工作曲线法和偏最小二乘回归分析在XRF定量分析软玉样品中的应用

由于块状固体标准玉石样品的缺乏, 造成了便携式X射线荧光分析技术(pXRF)利用工作曲线法对玉石文物样品进行无损定量分析的困难。试图寻找一种pXRF可采用, 但不需要块状固体玉石标准样品的定量分析方法。选取24件软玉样品, 其中17件为校准样品, 7件为测试样品。所有软玉样品利用质子激发X射线荧光分析技术(PIXE)获得定量分析结果。根据校准软玉样品的PIXE定量分析结果建立兴趣元素的工作曲线, 利用工作曲线对测试软玉样品进行定量分析;然后, 利用pXRF对所有软玉样品进行定性分析, 获得其定性分析图谱, 利用校准软玉样品的定性分析图谱和PIXE定量分析结果, 采用最小偏二乘法对测试软玉样品兴趣元素含量进行分析。最后, 将工作曲线法、PLS方法和PIXE的定量分析结果进行了相互对比。通过误差分析, 评估了工作曲线法和PLS方法定量分析软玉样品的精确度。结果表明, PLS方法可以代替工作曲线法对玉石类样品进行定量分析。     

基于莫高窟成盐元素相关系探究壁画盐害作用机理

壁画盐害与壁画的成盐元素种类、盐分迁徙活动以及环境气象条件等密切相关.莫高窟壁画酥碱病变的可溶盐主要为NaCl和Na2SO4,盐的结晶是破坏力的重要来源.本文运用经典溶液化学的研究方法,界定了三元体系NaCl-Na2SO4-H2O于308K,298K,288K,278K,268K的相关系,以此为基础阐释了壁画盐害的发生和发展规律,计算得到了安全含盐量和环境条件的临界数值.研究表明:NaCl的饱和溶解度对温度敏感度不大,它的结晶析出更多的是伴随着水分的蒸发而发生;Na2SO4的饱和溶解度对温度表现较为敏感,它的结晶析出,除了因溶剂水分的蒸发而发生发展之外,还将因温度的降低而产生,他们各自在壁画盐害的发生发展过程中有一定的行为差异,其主导作用的交替点大致在wNa2SO4 /w NaCl=1:3～6左右,即当该体系中Na2SO4的质量比约达30%～15%时,Na2SO4将成为壁画盐害随洞窟温度变化而发生的主导诱因.三元体系NaCl-Na2SO4-H2O中NaCl和Na2SO4在5～35℃的介稳饱和溶解度的测定,取得了与相图相一致的结果.NaCl结晶物质地坚硬、粒度均匀,在壁画盐害表现形式上应以点状疱疹为主;Na2SO4结晶物主要以十水硫酸钠Na2SO4·10H2O的形式析出,质地疏松,易风化,易返潮,所导致的壁画酥碱病变有一定的反复性.Na2SO4的过饱和溶解度大,易富集,易浓缩,结晶区域较大,相应破坏面也较大,在壁画盐害的表现形式应以粉状酥碱为主,如壁画较大面积的空鼓、地仗层酥松等.     

敦煌壁画绘画材料多光谱图像标准数据库的建立和应用

多光谱摄影图像调查技术,基于不同物质对不同光谱吸收与反射的差异及不同波段单色光谱有相应的灰度偏向,以单色光谱灰度图像经伪彩色强化,可作为一种绘画材料普查方法。这种方法的应用首先需要建立相关遗址绘画材料多光谱图像标准,以此为基础才可以通过多光谱伪彩色等图像对壁画中漫漶壁画、相近色相颜料及无法观察的有机材料做前期普查,为后期高精度仪器的进一步调查提供参考。采用已知敦煌壁画中常用29种绘画材料制作标准颜料色板,通过规范多光谱拍摄程序和优化多光谱拍摄条件,在250～1 300 nm之间获取各种颜料在不同光谱区域的反射及荧光图像,再经过后期科学的图像校正及红外、紫外反射伪彩色图像合成,初步建立敦煌壁画颜料多光谱图像标准数据库。对真实壁画进行多光谱拍摄,将获取的可见反射、红外反射伪彩色和紫外反射伪彩色图像与标准数据库图像进行交叉对比,并采用便携式显微镜、便携式X荧光、近红外光谱等分析技术验证所获取的多光谱分析结果,表明壁画颜料多光谱图像标准数据库的建立,作为一种新型无损检测辅助方法,可通过多光谱图像对敦煌壁画颜料前期鉴别、推断绘画材料属性以及获取颜料分布状况等信息。绘画材料光谱图像数据库的建立可提高常见绘画材料类别及范围的前期调查效率和可靠性,是一种有效的颜料面集调查辅助方法。     

