红外光谱在铁质文物锈蚀产物定量模型研究中的应用

摘要

铁质文物是人类重要的文化遗产,对于研究人类社会的发展与进步具有重要意义。铁的活泼性较强、容易发生腐蚀等特点使铁质文物成为金属类文物保护工作中的难点之一。目前对于铁质文物保护修复和铁锈蚀产物定性分析研究较多,而开展铁锈蚀产物定量表征的研究相对较少,锈蚀产物的复杂性也增加了定量分析的难度。为了解铁质文物锈蚀产物的成分及评估其稳定性,建立一种定量分析铁质文物锈蚀产物的方法是十分必要的。以铁质文物常见5种锈蚀产物(α-Fe_(2)O_(3),Fe_(3)O_(4),α-FeOOH,β-FeOOH,γ-FeOOH)为研究对象,通过制作锈蚀产物模拟样品(三组二元混合物体系和一组四元混合物体系),利用红外光谱结合TQ Analyst分析软件中经典最小二乘法(CLS)、主成分回归法(PCR)和偏最小二乘法(PLS)分别对四组混合物构建定量分析模型。研究结果表明,三种定量分析模型中PCR与PLS均适合用于建立铁质文物锈蚀产物定量模型,其校正均方根误差(RMSEC)和预测均方根误差(RMSEP)均较小、相关系数接近于1。定量模型具有良好的预测性和稳定性,故可为定量分析铁质文物锈蚀产物,进而为评估铁质文物化学稳定性提供依据。