微量金属是纸张纤维素氧化的催化剂！

酸是纤维素水解反应的催化剂，这已为大家所悉知。但是对于纸张中存在的微量金属（最通常是铁），它们对纤维素氧化反应起催化作用却并非为许多人所了解或得到应有的重视。

我们知道，纤维素是由许多葡萄糖脱水聚合而成的高分子化合物，它含有多个羟基。而羟基的存在，使它具有一些特殊的性质。例如，在一定的条件下，氢氧基会发生氧化反应，有的变成醛基（—CHO），有的变成酮基（—CO）或羧基（—COOH），从而产生了一系列与原有纤维素结构不同的物质——氧化纤维素，使纸张的机械强度下降。但是，纸张中若有微量金属（如铁）的存在，则将加速氧化作用的进行。对此汉桑（Hanson）于1939年提出了自己的见解。他在研究中发现，16世纪书的颜色、物理状况，化学成分的差别，可联系为它们含有碳酸钙（CaCO3）的不同，表现为CaCO3的含量从0.44%（从深褐色、脆变的纸张测得）至2.1%（从白色和保存较好的纸张测得），而铁的含量同样是0.06%，并且所有其他因素，包括纤维素含量和其他矿物质组成都是相同的。

根据这些测定，他又发现7份的碳酸钙还不足于保护纸张反抗1份铁的破坏作用，而且在已知400年的纸样中发现，35份碳酸钙：1份铁可产生合适的保护纸张的条件，中等的碳酸钙与铁之比是产生中等纸张的条件。实验结果如下图：

上述两图中，位于上方的斜线表示：当实验纸浆中含有钙、镁化合物经老化处理后得到的结果（这是因为钙、镁化合物，具有钝化金属催化剂如铁的作用），而位于图下方的曲线则表示不含钙、镁化合物纸浆经老化处理后的结果。

那么纸张中含有一定量的铁到底来自何处呢？其主要来自纸张的制备过程，通常是从造纸的用水吸收而来，因为纤维素吸引铁和其他阳离子是物体的一种基本性质。

鉴于纸张中存在少量的像铁这类的微量金属会对纤维素的氧化起催化作用，所以为增加纸张的耐久性，在造纸纸浆水洗过程中，应尽量减少洗涤水中微量金属离子的含量，在造纸加填料时应选用钙、镁一类的化合物，并且要有比较适当的数量；在档案、图书需要水洗去酸时应尽可能使用不含铁离子水，以最大限度地减少微量金属催化纤维素的氧化作用，延长档案、图书的寿命。

以上内容摘自连成叶 / 福建师范大学历史系《纤维素氧化的催化剂——微量金属》一文。