工作曲线法和偏最小二乘回归分析在XRF定量分析软玉样品中的应用

由于块状固体标准玉石样品的缺乏,造成了便携式X射线荧光分析技术(pXRF)利用工作曲线法对玉石文物样品进行无损定量分析的困难。试图寻找一种pXRF可采用,但不需要块状固体玉石标准样品的定量分析方法。选取24件软玉样品,其中17件为校准样品,7件为测试样品。所有软玉样品利用质子激发X射线荧光分析技术(PIXE)获得定量分析结果。根据校准软玉样品的PIXE定量分析结果建立兴趣元素的工作曲线,利用工作曲线对测试软玉样品进行定量分析;然后,利用pXRF对所有软玉样品进行定性分析,获得其定性分析图谱,利用校准软玉样品的定性分析图谱和PIXE定量分析结果,采用最小偏二乘法对测试软玉样品兴趣元素含量进行分析。最后,将工作曲线法、PLS方法和PIXE的定量分析结果进行了相互对比。通过误差分析,评估了工作曲线法和PLS方法定量分析软玉样品的精确度。结果表明,PLS方法可以代替工作曲线法对玉石类样品进行定量分析。     

铬黑T共振光散射探针测定敦煌壁画胶结材料中蛋白质

用金属指示剂铬黑 T(EBT)为共振光散射探针 ,对敦煌壁画含不同颜料的胶结材料中的蛋白质含量进行了定量测定。在 p H=4 .10的 Britton- Robinson缓冲溶液条件下 ,在波长 λ=375 nm处 ,以牛血清白蛋白 (BSA)为标准样品绘制校准曲线 ,测定含不同颜料的胶结材料中蛋白质结果分别为 :黄色颜料8.715 1μg/ mg;红色颜料 6 .30 71μg/ mg;黑色颜料 6 .16 5 5 μg/ mg;绿色颜料 2 .2 2 6 5 μg/ mg和白色颜料1.10 6 6 μg/ mg。对 BSA的检出限为 5 5 μg/ L,线性范围 0— 13mg/ L。该方法简单、快速、灵敏度高 ,平行测定的相对标准偏差 (RSD)为 2 .7% ,蛋白质的加标回收率为 96 .7%— 10 6 .6 %。据此建立了一种测定壁画颜料胶结材料中蛋白质含量的新方法     

多功能文物保护移动实验平台电气通信系统研制

针对野外考古现场和多功能文物保护移动实验平台的特点,集成多种电源、多路音视频、集中控制等单元研制了移动实验平台电气系统,采用卫星通信、3G/4G移动通信、北斗应急通信、局域网等技术开发了移动实验平台通信系统,应用表明卫星通信传输带宽达到4Mbps,通过联通4G系统的传输带宽达到8Mbps,系统满足考古现场的需求。     

