CN107326698A - 一种模拟去除古代丝织品中外源性锶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及考古领域，公开了一种模拟去除古代丝织品中外源性锶的方法，包括：1）用产自5个具有地域代表性的省份的茜草提炼染液，再用其为丝绸样布染色；2）将丝绸样布分别进行热老化、紫外光湿热老化、模拟沼泽地埋葬等过程；3）用水浴氮吹仪处理丝绸样布，利用高压氮气吹去丝绸样布中的颗粒物；4）用盐酸和高锰酸钾水溶液的混合液清洗丝绸样布，溶解丝绸样布中的化合态外源性锶。本发明先采用高压氮气吹除丝绸样布中颗粒物的方法，有效环保，成本较低，低浓度盐酸和高锰酸钾水溶液能有效去除仿古代丝织品中的外源性锶，且不会对丝绸样布产生损伤。
Description
技术领域
本发明涉及考古领域，尤其涉及一种模拟去除古代丝织品中外源性锶的方法。
背景技术
古代纺织品追踪溯源一直是考古学领域的一项重要研究。锶是一种存在于多种生命体中的微量元素，且常以化合态存在于土壤、岩石等多种地质环境中。锶具有多种同位素，经多方科学研究发现，不同地域环境的植物和动物纤维内含87Sr/86Sr的比例有所不同，由此可以通过测定内源性锶同位素的比例来推断考古纺织品的原产地。
但是古代的纺织品经过染色、整理加工等过程，再经过长时间的存放，甚至地域转移，以及在古墓或是土壤中埋藏了几百上至几千年，必定从外在环境中吸收了锶元素，即考古纺织品中包含了大量的外源性锶。外源性锶的存在会在很大程度上干扰考古纺织品的源产地判断，因此要进行考古纺织品的锶同位素追踪溯源研究，必须要先除去考古纺织品中的外源性锶。
要去除考古纺织品中的外源性锶并不简单，考古纺织品历经多年埋葬存放，都存在一定程度的腐朽，本就十分脆弱，研究处理方法必须温和，不能使其遭受损伤，这些考虑因素给除杂问题增加了难度。因而对如何更好地去除古代纺织品中外源性锶的研究十分必要。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种模拟去除古代丝织品中外源性锶的方法。由于文物较为珍贵，不可能直接对文物进行模拟去除外源性锶，因此本发明采用传统染色方法用茜草根提取液将丝绸样布染色，再模拟文物储藏环境进行老化，得到与实际文物仿真度高的仿古染色丝织品，然后将处理后的样布先利用高压氮气吹去内含颗粒物，再用盐酸和高锰酸钾混合液清洗。该方法采用高压氮气和低浓度盐酸及高锰酸钾水溶液，氮气是空气中含量最高的惰性气体，成本较低，且十分环保，低浓度盐酸和高锰酸钾水溶液也不会对丝织品造成损伤。
本发明的具体技术方案为：一种模拟去除古代丝织品中外源性锶的方法，包括以下步骤：
1）分别取产自陕西、河南、安徽、贵州和广西五省的茜草根，将其烘干之后分别50g并用去离子水洗净，再分别用去离子水分开浸泡。
本发明选取了东（安徽）、南（广西）、西（贵州）、北（陕西、河南）四个地域的茜草作为染料，它的好处在于，消除了因地域性差异而对实验结果产生的影响，同时可以探究不同地域的茜草对丝织品染色以后，丝织品中外源性锶含量的差异。
2）将浸泡过后的茜草根分别进行加水熬制和提炼染液，每种茜草根熬煮三次，每次加900~1100mL水，每次煮至剩300~500mL时倒出；将三次提炼的染液过滤后混合；将混合后的染液再次提炼，煮至剩900~1100mL时倒出并过滤。
