利用平行因子分析(PARAFAC)解析和表征激光诱导击穿光谱(LIBS)：一种促进废弃电器电子产品(WEEE)回收过程的数据与光谱干扰处理新方法

摘要： 采用激光诱导击穿光谱（LIBS）技术对硬盘印刷电路板（PCB）中的基础元素（铝和铜）及贵金属元素（金和银）进行表征。将PCB切割为77个碎片，每个碎片通过LIBS获取4行×4列的矩阵数据，矩阵各点采集10次激光脉冲。针对每种元素选取包含特征发射线的光谱区间，运用平行因子分析（PARAFAC）建立数据模型。LIBS光谱本为二维数据，本研究将深度信息作为第三维度，形成"样品×变量（发射线）×深度（1-10次激光脉冲）"的三维数据集。PARAFAC能将光谱干扰与待测元素发射线分离至不同组分，从而消除共存物质的信号干扰。通过目标组分的得分值（相对浓度，第一模式）绘制浓度着色PCB分布图，可直观显示元素主要分布区域。进一步利用PARAFAC去除干扰物后，采用偏最小二乘判别分析（PLSDA）建立金、银分类模型，在校准集、交叉验证集及验证集上均获得优异性能指标（准确率0.94-0.98）。该研究证实PARAFAC与LIBS光谱联用具有重要价值，为LIBS技术领域及城市采矿研究提供了重要贡献。