表1 待脫鹽試樣基本信息

由圖2可見：在前三個輪次(0~72h)脫鹽過程中，真空脫鹽組的脫鹽溶液電導率均高于空白對照組的，電導率最高可達0.75 mS/cm,約為空白對照組的1.36倍，說明真空脫鹽可有效促進鐵質文物中離子的脫出。在脫鹽初期(2~24h)，真空脫鹽組的脫鹽溶液電導率上升速度減緩不明顯，而空白對照組脫鹽溶液電導率的上升速度明顯減慢，說明真空脫鹽能促進脫鹽溶液與鐵質文物內部接觸，從而快速持續脫鹽；而浸泡脫鹽在前24h僅能脫除鐵質文物較表層的鹽分，脫鹽溶液不能滲入鐵質文物內部，導致脫鹽溶液內的離子僅與鐵質文物表面離子趨于平衡，電導率上升較慢。

在隨后的脫鹽過程(72~480h)中，各脫鹽輪次內真空脫鹽組的脫鹽溶液電導率僅在前幾次取樣中出現略大于空白對照組的情況，之后真空脫鹽組的脫鹽溶液電導率基本低于空白對照組的，說明此時真空脫鹽組的鐵質文物內部所剩離子逐漸難以脫除，鐵質文物較空白對照組的更快趨于穩定。

由圖3可見：真空脫鹽組和空白對照組脫鹽溶液中的氯離子均在第一輪脫鹽處理后最高，隨后大幅度降低。尤其是真空脫鹽組，第一輪脫鹽結束時(24h)脫鹽溶液中氯離子質量濃度高達332.89mg/L，而第二輪脫鹽結束時(48h)僅為96.00mg/L，說明氯離子在首輪更易溶出，這與電導率的結果類似，說明鐵質文物中的鹽分主要為Cl-。脫鹽前72h，真空脫鹽組的脫鹽溶液中氯離子含量明顯高于空白對照組的，脫鹽2h氯離子質量濃度便達到88. 11mg/L，相當于同條件下去離子水浸泡脫鹽法的5.32倍，也高于文獻報道的堿液浸泡法、索氏提取法、紙漿包覆法；而72h后，真空脫鹽組與空白對照組的脫鹽溶液中氯離子含量相差不大，部分輪次浸泡脫鹽的脫鹽溶液中氯離子含量大于真空脫鹽組，這說明真空脫鹽組的鐵質文物中氯離子含量降低更快，導致氯離子溶出難度逐漸加大。

圖3 真空脫鹽過程中脫鹽溶液的氯離子含量變化

由表2可見：兩組鐵質文物的氯離子溶出量隨脫鹽輪次增加逐漸降低至趨于穩定，說明鐵質文物中氯含量逐漸降低，氯離子溶出難度加大。其中，前三輪真空脫鹽組的氯離子溶出量遠大于空白對照組的，尤其是第一輪，真空脫鹽組的氯離子溶出量達798.94mg，相當于空白對照組的3.18倍。脫鹽第四輪起，真空脫鹽組的氯離子溶出量開始小于空白對照組的，這與鐵質文物中所剩氯離子含量有關，氯離子剩余含量低，溶出難度提高。但最終，真空脫鹽組的氯離子溶出量為1592.57mg，達到空白對照組的1.60倍。因此，自制真空脫鹽裝置可大幅度提高鐵質文物的氯離子溶出量，即加快鐵質文物的脫鹽速率，且較以往真空脫鹽研究的脫鹽效率有明顯提升。

表2 真空脫鹽組和空白對照組的氯離子溶出量

由圖4和5可見：去離子水真空脫鹽后的鐵條樣品表面變黑，幾乎無其他新的銹蝕出現 ,初步推斷黑色銹蝕為Fe3O4；而空白對照組中去離子水浸泡的鐵條表面整體變黑，大部分區域出現了新的黃色銹蝕。對比去離子水浸泡脫鹽處理結果，去離子水真空脫鹽處理可以抑制新的黃色銹蝕生成。

圖5 空白對照組脫鹽前后鐵條試樣表面形貌

由圖6和7可知，兩種方法脫鹽處理后的鐵鍋試樣均未遭受明顯的破壞，但試樣表面發生了輕微的顏色變化，表現為顏色變深、部分黃色浮銹被去除。

圖6 真空脫鹽組脫鹽前后鐵鍋試樣表面形貌

圖7 空白對照組脫鹽前后鐵鍋試樣表面形貌

真空脫鹽組和空白對照組脫鹽前后鐵質文物的質量變化如表3所示，其中，各組第一個樣品即1-1和2-1均為鐵條切割樣品，其他為鐵鍋殘片。鐵條切割樣品的銹層較薄、基體腐蝕較為輕微，經真空或浸泡脫鹽處理后質量損失率分別為0.19%和0.13%，差別不大。鐵鍋殘片銹層很厚、基體幾乎礦化，空白對照組脫鹽處理后鐵鍋殘片的質量損失率為1.34%~3.07%，不同樣品差別較大，無明顯規律；而經真空脫鹽處理后的鐵鍋殘片質量損失率為2.56%~2.95%，不同樣品差別不大，且對比空白對照組，真空脫鹽的質量損失率在可接受范圍。

由圖8可見：黑色銹蝕TT-1-B在拉曼位移303、393、533 和 717cm-1處出現明顯特征信號，對應物質為β-FeOOH，說明鐵條的薄銹蝕層中存在著Cl-；紅褐色銹蝕TT-1-R在拉曼位移246、370、673cm-1處出現明顯特征峰，對應物質為γ-FeOOH；黃色銹蝕TT-1-Y1和TT-1-Y2分別在拉曼位移209、273、375、494、611cm-1處和678、549cm-1處出現明顯特征信號，可以推斷出α-Fe2O3和Fe3O4的存在。

由圖8還可見：紅褐色銹蝕TG-1-R在拉曼位移302、391和670cm-1處出現的特征峰，可以判定α-FeOOH的存在，同時217、302、391、471、1296cm-1附近的特征峰對應α-Fe2O3；黃色銹蝕TG-1-Y1和TG-1-Y2分別在拉曼位移251、390、680、1298cm-1處和187、218、472cm-1處出現明顯特征信號，可以推斷出γ-FeOOH和S的存在。

圖8 未脫鹽鐵質文物的拉曼光譜測試結果

脫鹽處理后的鐵條試樣通體發黑，僅剩局部的原表面黃褐色銹蝕痕跡TTDV-Y，由圖9可見：拉曼光譜在246、391cm-1處均出現較強峰，分別對應 γ-FeOOH和α-FeOOH。而脫鹽后鐵條銹層表面的黑色銹蝕TTDV-B在670、540cm-1附近出現明顯特征峰，對應Fe3O4 。而鐵鍋試樣表面主要由黑色銹蝕TGDV-B、紅褐色銹蝕TGDV-R和黃褐色銹蝕TGDV-Y組成，根據拉曼光譜曲線的特征峰，分別對應γ-FeOOH、γ-FeOOH和 β-FeOOH。

圖9 真空脫鹽組脫鹽處理后鐵質文物的拉曼光譜測試結果

由圖10可見：空白對照組中脫鹽后鐵條試樣表面廣泛分布著黑 色銹蝕TTDI-B和黃褐色銹蝕TTDI-Y。黑色銹蝕為脫鹽處理后靠近基體的銹蝕，分別在拉曼位移251、658cm-1處出現較強的特征峰，結合382、535cm-1兩個特征峰，對應物質為γ-FeOOH和Fe3O4：而黃褐色銹蝕為鐵條表面新生銹蝕，分別在254、387、658 cm-1和220、277、599cm-1處出現特征峰，對應物質為γ-FeOOH和α-Fe2O3 。在鐵條的拉曼光譜中未發現β-FeOOH，表明鐵條表面的氯在浸泡脫鹽后基本脫除，這與鐵條銹蝕層較薄相關。而鐵鍋文物在去離子水浸泡脫鹽后銹層表面的氯未完全脫除，在黑色銹蝕TGDI-B的拉曼光譜中發現了302、391、719 cm-1處的特征峰，對應β-FeOOH。此外，分別在紅褐色銹蝕TGDI-R和黃色銹蝕TGDI-Y處發現了對應 γ-FeOOH和S的拉曼光譜信號。

圖10 空白對照組脫鹽處理后鐵質文物的拉曼光譜測試結果

綜上所述，以去離子水為脫鹽溶液，分別用兩種脫鹽方法處理后，鐵條試樣表面的含氯物質β-FeOOH均被有效去除。其中，真空法處理后的鐵條試樣由于缺氧條件產生了Fe3O4 , 而浸泡法處理后的鐵條試樣表面還出現了新銹蝕產物 γ-FeOOH和α-Fe2O3，這表明真空脫鹽法可明顯抑制鐵質文物在脫鹽過程中的氧化。然而，兩種方法處理后的鐵鍋試樣表面均留有β-FeOOH，這表明兩種方法處理后氯仍然存在，20d的脫鹽處理脫除的大部分為游離氯離子，這與成小林等的研究結果類似。