近日，山东大学文化遗产研究院冶金考古团队在国际学术期刊Studies in Conservation（AHCI一区）上发表题为“Electrochemical Analysis of Chloride Impacts on Passivation of ArchaeologicalIron in Desalination Solutions”的研究成果。论文第一作者为山东大学文化遗产研究院博士研究生刘朵，通讯作者为王全玉教授，吴朦副研究员为共同作者。

铁质文物的脱盐处理是通过将文物浸泡在碱性溶液中，促使氯离子从文物迁移至溶液，从而降低文物中有害氯离子的含量，实现文物的长期稳定保存。在此过程中，铁质文物在碱性溶液中的钝化作用对于减缓文物腐蚀速率至关重要。

研究团队通过实验设计，制备了含有不同浓度氯离子的锈层样品和碱性溶液，旨在模拟铁质文物在脱盐过程中可能遇到的两种类型的氯离子环境。并将模拟铁片样品以及南海Ｉ号出水的铁锅残块制成电化学试样（图1），用于定量检测分析不同氯离子含量下样品的腐蚀速率。

图 1 模拟样品制备、电化学检测示意图及电化学试样

通过检测发现若碱性溶液未及时更换，溶液中过高的氯离子浓度会破坏文物的钝化作用，导致文物的腐蚀速率极大加快（图2）。这一发现表明，看似浸泡在脱盐溶液中被保护处理的文物，实际上可能正在经历快速腐蚀。

图 2 预腐蚀铁片和铁锅样品在碱性脱盐溶液中的极化曲线检测结果

本研究采用电化学分析方法发现，在0.1mol/L的氢氧化钠溶液中，氯离子浓度一旦超过355ppm，文物的腐蚀速率将显著增加（图3）。基于此，研究者定义了氯离子阈值，即当脱盐溶液中的氯离子浓度超过此值时，需要及时更换溶液，以防止溶液中过高的氯离子浓度对文物造成‘保护性’破坏。

图 3 预腐蚀铁片和铁锅样品在碱性脱盐溶液中的钝化电流密度

本研究利用电化学方法定量分析了铁质文物在脱盐过程中的腐蚀行为，并提出了脱盐处理中氯离子阈值的概念，为文物保护工作者提供了一个实用的工具，以指导脱盐溶液的更换时机，确保铁质文物在脱盐过程中的安全性和有效性。

文章链接：https://doi.org/10.1080/00393630.2024.2423970

【作者：刘朵 审核：王全玉 编辑：孙士美】