本发明多次提炼染液，其好处在于可以充分提炼出茜草中的色素，且使色素充分溶解于水中，与水分子结合，最后制得染液浓度均匀，染色匀度好，从而使得染色后丝织样布各个部分的锶含量较为平均。
3）将提炼出的五种染液分别转移至容器中并用保鲜膜覆盖。
4）取丝绸样布6块，先用去离子水对样布清洗，再用无水乙醇浸泡样布，然后取出于干燥通风处晾干。
5）将步骤3）的容器放入水浴中加热，待温度上升至75-85℃时，揭开保鲜膜，每只容器中分别放入一块步骤4）的样布进行染色，留1块样布不进行染色过程，作为空白对照样布。
6）样布在染色过程中进行搅拌，35~45min取出染好的样布，先用去离子温水清洗一遍，再用常温去离子水清洗一遍，晾干。
本发明采用古法染色工艺对丝织品进行染色，由于其染色工艺与古代相似度高，，一方面，由于采用天然染料，染料近似，丝织品上的外源性锶的摄入量与实际文物的相似度会更高；另一方面，由于染色方法近似，因此丝织品上的外源性锶与丝织品的结合牢度也与实际文物的相似度会更高。
7）将步骤6）所得的样布及空白对照样布分别裁剪为相同尺寸的三份，一份放入烘箱中进行热老化过程，设置温度为115-125℃；一份放入紫外光湿热老化箱中进行光湿热老化过程，设置湿度为75-85%，温度为75-85℃，老化时间分别为25-35天。
8）在6个陶制容器中装入等量的于沼泽地取得的淤泥，将步骤7）中剩下的一份样布分别埋入陶制容器的淤泥中，模拟沼泽环境埋葬丝织品，再将陶制容器于阴暗和潮湿的环境中放置170-190天，且每隔4-6天到沼泽地的同个地点取淤泥样品，分成等量的6份加入陶制容器中，并将其搅拌与容器中原有淤泥混合。
本发明的上述方法模拟了沼泽埋葬环境，用沼泽地中的淤泥来埋葬样品，每隔4-6天加入沼泽地中的新鲜淤泥，埋葬时间为170-190天，其好处在于，不仅模拟的真实的沼泽埋葬环境，且保证用于埋葬样品的淤泥与沼泽地的变化保持一致。
文物在埋藏过程中的环境非常复杂，不同文物由于埋藏环境不同，其在埋藏过程中的外源性锶的摄入也会不同，因此本发明采用多种老化方式模拟古代丝织品的储藏环境，制得的仿古丝织品的仿真度高，尤其是其外源性锶的摄入含量以及摄入方式与真实文物相似，且外源性锶的结合牢度也与真实文物相似，有利于后续去除外源性锶工艺的模拟准确性。
9）收集经步骤7）和步骤8）处理过后的样布，分别用去离子水洗净、晾干；用稳定同位素质谱仪测定所有样布中的外源性锶的含量，记录数据。
10）将所有样布于水浴氮吹仪中用高压氮气冲刷一遍。
本发明先利用高压氮气吹出了样品中的颗粒物，有助于去除一部分外源性锶。
11）配制浓度为0.9-1.1mol/L的盐酸。
12）配制浓度为0.9-1.1wt%的高锰酸钾水溶液，将高锰酸钾水溶液缓缓煮沸10~20min，经冷却后密封，放置于干燥的暗处9-11天。
13）将步骤10）处理后的样布分别置于18只烧杯中，缓缓倒入所述盐酸600~1000mL，再缓缓倒入所述高锰酸钾水溶液40~60mL，搅拌25~35min，取出样布用去离子水洗净，晾干。
14）用稳定同位素质谱仪测定所有样布中的外源性锶的含量，记录数据。
作为优选，步骤1）中，用去离子水的浸泡24h。
作为优选，步骤4）中，所述丝绸样布的规格为30cmx30cm。
作为优选，步骤4）中，所述样布在乙醇中浸泡4-6min。
作为优选，步骤7）中，热老化温度为120℃；光湿热老化湿度为80%，温度为80℃，老化时间均为30天。
