摘要:為了實(shí)現(xiàn)生物炭表面碳氧元素與活性基團(tuán)的高精快速預(yù)測(cè),基于課題組積累的120組生物炭樣品,,建立了包含生物炭中紅外光譜和表面碳氧元素及其賦存形態(tài)定量表征信息的數(shù)據(jù)集,;采用支持向量機(jī)(SVM)、隨機(jī)森林(RF)機(jī)器學(xué)習(xí)智能建模方法,,結(jié)合區(qū)間偏最小二乘法(IPLS)和主成分分析法(PCA)等特征篩選策略,,構(gòu)建了IPLS+RF、IPLS+SVM,、PCA+RF,、PCA+SVM共4種預(yù)測(cè)模型,實(shí)現(xiàn)了表面碳氧元素含量(S_C,、S_O)以及8種碳氧賦存形態(tài)共計(jì)10個(gè)預(yù)測(cè)目標(biāo)的定量快速預(yù)測(cè),。其中,碳氧賦存形態(tài)有來(lái)自C1s能譜的C=C,、C—C,、C—O、C=O、O=C—O共5種形態(tài)(C_C=C,、C_C—C,、C_C—O、C_C=O,、C_O=C—O)以及來(lái)自O(shè)1s能譜的C=O,、C—O、O=C—O共3種形態(tài)(O_C=O,、O_C—O,、O_O=C—O)。研究結(jié)果表明:生物炭表面碳元素的主要賦存形態(tài)為C_C=C,、O_C—O,生物炭表面氧元素的主要賦存形態(tài)為C_C—O,、C_C=O、C_O=C—O以及O_C=O,;特征波段4000~3464cm-1和1588~650cm-1均包含與生物炭表面碳氧元素含量及其賦存形態(tài)高度相關(guān)的特征信息,,但1588~650cm-1蘊(yùn)含的信息更為豐富;從模型預(yù)測(cè)精度來(lái)看,,IPLS+RF,、IPLS+SVM、PCA+RF,、PCA+SVM這4種預(yù)測(cè)模型均具有良好的預(yù)測(cè)能力,,IPLS+SVM和PCA+SVM尤為突出,對(duì)10個(gè)預(yù)測(cè)目標(biāo)的最優(yōu)模型決定系數(shù)均在093以上,;但從模型穩(wěn)定性和泛化能力來(lái)看,,C_C—C、C_O=C—O,、O_C=O,、O_C—O還有待進(jìn)一步提升。