多页，也可以是整本书籍；纸张的厚度、面积以及印刷方式等也没有特殊限制，可以是16K、胶版纸印刷的纸张，也可以是铜版纸印刷的纸张。其中，如果书本较厚，装订位置处不太利于脱酸。本专利技术是以水溶液作为载体的脱酸技术，可将待处理的纸张平铺在吸水垫层上，所述吸水垫层含有水，能湿润待处理的纸张。含水状态下纸张中的这些无机酸呈离子(如SO42-、NO3-、Cl-、CO32-等)状态，并被纸张纤维吸附着。其中，所述吸水垫层的基体是具有吸水性的层状物质，一般是能吸水且有一定强度的软质材料，如横向抗张强度不小于8.0N/m；垫层材质可以是常规的纺织布、无纺布或吸湿纸等。垫层可反复使用，垫层面积通常比纸张大；若一次处理的页数较多，需选择较薄的垫层。另外，所述吸水垫层优选还含有脱酸剂，可以加快脱酸效果，并且使处理后的纸张有一定碱残留。本专利技术实施例可将吸水垫层浸泡在含有脱酸剂的电解质溶液中，通常浸泡几分钟如3到5分钟，使其含有一定量的脱酸剂电解质溶液。所述脱酸剂可选自氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、碳酸氢钙、碳酸镁、碳酸氢镁和氢氧化镁中的一种或几种，优选为氢氧化钙。在本专利技术的实施例中，所述脱酸剂在溶液中的质量浓度优选为0.1％～0.15％。其中，所述的脱酸剂电解质溶液即含有这些碱性脱酸剂的水溶液。待待处理的纸张很快被湿润后，本专利技术实施例将其和垫层一起夹在两平板电极之间，接通直流电源，形成闭合回路。其中，阳极板为惰性电极板，并且表面铺覆有多孔炭材料。多孔炭材料不仅导电性能良好，且具有很大的比表面积(BET)和较高的化学稳定性，置于静电场中时，炭电极与溶液界面处会产生很强的双电层(厚度一般为1nm～10nm)，能吸附大量的离子。在外加直流电场的驱动下，本专利技术上述的酸性离子会与纸张脱离，向阳极方向运动(电泳)，从而吸附并储存在多孔炭材料电极表面的双电层内。随着电极吸附离子的逐渐增多，纸张中各种酸根离子逐渐减少，即可快速实现脱酸的目的。本专利技术实施例可将已吸水的垫层平铺在板状的铺覆有多孔炭材料的惰性阳极板上，再将待处理的单页纸平铺在垫层上；如果是处理多层纸或整本书，则需将一层垫层一层纸叠置起来。然后，将惰性阴极板压上，并将两块极板夹紧。在本专利技术中，所述惰性阴极板和惰性阴极板优选为石墨电极板(惰性石墨)。在本专利技术的实施例中，所述多孔炭材料可为活性炭纤维、炭气凝胶和纳米炭管中的一种或多种，优选为活性炭纤维。作为优选，所述多孔炭材料的BET在500m2/g以上，如600～1000m2/g，甚至更高，采用相应的市售产品即可。具体地，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电吸附法纸张脱酸的方法，包括以下步骤：S1、将待处理的纸张与吸水垫层相接触，所述吸水垫层含有水，使待处理的纸张润湿；S2、将S1中润湿的纸张及其相接触的吸水垫层置于惰性阳极板和惰性阴极板之间，所述惰性阳极板表面铺覆有多孔炭材料，通直流电流进行电吸附，得到脱酸处理后的纸张。

【技术特征摘要】
1.一种电吸附法纸张脱酸的方法，包括以下步骤：S1、将待处理的纸张与吸水垫层相接触，所述吸水垫层含有水，使待处理的纸张润湿；S2、将S1中润湿的纸张及其相接触的吸水垫层置于惰性阳极板和惰性阴极板之间，所述惰性阳极板表面铺覆有多孔炭材料，通直流电流进行电吸附，得到脱酸处理后的纸张。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待处理的纸张的pH值为4.5～6.5。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吸水垫层为含水纺织布、含水无纺布或含水吸湿纸。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多孔炭材料为活性炭纤维、炭气凝胶和纳米炭管中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦颍，黄桥，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34