作为优选，步骤8）中，埋藏时间为180天。
与现有技术对比，本发明的有益效果是：
1、本发明采用古法染色工艺以及多种老化方式模拟古代丝织品的储藏环境，制得的仿古丝织品的仿真度高，尤其是其外源性锶的摄入含量以及摄入方式与真实文物相似，且外源性锶的结合牢度也与真实文物相似，有利于后续去除外源性锶工艺的模拟准确性。
2、本发明在清洗之前先用高压氮气冲击丝织样布，能有效去除藏匿在丝织品缝隙中的较大颗粒物，这能去除一部分外源性锶。再用盐酸与高锰酸钾水溶液的混合液清洗仿古代丝织品，盐酸能有效溶解丝织品中外源性锶的化合物，高锰酸钾作为强氧化剂，能起到一定的辅助作用，增大化合态锶的溶解量，且不会损伤丝织品。
3、本发明整个流程未产生有害或有毒物质，化学残留物也比较容易处理，不会过度损害丝织品，绿色环保。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
一种模拟去除古代丝织品中外源性锶的方法，采用如下步骤：
1）称取产自陕西、河南、安徽、贵州和广西五个省份的茜草根各100g，将其烘干之后再各称取50g。用去离子水分别将茜草根洗净之后，再用去离子水分开浸泡约24小时。
2）将浸泡过后的茜草根分开放入炖锅中，熬制和提炼染液。每种茜草根熬煮三次，每次加1000ml水，煮到剩400ml左右时倒出。三次提炼的染液混合，将锅中的茜草根倒掉，把炖锅用去离子水洗净，再将混合后的染液倒入炖锅中再次提炼，剩1000ml时倒出。此过程中所用的水均为去离子水。将染液从锅中倒出时，应用一块用去离子水清洗过的丝绸布料作为过滤隔层，避免将残渣混入染液中。
3）将提炼出的五种染液分别用1500ml大烧杯盛放，烧杯口用保鲜膜覆盖。
4）裁取规格为30cmx30cm的丝绸样布6块。先用去离子水将样布清洗，再用无水乙醇浸泡样布约5min，取出样布至于干燥通风处晾干。
5）将3）所述盛有染液的烧杯放入恒温水浴锅中，设置温度为80℃。待水浴锅温度上升至80℃时，揭开烧杯上的保鲜膜，每只烧杯中放入一块4）所述样布，留1块样布不进行染色过程，作为空白对照。
6）样布在染色过程中，要用玻璃棒不断搅拌染液，以保证染色均匀效果好。上染过程为40分钟。40分钟之后取出染好的样布，先用温水（去离子水）清洗一遍，再用常温去离子水清洗一遍，晾干。
7）将6）所述染好的样布及另一块没有染色的样布裁剪为同样的三份。取一份放入烘箱中进行热老化过程，设置温度为120℃；取一份放入紫外光湿热老化箱中进行光湿热老化过程，设置湿度为80%，温度为80℃。老化时间为30天。
8）在沼泽地附近取一些淤泥，在6个陶制容器中装入等量的淤泥。将7）中剩下的一份样布分别埋入烧杯中的淤泥里面，模拟沼泽环境埋葬丝织品。将这6个陶制容器放在较为阴暗和潮湿的环境中，放置180天。且每隔5天到沼泽地的同个地方取淤泥样品，分成等量的6份加入陶制容器中，并将其搅拌与容器中原有淤泥混合。
9）分别在30天后和180天后，前后取出老化的样布和埋葬过后的样布。样布都用去离子水清洗干净，并晾干。用稳定同位素质谱仪测定所有样布中的外源性锶的含量，记录数据。
10）将所有样布在水浴氮吹仪中用高压氮气冲刷一遍。
11）取1000ml市售盐酸（HCL），配制摩尔浓度为1mol/l的盐酸11.8L。
12）称取高锰酸钾固体粉末5g，配置质量分数为1%的高锰酸钾水溶液450~550ml。将该高锰酸钾水溶液缓缓煮沸15min，经冷却之后密封，放置于干燥的暗处10天。
