中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

基于激光拉曼光谱的微细粒矿物颜料分析方法研究

朱伟, 徐文静, 沈爱国. 基于激光拉曼光谱的微细粒矿物颜料分析方法研究[J]. 岩矿测试, 2025, 44(2): 189-200. doi: 10.15898/j.ykcs.202403260068
引用本文: 朱伟, 徐文静, 沈爱国. 基于激光拉曼光谱的微细粒矿物颜料分析方法研究[J]. 岩矿测试, 2025, 44(2): 189-200. doi: 10.15898/j.ykcs.202403260068
ZHU Wei, XU Wenjing, SHEN Aiguo. Analysis of Micro-Fine Mineral Pigments Based on Laser Raman Spectroscopy[J]. Rock and Mineral Analysis, 2025, 44(2): 189-200. doi: 10.15898/j.ykcs.202403260068
Citation: ZHU Wei, XU Wenjing, SHEN Aiguo. Analysis of Micro-Fine Mineral Pigments Based on Laser Raman Spectroscopy[J]. Rock and Mineral Analysis, 2025, 44(2): 189-200. doi: 10.15898/j.ykcs.202403260068

基于激光拉曼光谱的微细粒矿物颜料分析方法研究

  • 基金项目: 国家自然科学基金项目(22304137, 22074109);生物质纤维与生态染整湖北省重点实验(武汉纺织大学)开放课题(STRZ202302)
详细信息
    作者简介: 朱伟,博士,副教授,主要从事激光拉曼光谱研究。E-mail:weiz@wtu.edu.cn
    通讯作者: 沈爱国,博士,教授,主要从事激光拉曼光谱研究。E-mail:agshen@wtu.edu.cn
  • 中图分类号: O657.37

Analysis of Micro-Fine Mineral Pigments Based on Laser Raman Spectroscopy

More Information
  • 从古至今,由细微粒矿物(小于18μm)构成的无机矿物颜料被广泛应用于艺术品中,且艺术品的品质由矿物的粒径、种类等因素所决定,建立微区矿物颜料组成、分布的精准且无损的分析方法对于工艺开发、探究时代文化特征等具有重要意义。现有分析方法有颜色鉴定的色彩学分析,但受限于色差或色度而难以直接确定矿物的类别;此外,X射线衍射、扫描电镜-能谱等被应用于矿物成分鉴定,然而此类测试方法对样品有损伤风险、测试过程繁琐等不足,不利于文物保护或样品的再利用。本文基于激光拉曼光谱为微细粒矿物颜料提供无损分析方法,通过对25种常见无机矿物颜料进行532nm、638nm、785nm激光的拉曼光谱测试,建立了25种常见无机矿物颜料的拉曼光谱数据库。随后选用不同色系以及同色系的无机矿物颜料进行拉曼微区成像,在微区中能探测到1μm左右的细微粒矿物,且细微粒矿物颜料的拉曼指纹信息与建立的矿物颜料拉曼光谱数据库完全匹配,这为微细粒矿物颜料的组成和分布提供了精准分析的方法,适用多种微细粒矿物颜料的同时分析。

  • 加载中
  • 图 1  本文所选用的红色系无机矿物拉曼光谱图

    Figure 1. 

    图 2  本文所选用的黄色系无机矿物拉曼光谱图

    Figure 2. 

    图 3  本文所选用的绿色系无机矿物拉曼光谱图

    Figure 3. 

    图 4  本文所选用的蓝色系无机矿物拉曼光谱图

    Figure 4. 

    图 5  本文所选用的白色系无机矿物拉曼光谱图

    Figure 5. 

    图 6  本文所选用的黑色系无机矿物拉曼光谱图

    Figure 6. 

    图 7  不同色系无机矿物的拉曼光谱成像图

    Figure 7. 

    图 8  相同白色系三种无机矿物的拉曼光谱成像图

    Figure 8. 

    表 1  本文所选用的25种无机矿物分类

    Table 1.  The categories of 25 types of inorganic minerals

    矿物颜色矿物名称化学式矿物别名纯度生产厂商
    红色氧化铁
    四氧化三铅
    硫化汞
    Fe2O3
    Pb3O4
    HgS
    赭石
    铅丹
    辰砂
    99.0%
    95.0%
    99.0%
    源叶生物科技有限公司
    阿拉丁试剂有限公司
    阿拉丁试剂有限公司
    黄色铬酸铅
    硫化镉
    一水合氧化铁
    铬酸钡
    氧化铅
    PbCrO4
    CdS
    Fe2O3·H2O
    BaCrO4
    PbO
    铬黄
    镉黄
    赤铁矿
    铬重晶石
    密陀僧、黄丹
    98.0%
    98.0%
    99.9%
    99.0%
    99.9%
    艾览化工科技有限公司
    麦克林生化科技有限公司
    北京百灵威科技有限公司
    艾览化工科技有限公司
    阿拉丁试剂有限公司
    绿色三氧化二铬Cr2O3铬绿99.9%阿拉丁试剂有限公司
    蓝色亚铁氰化铁Fe4[Fe(CN)6]3普鲁士蓝(中国蓝)BS(生物染色剂)麦克林生化科技有限公司
    白色二氧化钛TiO2锐钛矿99.8%迈瑞尔生化科技有限公司
    氧化锌ZnO锌白99.6%毕得医药科技有限公司
    硫化锌ZnS闪锌矿99.0%艾览化工科技有限公司
    三氧化二锑Sb2O3方锑石99.5%阿拉丁试剂有限公司
    二氧化硅SiO2石英AR(分析纯)源叶生物科技有限公司
    氧化铝Al2O3刚玉200~300目麦克林生化科技有限公司
    二氧化锡SnO2锡石99.0%毕得医药科技有限公司
    氢氧化铝Al(OH)3水铝石99.5%阿拉丁试剂有限公司
    氢氧化钙Ca(OH)2羟钙石95.0%麦克林生化科技有限公司
    硫酸钙CaSO4硬石膏97.1%毕得医药科技有限公司
    硫酸钡BaSO4重晶石AR(分析纯)源叶生物科技有限公司
    硫酸镁MgSO4硫苦AR(分析纯)科隆化学品有限公司
    碳酸钡BaCO3碳酸矿99.0%阿拉丁试剂有限公司
    碳酸铅PbCO3白铅矿AR(分析纯)源叶生物科技有限公司
    灰黑色石墨粉C炭精99.9%阿拉丁试剂有限公司
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出版历程
收稿日期:  2024-03-26
修回日期:  2024-06-27
录用日期:  2024-07-04
网络出版日期:  2024-08-07
刊出日期:  2025-03-20

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