微量生物炭表面酸性官能团质量摩尔浓度定量分析方法

作     者：李崯雪 崔邴晗 尚宏儒 曹永娜 程泽斌 于艳玲 LI Yinxue;CUI Binghan;SHANG Hongru;CAO Yongna;CHENG Zebin;YU Yanling

作者机构：哈尔滨工业大学郑州研究院郑州450000 哈尔滨工业大学化工与化学学院哈尔滨150001 

出 版 物：《哈尔滨工业大学学报》 (Journal of Harbin Institute of Technology)

年 卷 期：2025年第57卷第2期

页      面：65-72页

核心收录：

学科分类：082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFF1300504) 国家自然科学基金(2197020577) 

主　　题：生物炭 表面官能团 酸碱滴定 定量分析方法 

摘      要：表面官能团是生物炭的重要组成部分,其种类与数量对生物炭的性质、性能和应用有很大影响。现有碳材料表面官能团定量分析主要方法为Boehm滴定法,该方法耗炭量大、操作步骤多、耗时长。为此,通过构建质子消耗模型、编写Python程序、进行酸碱滴定实验、调试模型参数,建立一种微量生物炭表面官能团质量摩尔质量摩尔浓度定量分析方法,能够快速测量微量生物炭的表面官能团质量摩尔浓度与对应的酸解离常数p K_(a)。通过调整参数、训练模型,分析此方法适用的生物炭质量范围,发现测试样品质量为50 mg时模型的均方误差E_(MS)0.002,迭代次数设置为20000时模型的E_(MS)0.001,表明测量结果准确度较高。该方法测定的生物炭表面官能团总量与Boehm滴定法的相对误差在2%以内,且生物炭用量缩减95%、测量时间缩短10 h以上、实验操作步骤大幅简化,满足生物炭表面官能团定量分析微量、快速的技术需求。