13）准备1000ml烧杯6只，烧杯先用去离子水清洗干净。将热老化并用氮气冲刷过的样布分别置于6只烧杯中，缓缓倒入10所述1mol/l盐酸800ml，再缓缓倒入11）所述1%高锰酸钾水溶液50ml，不断搅拌30分钟。取出样布用去离子水洗净，晾干。将光湿热老化和埋葬过后并用氮气冲刷过的样布同样进行上述过程。
14）用稳定同位素质谱仪测定所有样布中的外源性锶的含量，记录数据。
实施例2
一种模拟去除古代丝织品中外源性锶的方法，采用如下步骤：
1）称取产自陕西、河南、安徽、贵州和广西五个省份的茜草根各100g，将其烘干之后再各称取50g。用去离子水分别将茜草根洗净之后，再用去离子水分开浸泡约24小时。
2）将浸泡过后的茜草根分开放入炖锅中，熬制和提炼染液。每种茜草根熬煮三次，每次加900ml水，煮到剩300ml左右时倒出。三次提炼的染液混合，将锅中的茜草根倒掉，把炖锅用去离子水洗净，再将混合后的染液倒入炖锅中再次提炼，剩900ml时倒出。此过程中所用的水均为去离子水。将染液从锅中倒出时，应用一块用去离子水清洗过的丝绸布料作为过滤隔层，避免将残渣混入染液中。
3）将提炼出的五种染液分别用1500ml大烧杯盛放，烧杯口用保鲜膜覆盖。
4）裁取规格为30cmx30cm的丝绸样布6块。先用去离子水将样布清洗，再用无水乙醇浸泡样布约4min，取出样布至于干燥通风处晾干。
5）将3）所述盛有染液的烧杯放入恒温水浴锅中，设置温度为80℃。待水浴锅温度上升至80℃时，揭开烧杯上的保鲜膜，每只烧杯中放入一块4）所述样布，留1块样布不进行染色过程，作为空白对照。
6）样布在染色过程中，要用玻璃棒不断搅拌染液，以保证染色均匀效果好。上染过程为35分钟。35分钟之后取出染好的样布，先用温水（去离子水）清洗一遍，再用常温去离子水清洗一遍，晾干。
7）将6）所述染好的样布及另一块没有染色的样布裁剪为同样的三份。取一份放入烘箱中进行热老化过程，设置温度为120℃；取一份放入紫外光湿热老化箱中进行光湿热老化过程，设置湿度为80%，温度为80℃。老化时间为30天。
8）在沼泽地附近取一些淤泥，在6个陶制容器中装入等量的淤泥。将7）中剩下的一份样布分别埋入烧杯中的淤泥里面，模拟沼泽环境埋葬丝织品。将这6个陶制容器放在较为阴暗和潮湿的环境中，放置180天。且每隔5天到沼泽地的同个地方取淤泥样品，分成等量的6份加入陶制容器中，并将其搅拌与容器中原有淤泥混合。
9）分别在30天后和180天后，前后取出老化的样布和埋葬过后的样布。样布都用去离子水清洗干净，并晾干。用稳定同位素质谱仪测定所有样布中的外源性锶的含量，记录数据。
10）将所有样布在水浴氮吹仪中用高压氮气冲刷一遍。
11）取1000ml市售盐酸（HCL），配制摩尔浓度为1mol/l的盐酸11.8L。
12）称取高锰酸钾固体粉末4g，配置质量分数为1%的高锰酸钾水溶液450ml。将该高锰酸钾水溶液缓缓煮沸10min，经冷却之后密封，放置于干燥的暗处10天。
13）准备1000ml烧杯6只，烧杯先用去离子水清洗干净。将热老化并用氮气冲刷过的样布分别置于6只烧杯中，缓缓倒入10所述1mol/l盐酸600ml，再缓缓倒入11）所述1%高锰酸钾水溶液40ml，不断搅拌25分钟。取出样布用去离子水洗净，晾干。将光湿热老化和埋葬过后并用氮气冲刷过的样布同样进行上述过程。
