基于连续灰分区间定标模型的生物炭金属含量LIBS检测

摘要

cqvip:为实现应用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术准确检测农业生物炭中主要金属元素含量,并提高检测灵敏度,提出采用高温处理法去除水分、固定碳和有机基体效应的影响。首先获取灰分质量分数在28%~42%范围内具有代表性的66个农业生物炭样品,并选用不同灰分区间间距(14%、7%、3. 5%和2%)对样品集进行划分。当间距设为7%时,样品集的灰分区间被划分为28%~35%(38个样品)和35%~42%(28个样品),对应的高温处理前后各元素含量平均决定系数均大于0. 96。理论上表明,可以利用高温处理后样品光谱信息,并结合原始样品化学信息,构建农业生物炭中主要金属元素含量的连续灰分区间定标模型。通过比较原始样品和高温处理后样品数据集所构建模型的效果,得出高温处理后样品偏最小二乘回归(PLSR)模型的交互验证相对标准偏差明显较低,其预测集的成对T检验显示,LIBS和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定结果无显著性差异。结果表明,高温处理结合连续灰分区间定标模型能够实现农业生物炭中主要金属元素的LIBS同步精确定量分析。