双通道离子色谱法测定陶质文物表面结晶盐中有机酸根和无机阴阳离子.pdf

第 卷第 期 年 月应 用 化 工 .收稿日期:修改稿日期:基金项目:陕西省科技厅青年项目()陕西历史博物馆馆级课题()作者简介:荆海燕()女山西汾阳人副研究馆员硕士主要从事文物保护修复与科技检测分析 电话:.双通道离子色谱法测定陶质文物表面结晶盐中有机酸根和无机阴阳离子荆海燕郑丽珍(.陕西历史博物馆陕西 西安.西安文理学院 历史文化旅游学院陕西 西安)摘 要:对双通道离子色谱同时测定陶质文物表面结晶盐中的、等 种阴离子和、等 种阳离子的测定方法进行优选 通过优化色谱条件确定采用 色谱柱为阴离子分析柱/碳酸钠为阴离子淋洗液流速为./型色谱柱为阳离子分析柱./吡啶二羧酸./硝酸为阳离子淋洗液流速为./在此方法下净化后的滤液一次进样电导检测器检测各离子峰形好分离时间适中分离效果很好 各离子的标准曲线相关系数 .具有良好的线性关系检出限在./之间加标回收率在 之间相对标准偏差为.()结果表明瓦当表面结晶盐中主要含有 、该方法简单快速、准确度高可有效分离文物表面结晶盐中的常见有机酸根离子和无机阴阳离子关键词:文物结晶盐离子色谱有机酸阴离子中图分类号:.文献标识码:文章编号:()(.):././././././.().().:.:中国古代陶质文物是历史文化遗产之一在保存的过程中常发生盐结晶结晶盐能引发文物表面脱落、酥粉等病变 研究表明陶质文物表面不仅能形成无机盐还能形成有机酸盐尤以包含甲、乙酸根的有机盐最为常见 离子色谱法可快速测定壁画土壤、灰尘中的离子但对于陶质文物表面有机酸盐的测定报道较少本文采用双通道离子色谱法同时测定包含甲、乙酸根离子在内的 种阴离子和 种阳离子以期为陶质文物表面结晶盐的成分分析提供新的参考并为明确结晶盐产生原因和后期保护修复路线的制定提供重要的科学依据 实验部分.试剂与仪器 阴、阳离子的标准溶液(/)坛墨质应用化工第 卷检标准物质中心吡啶二羧酸色谱纯、均为优级纯超纯水自制瑞士万通 型双通道离子色谱仪(配有 .色谱工作站、型自动进样系统).过滤膜(德国进口).色谱条件阴离子色谱柱:(/.)淋洗 液:/碳 酸 钠 等 度 淋 洗 流 速 为./硫 酸 抑 制 液 进 样 体 积 柱温 电导检测器阳离子色谱柱:(/)淋洗液:./吡啶二羧酸./硝酸等度淋洗流速./进样体积为 柱温 电导检测器.样品前处理样品来自一件汉代瓦当瓦当正反面均有明显的白色结晶盐 用软毛刷轻轻扫下表面结晶盐准确称取.用超纯水完全溶解、过滤并定容于 容量瓶中备用 取一定量溶液逐级稀释至可测量的浓度范围经.过滤膜过滤进样 结果与讨论.阴离子色谱条件的选择.淋洗液种类的影响和 是测 定 阴 离 子 的 常 用 淋 洗 液 本 实 验 考 察 了./和./以及././混合液分离测定各离子浓度为./的、混合标准溶液 实验结果发现和 混 合 液 对 各 离 子 的 分 离 效 果 不 佳、保留时间很近不能完全分离开 则能完全分离各离子测量误差小因此本实验采用 作为阴离子淋洗液进行色谱分析.淋洗液浓度的影响淋洗液浓度对各离子的分离效果影响很大所以本实验考察了 的浓度 配制./溶液使用同一浓度为./的、混合标准溶液进行色谱分析依据各离子的保留时间、峰面积等找到最佳的阴离子淋洗液浓度 实验结果表明随着碳酸钠浓度的增大各离子的总检测时间在减小峰面积也在变小当碳酸钠浓度增加到./时与 部分重叠不能完全分 离 综 合 分 析 得 出 当 碳 酸 钠 浓 度 为/时 种阴离子完全分离峰面积较大总的检测时间短.