14）用稳定同位素质谱仪测定所有样布中的外源性锶的含量，记录数据。
实施例3
一种模拟去除古代丝织品中外源性锶的方法，采用如下步骤：
1）称取产自陕西、河南、安徽、贵州和广西五个省份的茜草根各100g，将其烘干之后再各称取50g。用去离子水分别将茜草根洗净之后，再用去离子水分开浸泡约24小时。
2）将浸泡过后的茜草根分开放入炖锅中，熬制和提炼染液。每种茜草根熬煮三次，每次加1100ml水，煮到剩500ml左右时倒出。三次提炼的染液混合，将锅中的茜草根倒掉，把炖锅用去离子水洗净，再将混合后的染液倒入炖锅中再次提炼，剩1100ml时倒出。此过程中所用的水均为去离子水。将染液从锅中倒出时，应用一块用去离子水清洗过的丝绸布料作为过滤隔层，避免将残渣混入染液中。
将提炼出的五种染液分别用1500ml大烧杯盛放，烧杯口用保鲜膜覆盖。
4）裁取规格为30cmx30cm的丝绸样布6块。先用去离子水将样布清洗，再用无水乙醇浸泡样布约6min，取出样布至于干燥通风处晾干。
5）将3）所述盛有染液的烧杯放入恒温水浴锅中，设置温度为80℃。待水浴锅温度上升至80℃时，揭开烧杯上的保鲜膜，每只烧杯中放入一块4）所述样布，留1块样布不进行染色过程，作为空白对照。
6）样布在染色过程中，要用玻璃棒不断搅拌染液，以保证染色均匀效果好。上染过程为45分钟。40分钟之后取出染好的样布，先用温水（去离子水）清洗一遍，再用常温去离子水清洗一遍，晾干。
7）将6）所述染好的样布及另一块没有染色的样布裁剪为同样的三份。取一份放入烘箱中进行热老化过程，设置温度为120℃；取一份放入紫外光湿热老化箱中进行光湿热老化过程，设置湿度为80%，温度为80℃。老化时间为30天。
8）在沼泽地附近取一些淤泥，在6个陶制容器中装入等量的淤泥。将7）中剩下的一份样布分别埋入烧杯中的淤泥里面，模拟沼泽环境埋葬丝织品。将这6个陶制容器放在较为阴暗和潮湿的环境中，放置180天。且每隔5天到沼泽地的同个地方取淤泥样品，分成等量的6份加入陶制容器中，并将其搅拌与容器中原有淤泥混合。
9）分别在30天后和180天后，前后取出老化的样布和埋葬过后的样布。样布都用去离子水清洗干净，并晾干。用稳定同位素质谱仪测定所有样布中的外源性锶的含量，记录数据。
10）将所有样布在水浴氮吹仪中用高压氮气冲刷一遍。
11）取1000ml市售盐酸（HCL），配制摩尔浓度为1mol/l的盐酸11.8L。
12）称取高锰酸钾固体粉末6g，配置质量分数为1%的高锰酸钾水溶液450~550ml。将该高锰酸钾水溶液缓缓煮沸20min，经冷却之后密封，放置于干燥的暗处10天。
13）准备1000ml烧杯6只，烧杯先用去离子水清洗干净。将热老化并用氮气冲刷过的样布分别置于6只烧杯中，缓缓倒入10所述1mol/l盐酸1000ml，再缓缓倒入11）所述1%高锰酸钾水溶液60ml，不断搅拌35分钟。取出样布用去离子水洗净，晾干。将光湿热老化和埋葬过后并用氮气冲刷过的样布同样进行上述过程。
14）用稳定同位素质谱仪测定所有样布中的外源性锶的含量，记录数据。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种模拟去除古代丝织品中外源性锶的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）分别取产自陕西、河南、安徽、贵州和广西五省的茜草根，将其烘干之后分别50g并用去离子水洗净，再分别用去离子水分开浸泡；
