当光线背叛色彩：碱性介质中历史染料茜素的光降解机制研究

本文聚焦历史染料茜素（alizarin）在碱性介质中的光降解机制，通过EPR（电子顺磁共振）和HPLC-UV-MS（高效液相色谱-紫外-质谱联用）技术鉴定自由基中间体（如•OH）和降解产物（如M/z=180等），揭示pH值、溶剂和光源波长对光降解途径的影响，为文化遗产保护（如《巴约挂毯》）、工业染色工艺优化及废水处理提供理论依据。

　　

Highlight

当光线背叛色彩：碱性介质中历史染料茜素的光降解机制研究

加速光降解实验

天然染料在光照下的褪色过程可能持续数天至数年。我们采用三种人工光源（氙灯、UVA和可见光）进行加速光降解实验。氙灯选用SUNTEST XLS+日光模式（无滤光片），波长范围300-800nm，光强50mW/cm²，通过控制冷却系统保持恒温。（具体光谱分布见补充材料S1&S2）

讨论与结果

本研究采用阶梯式分析策略：首先探究溶剂对光降解机制的影响；随后以水溶性更强的茜素类似物为模型，评估不同光源下的光褪色行为；最终聚焦原生茜素的紫色碱式形态（pH=12），通过HPLC-UV-MS鉴定主要降解产物，并利用EPR（电子顺磁共振）技术追踪活性氧自由基的参与过程。

结论

本研究系统揭示了茜素在碱性水溶液（pH=12）中的光降解路径。实验证实环境因素（pH、溶剂、光源）会显著影响降解动力学：在碱性介质中，光激发产生的电荷载体（e^-/h⁺）与O₂反应生成羟基自由基（•OH），进而引发氧化链式反应。这些发现为延缓文化遗产褪色、优化工业染色参数提供了分子层面的理论支撑。