淋洗液流速的影响 由于淋洗液流速对各离子的分离效果影响较大本实验考察了 的流速 分别调节 的流速为./使用同一浓度为./的、混合标准溶液进行色谱分析依据各离子的保留时间、峰面积等找到最佳的流速结果见图 图 阴离子淋洗液流速对离子分离的影响.由图 可知随着阴离子淋洗液流速的增大分离时间在减小 个离子峰面积先增大后减小 个离子峰面积缓慢变小同时分离柱的柱压在增大长时间柱压高会对分离柱造成损害 所以选择碳酸钠的流速为./峰面积大分析时间在 内.阳离子色谱条件的选择作者在前期实验中考察了吡啶二羧酸硝酸混合溶液对 种阳离子的分离情况依据各离子的保留时间、峰面积等找到最佳的实验条件 实验结果发现./吡啶二羧酸./硝酸为淋洗液、流速为./时各离子分离效果好分析时间短峰面积大.标准曲线、精密度和检出限分别吸取各离子标准溶液配制不同浓度的阴离 子(、)和阳离子(、)的混合标准溶液在.节的色谱条件下进样上机得到混合标准溶液的色谱图(见图)和标准曲线以 倍信噪比计算各离子的检出限结果见表 第 期荆海燕等:双通道离子色谱法测定陶质文物表面结晶盐中有机酸根和无机阴阳离子图 混合标准溶液色谱图.由图 可知在最佳实验条件下 种阴离子的标准物质色谱峰在 内完全分离 种阳离子的标准物质色谱峰在 内完全分离各离子峰形良好基线平稳 由表 可知各离子线性回归方程的相关系数.检出限在./之间各离子测定结果的相对标准偏差()均在 以下 从这些数据可以看出该方法具有良好的线性范围很好的精密度检出限也较低表 各离子的线性回归方程、相关系数及检出限 离子线性范围/()线性方程相关系数()/()检出限/().样品测定严格按照.节的方法对汉代瓦当表面结晶盐进行样品前处理在.节色谱条件下进行检测根据保留时间进行定性分析按照峰面积对样品中各组分进行定量分析得到结晶盐水溶液中各离子浓度 通过公式 .(为各离子质量百分比 为溶液中各离子浓度/)计算出各离子质量百分比 分离色谱图和含量见图、表 图 瓦当表面结晶盐的离子色谱图.由图 可知瓦当表面结晶盐水溶液中含有、四种阴离子和、五种阳离子 由表 可知瓦当结晶盐中阴离子主要含有、阳离子以 为主离子质量总百分比为.推测结晶盐中含有不溶于水的杂质和结晶水应用化工第 卷表 瓦当文物表面结晶盐样品测定结果 离子浓度/()质量百分比/.总量.注:“”表示未检测到.加标回收实验对结晶盐样品溶液进行加标回收实验来考察本方法的准确性结果见表 表 加标回收率实验结果 样品离子本底值/()加标量/()实测量/()加标回收率/.汉代瓦.当表面.结晶盐.注:“”表示未检测到 由表 可知样品回收率在 之间表明该方法准确、可靠可满足测定实验分析要求 结论本文建立了双通道离子色谱法同时检测陶质文物表面结晶盐中的有机酸根离子和无机阴阳离子的方法通过优化实验条件实现了有机酸根离子和无机阴阳离子的分离和测定 该方法样品处理简单进样量小同时测定阴阳离子检测效率高非常适合陶质文物表面结晶盐的成分分析为文物工作者判断结晶盐中是否含有有机酸盐提供科学依据为陶质文物表面结晶盐的成分分析提供新的参考参考文献:赵静罗宏杰王丽琴等.唐代彩绘陶质文物的酥粉研究.中国科学技术科学():.:.():.:.():.:.吴娜王克勤晏德付等.馆藏“汉并天下”瓦当表面析出物的光谱法分析.光散射学报():.邱立萍刘丽娜张晓凤.离子色谱测定墓葬壁画土壤中 种阴离子.应用化工():.邱立萍吕瑞亮.离子色谱法测定灰尘中四种酸根阴离子.应用化工():.荆海燕.双通道离子色谱法测定一件陶罐表面结晶盐以及脱盐溶液中的阴阳离子.文物保护与考古科学():.