2）将浸泡过后的茜草根分别进行加水熬制和提炼染液，每种茜草根熬煮三次，每次加900~1100mL水，每次煮至剩300~500mL时倒出；将三次提炼的染液过滤后混合；将混合后的染液再次提炼，煮至剩900~1100mL时倒出并过滤；
3）将提炼出的五种染液分别转移至容器中并用保鲜膜覆盖；
4）取丝绸样布6块，先用去离子水对样布清洗，再用无水乙醇浸泡样布，然后取出于干燥通风处晾干；
5）将步骤3）的容器放入水浴中加热，待温度上升至75-85℃时，揭开保鲜膜，每只容器中分别放入一块步骤4）的样布进行染色，留1块样布不进行染色过程，作为空白对照样布；
6）样布在染色过程中进行搅拌，35~45min取出染好的样布，先用去离子温水清洗一遍，再用常温去离子水清洗一遍，晾干；
7）将步骤6）所得的样布及空白对照样布分别裁剪为相同尺寸的三份，一份放入烘箱中进行热老化过程，设置温度为115-125℃；一份放入紫外光湿热老化箱中进行光湿热老化过程，设置湿度为75-85%，温度为75-85℃，老化时间分别为25-35天；
8）在6个陶制容器中装入等量的于沼泽地取得的淤泥，将步骤7）中剩下的一份样布分别埋入陶制容器的淤泥中，模拟沼泽环境埋葬丝织品，再将陶制容器于阴暗和潮湿的环境中放置170-190天，且每隔4-6天到沼泽地的同个地点取淤泥样品，分成等量的6份加入陶制容器中，并将其搅拌与容器中原有淤泥混合；
9）收集经步骤7）和步骤8）处理过后的样布，分别用去离子水洗净、晾干；用稳定同位素质谱仪测定所有样布中的外源性锶的含量，记录数据；
10）将所有样布于水浴氮吹仪中用高压氮气冲刷一遍；
11）配制浓度为0.9-1.1mol/L的盐酸；
12）配制浓度为0.9-1.1wt%的高锰酸钾水溶液，将高锰酸钾水溶液缓缓煮沸10~20min，经冷却后密封，放置于干燥的暗处9-11天；
13）将步骤10）处理后的样布分别置于18只烧杯中，缓缓倒入所述盐酸600~1000mL，再缓缓倒入所述高锰酸钾水溶液40~60mL，搅拌25~35min，取出样布用去离子水洗净，晾干；
14）用稳定同位素质谱仪测定所有样布中的外源性锶的含量，记录数据。
2.如权利要求1所述的一种模拟去除古代丝织品中外源性锶的方法，其特征在于，步骤1）中，用去离子水的浸泡24h。
3.如权利要求1所述的一种模拟去除古代丝织品中外源性锶的方法，其特征在于，步骤4）中，所述丝绸样布的规格为30cmx30cm。
4.如权利要求1或3所述的一种模拟去除古代丝织品中外源性锶的方法，其特征在于，步骤4）中，所述样布在乙醇中浸泡4-6min。
5.如权利要求1所述的一种模拟去除古代丝织品中外源性锶的方法，其特征在于， 步骤7）中，热老化温度为120℃；光湿热老化湿度为80%，温度为80℃，老化时间均为30天。
6.如权利要求1所述的一种模拟去除古代丝织品中外源性锶的方法，其特征在于，步骤8）中，埋藏时间为180天。
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| CN201710599457.2A CN107326698A (zh) | 2017-07-21 | 2017-07-21 | 一种模拟去除古代丝织品中外源性锶的方法 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |