光對(duì)庫(kù)房檔案的危害及防治(一)
名詞解釋和基本概念:
光的波動(dòng)性光的粒子性光輻射熱光氧化反應(yīng)光化學(xué)第一定律物質(zhì)基態(tài)和激發(fā)態(tài)光敏劑和光氧化反應(yīng)光裂解
一、光的概念
由發(fā)光體發(fā)射出來的電磁波、輻射線,具有波動(dòng)和粒子兩象性,兩者之間符合德布羅依關(guān)系式:
λ==h / p==h / mv E==hυλ:波長(zhǎng) υ:頻率 v:光速m:質(zhì)量
h:普朗克常數(shù)E:能量
波動(dòng)性:在某種情況下光傳播過程中發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象表現(xiàn)為波動(dòng)性,不同光波間差別只是頻率與波長(zhǎng)的不同。
粒子性:在光電效應(yīng)和光輻射現(xiàn)象中,光主要表現(xiàn)粒子性,是由永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)的微粒(光子)組成的粒子流。光子是以不連續(xù)的一份一份以極大速度傳播能量的一種形式。
紫外線:真空紫外線100——200nm,遠(yuǎn)紫外線200——300nm,近紫外線300——400nm 小于290nm紫外線被O3吸收,不達(dá)到地面。
可見光:
紫外光與可見光相比,其特點(diǎn)是1)波長(zhǎng)短,能量高;2)穿透力較可見光弱,易被檔案材料吸收;3)極容易引起物質(zhì)間高能態(tài)變化和能量的傳遞,導(dǎo)致一系列光化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。
檔案材料最為敏感的是波長(zhǎng)為253.7nm的紫外光,這種光波對(duì)檔案材料的破壞最為嚴(yán)重。
二、光對(duì)檔案制成材料的危害機(jī)理
(一)光化學(xué)反應(yīng)(photochemical reaction)的一般特點(diǎn)
1.光化學(xué)反應(yīng)是激發(fā)態(tài)分子的反應(yīng)
一般物質(zhì)分子處于最低能態(tài)稱基態(tài),物質(zhì)吸收光能后,分子必然由最低能量態(tài)躍遷到高能量態(tài),也就是不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài),這種不穩(wěn)定的能態(tài)需要通過多種理化過程來消耗積累的能量,破壞材料的穩(wěn)定性,因此光化學(xué)反應(yīng)是物質(zhì)分子激發(fā)態(tài)間的反應(yīng)。
2. 物質(zhì)對(duì)光的吸收具有選擇性
物質(zhì)對(duì)光的吸收服從光化學(xué)第一定律:只有被物質(zhì)吸收的光才能有效引起光化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)能否發(fā)生取決于照射光的波長(zhǎng)與被照射物質(zhì)分子變化的能量級(jí)差,只有分子變化的級(jí)差與一定波長(zhǎng)的光的能量相當(dāng)時(shí),物質(zhì)才能吸收光能,引發(fā)光化學(xué)反應(yīng)。這是物質(zhì)對(duì)光的選擇性特點(diǎn)。
E==E2-E1==h c/λ
3.光的波長(zhǎng)越短,其光化學(xué)效應(yīng)越大
常用的檔案制成材料大多有C、H、O、N等元素組成的有機(jī)化合物,這些元素間的鍵能大多在紫外線與部分可見光的能量范圍內(nèi),當(dāng)材料吸收并積累了與鍵能相當(dāng)?shù)墓饽軙r(shí),就有可能造成某些化學(xué)鍵的斷裂。故防光主要是防紫外光。
4.光化學(xué)反應(yīng)具有光敏性
檔案制成材料上某些物質(zhì)如:鹽基染料、木質(zhì)素、填料、金屬離子對(duì)光比較敏感,能量較小的可見光也能使其由基態(tài)躍為激發(fā)態(tài),這些物質(zhì)稱為光敏劑。由于光敏作用(photoactivation ),光敏劑可以把激發(fā)能轉(zhuǎn)給基態(tài)氧使之成為激態(tài)氧,由基態(tài)氧與檔案制成材料發(fā)生光氧化反應(yīng),并生成過氧化物;
光敏劑也可以把能量轉(zhuǎn)給檔案制成材料分子,自身生成游離基,并再與基態(tài)氧生成過氧自由基,過氧自由基再與制成材料發(fā)生反應(yīng)。由于光敏劑的作用,能使物質(zhì)對(duì)光的敏感范圍向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向擴(kuò)展,進(jìn)而引起光化學(xué)反應(yīng),因而可見光也能致害檔案材料。
5.光化學(xué)反應(yīng)具有后效性
光化學(xué)反應(yīng)都伴隨著游離基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),反應(yīng)一旦啟動(dòng),即使材料不再受光的直接輻射,反應(yīng)在暗處仍會(huì)繼續(xù)進(jìn)行,直至激發(fā)能耗盡。
相關(guān)問題:
1.光能對(duì)檔案材料作用機(jī)理和危害是什么?
2.庫(kù)房如何防光?