太平天国侍王府壁画表面修复材料的原位无损FTIR分析

太平天国侍王府壁画是中国南方壁画的典型代表,具有重要的历史、文化和艺术价值。历史上曾对多幅壁画进行过化学保护,部分壁画表面形成了一定厚度的有机物涂层,分析研究壁画保护修复材料成分对于文物保护具有重要的理论和现实意义。由于文物的珍贵性与不可再生性,原位无损分析技术的研究和应用是未来文物分析的发展趋势,基于便携红外光谱仪的反射红外光谱技术是对文物表面材质较为理想的无损分析手段。利用反射傅里叶变换红外(FTIR)光谱对侍王府壁画的地仗层和表面修复材料涂层进行了现场原位无损分析,这在我国古代壁画及其保护修复材料分析中属首次。首先测试了无涂层壁画白色背景位置反射FTIR光谱,并与标准无机矿物光谱比对确定了壁画地仗层成分主要为方解石和生石膏。在此基础上,分析了无涂层和有涂层壁画表面的红外反射特性及地仗层化学成分对表面涂层反射FTIR光谱测试的影响,探讨了应用Kramers-Kronig(K-K)变换处理数据的可行性,确定了K-K变换的应用范围,分析了壁画涂层K-K变换后反射光谱与衰减全反射(ATR)光谱的差异,并通过显微ATR FTIR光谱和热裂解气相色谱质谱联用(Py-GC/MS)技术分析验证了原位反射FTIR光谱测试结果的可靠性,扫描电子显微镜(SEM)测量了涂层厚度,证明不同厚度涂层均能得到可解析的高质量反射FTIR光谱。最终确定侍王府壁画曾使用过聚醋酸乙烯酯、聚二甲基硅氧烷和三甲树脂三种高分子材料进行过表面加固,并得出壁画保存现状和修复材料及涂层厚度有较大关系。证明了基于反射模式的FTIR光谱技术能准确有效地获取文物表面有机物和部分无机物成分信息。该方法对表面有机涂层尤为敏感,是壁画类文物较为理想的无损分析方法,在壁画保护研究领域具有十分广阔的应用前景。同时,该研究弥补了我国壁画类文物表面有机物原位无损分析的不足,为该领域研究提供了一条新思路。     

墓葬壁画中蛋清胶结材料的热裂解-气质联用分析

选取距今约1000多年、五代十国时期规模最大的江苏南京南唐二陵壁画为研究对象,采用热裂解-气相色谱/质谱联用(Py-GC/MS)分析技术,在对蛋清标准样品测试条件进行优化的基础上,评估了8种无机矿物颜料(方解石、铅丹、赭石、朱砂、石青、石绿、雌黄和雄黄)对蛋清裂解产物的影响,建立了针对墓葬壁画中蛋清鉴别的Py-GC/MS分析方法。文物样品的分析结果表明,壁画地仗和灰浆中均有加入蛋清作为胶结材料,同时使用酶联免疫吸附测定(ELISA)验证了Py-GC/MS分析结果,进一步说明Py-GC/MS是一种针对墓葬壁画中蛋清成分可靠的分析方法,为墓葬壁画有机胶结材料的研究提供了方法借鉴。     

脂肪醇水溶液在Rh2O3/CdS上的可见光催化脱氢

本文报道了在Rh₂O₃/CdS微粒悬浮体系中脂肪醇水溶液可见光催化脱氢的研究结果.实验表明:脂肪醇的脱氢是在水参与下的氧化脱氢反应,产氢速度不仅与醇的碳数有关,且强烈地依赖于溶液的pH值;醇的氧化反应明显地抑制了CdS的光腐蚀,提高了催化剂的操作稳定性,如Rh₂O₃/CdS/EtOH-H₂O体系经100小时的连续光照反应,催化剂活性未见有下降.文中对反应机理也进行了初步讨论.     

漫反射光谱结合化学计量学方法无损分析彩绘文物颜料

为了对彩绘文物颜料进行无损判别分析,该文采集了12种彩绘常用颜料参考样品的漫反射光谱,根据光谱曲线外形将参考样品分为红黄色系及蓝绿色系两类。使用主成分分析(PCA)分别对两个色系参考样品的光谱数据集进行降维,抽提出最有代表性的3个主成分,利用成分得分散点图确认了颜料间的类间差异,并通过成分矩阵探讨了对该差异贡献率最高的光谱波长区间。在此基础上,采用线性判别分析(LDA)对PCA的分析结果进行建模,拟合判别函数并将其应用于2件颐和园仁寿殿上架彩画文物样品颜料的分析。基于样品判别得分散点图与各类别参考样品间的距离,判定文物使用的颜料分别为铁红和群青。研究表明,该文构建的判别函数能够准确区分颜料的种类,可用于彩绘文物样品的无损分析鉴别。文物样品的污染或老化可能会影响分析,需事先进行表面清理。