仿生合成石質(zhì)文物二氧化硅保護(hù)膜的研究.pdf

1、我國擁有許多珍貴的石質(zhì)文物，它們大都暴露野外，在經(jīng)歷漫長的歷史變遷后，已遭受到不同程度的風(fēng)化腐蝕，近現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展所造成的環(huán)境污染更加劇了文物的損壞。目前應(yīng)用于石質(zhì)文物的保護(hù)材料有很多，對(duì)文物的保護(hù)起到了一定的效果，但也存在許多問題。為了能更有效的保護(hù)石質(zhì)文物，新型保護(hù)材料的開發(fā)研究就顯得尤為重要。 國內(nèi)外的野外考察都曾發(fā)現(xiàn)一些石刻古跡表面天然形成了一層防護(hù)膜，膜的主要成分是-水草酸鈣。這些保護(hù)膜的存在使文物歷經(jīng)千年而完好無損，表

2、現(xiàn)出極其優(yōu)良的性能?，F(xiàn)對(duì)石材表面-水草酸鈣膜的仿生合成和評(píng)價(jià)已有初步研究。通過對(duì)天然-水草酸鈣膜的研究和仿制，文物保護(hù)工作者注意到仿生無機(jī)材料具有優(yōu)越的耐候性、與基底石材相容性好、合成條件(常溫常壓)溫和以及對(duì)環(huán)境無污染等優(yōu)點(diǎn)，認(rèn)為是一種很有潛力的新型石質(zhì)文物保護(hù)材料。 受天然草酸鈣保護(hù)膜的啟發(fā)，首次采用仿生合成方法，分別以正硅酸乙酯(TEOS)和氟硅酸鈉(Na<,2>SiF<,6>)為硅源，在室溫條件下于青石基片表面上制備出一

3、層SiO<,2>保護(hù)膜。方法一以乙醇為溶劑，用氨水催化TEOS水解，在模板劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)的調(diào)控下于青石表面生長SiO<,2>膜。方法二以Na<,2>SiF<,6>為硅源，加入硼酸(H<,3>8O<,3>)促進(jìn)其水解，在CTAB的調(diào)控下于青石表面生長SiO<,2>膜。討論了青石預(yù)處理、合成組分配比、催化劑及用量、添加劑、處理時(shí)間、干燥條件等制備工藝對(duì)膜制備和膜性能的影響，探討了反應(yīng)機(jī)理，獲得了優(yōu)化的制備工藝，實(shí)驗(yàn)了膜的

4、耐酸、耐污、接觸角、吸水透氣等性能，并利用XRD、SEM、FTIR等表征了膜的結(jié)構(gòu)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：兩種方法保護(hù)處理的青石，與原青石相比，均具有優(yōu)良的耐酸、耐污性能；透氣性略有下降，水的接觸角有所提高，但仍保持良好的透氣性和親水性；外觀沒有明顯變化，且具有一定的耐候性。特別是以Na<,2>SiF<,6>為硅源時(shí)膜的耐酸性和耐污性更優(yōu)。添加丙三醇及在濕度較大的環(huán)境中干燥都可以防止膜的開裂。用CTAB預(yù)處理青石基片，獲得的膜具有更好