[发明专利]一种分析鉴别生物炭种类的方法

摘要

本发明提供一种分析鉴别生物炭种类的方法，该方法准确性高、重复性好，可以准确地鉴别生物炭的种类，有利于根据使用需要准确挑选符合要求的生物炭；本发明还提供一种用于吸附重金属的生物炭组合物，由生物炭、交联羧甲基淀粉、丙烯碳酸酯、硅酸铝、邻苯二甲酸醋酸纤维素和三乙二醇二硬脂酯制备而成，该生物炭组合物在吸附重金属离子方面性能优良，并且吸附各种不同重金属离子的效果均较为理想，可广泛用于水源和土壤的净化。

主权项

一种分析鉴别生物炭种类的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)收集已知不同种类的生物炭，测试各种生物炭的各项理化性能，每种生物炭的每一项理化性能测试5‑10个样本，并计算出同一品种生物炭不同样本的每一项理化性能的平均值；(2)使用红外光谱仪扫描各种生物炭的样本，获得每种生物炭的红外光谱图，分析得到每种生物炭中所含有的化学官能团的种类以及各种化学官能团在该种生物炭中的相对百分含量；(3)将各种生物炭的品种名称、各项理化性能的平均值、所含有的化学官能团的种类和各种化学官能团的相对百分含量制作成差异统计表；(4)对每种生物炭的各项理化性能平均值及其所含各种化学官能团的相对百分含量进行主成分分析，按主成分方差贡献率大小，取所述的贡献率最大的前三个主成分Z₁、Z₂、Z₃，使用p个变量来描述每种生物炭的各项理化性能平均值及其所含各种化学官能团的相对百分含量，分别用X₁、X₂…X_p表示，X_p表示第p个变量的值，使用SPSS软件对数据进行处理分析，得到前三个主成分的负荷系数u_ij，其中i＝1、2、3,j＝1、2…p，并按照下式计算各主成分的得分：Z₁＝u₁₁X₁+u₁₂X₂+u₁₃X₃+……+u_1pX_p；Z₂＝u₂₁X₁+u₂₂X₂+u₂₃X₃+……+u_2pX_p；Z₃＝u₃₁X₁+u₃₂X₂+u₃₃X₃+……+u_3pX_p；根据计算出的前三个主成分Z₁、Z₂、Z₃，得到每种生物炭的三维中心坐标为Z_k＝(Z_k,1,Z_k,2,Z_k,3)^t；(5)测试待鉴别生物炭的各项理化性能，使用红外光谱仪扫描待鉴别生物炭的样本，获得待鉴别生物炭样本的红外光谱图，分析得到待鉴别生物炭中所含有的化学官能团的种类以及各种化学官能团在待鉴别生物炭中的相对百分含量；(6)将待鉴别生物炭的各项理化性能、所含有的化学官能团的种类以及各种化学官能团的相对百分含量与步骤(3)制作的差异统计表中的各种生物炭的相关性能数据进行比对，如果待鉴别生物炭的各项理化性能、所含有的化学官能团的种类以及各种化学官能团的相对百分含量与所述差异统计表的其中一种生物炭的相应性能数据均相同或者处于测量误差范围内，即可将待鉴别生物炭样本归类到相应的生物炭品种；(7)对经过步骤(6)不能进行准确归类的待鉴别生物炭，将其各项理化性能及其所含各种化学官能团的相对百分含量进行主成分分析，按主成分方差贡献率大小，取所述的贡献率最大的前三个主成分Z₁、Z₂、Z₃，方法同步骤(4)；计算各主成分的得分值，从而得到待鉴别生物炭样本的三维中心坐标；计算待鉴别生物炭样本与每一品种的三维中心坐标之间的马氏距离；根据待鉴别生物炭样本到每一品种三维中心坐标之间的最小马氏距离，将待鉴别生物炭样本归类到相应的生物炭品种。