古建木构件化学组分近红外光谱分析

符瑞云，张文博,2*，黎冬青，张厚江

(1.北京林业大学材料科学与技术学院，北京 100083;2.北京林业大学木材无损检测国际联合研究所，北京 100083;3.北京市文物建筑保护设计所，北京 100050;4.北京林业大学工学院，北京 100083)

自然环境下长期使用的古建筑木构件变形、腐朽、化学组分降解等严重影响着木构件的使用性能，这与木材内部化学组分的变化密切相关。而木材的化学组分和结构影响木材的力学性质，是评价木建筑安全性和健康状况诊断的关键因子。一般采用常规的化学组分定量分析、红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、热重分析等方法，结合力学测试对木构件进行定量分析的基础上，对木构件的老化状况进行评估。然而，此类方法均需经过取样、磨粉、制样等对试样破坏性制备的过程，通常只适用于实验室分析，且只能在维修之际，从拆卸的木构件中取样以实现对木建筑安全性的评价，对于木建筑健康状况的日常监测和管理存在困难。

近红外光谱(NIRS)指波长介于可见光与红外光之间的光谱(波数4 000～12 500 cm-1)总称，主要反映物质中基团电子跃迁基频的倍频及合频信息，适用于含有大量羟基、甲基、氨基等含氢基团有机物的研究与分析。NIRS具有穿透性好、检测速度快，无须制样等特点，在农产品、环境、医药化工等领域发挥着积极的作用。在木材科学技术研究领域，NIRS被广泛应用于木材及木质材料的水分和密度、干缩湿胀、材色、力学性质、化学组分等的定量评价方面[1-6]，而通过NIRS对于木材进行定性分析的研究则不多见。……