人工智能的应用在酸盐去除过程的建模中,使用零价值铁纳米颗粒装载的氧甲基纤维素
Saloome Sepehri1, Jalal Javadi Moghaddam2, Sima Abdoli3
1Agricultural Engineering Research Institute (AERI), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), P.O. Box 31585-845, Karaj, Iran. sepehri_saloome@yahoo.com.
Environmental geochemistry and health
|June 26, 2024
概括
装有零价值铁纳米颗粒的碳氧甲基纤维素有效地从水中去除酸盐. 预测模型如ANFIS和多项式函数准确地估计了删除效率,节省了时间和资源.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 水溶液中的酸盐污染对环境和健康构成风险.
- 开发高效且具有成本效益的酸盐去除方法至关重要.
- 零价值铁纳米粒子 (nZVI) 显示出对污染物修复的希望.
研究的目的:
- 为了合成和描述载有零价值铁纳米颗粒 (Fe0-CMC) 的碳素甲基纤维素,用于酸盐的降解.
- 在各种实验条件下评估Fe0-CMC在去除酸盐方面的有效性.
- 开发和验证酸盐去除效率的预测模型.
主要方法:
- 使用BET和SEM进行Fe0-CMC纳米复合材料的合成和表征.
- 批量实验通过改变吸附剂剂剂量,接触时间,pH,温度和初始酸盐度来评估酸盐去除效率.
- 机制研究涉及nZVI和酸盐之间的氧化还原反应.
- 开发和培训一个自适应神经模糊推理系统 (ANFIS) 模型,使用稳定偏差量子粒子群集优化算法 (SD-QPSO).
- 用SD-QPSO优化的二次多项式函数用于性能预测的应用.
主要成果:
- Fe0-CMC的特定表面积为39.6m2/g,均分散的nZVI (80nm).
- 酸盐去除效率受pH值,初始酸盐度,吸附剂剂量和温度的影响,确定了最佳条件.
- 主要去除机制涉及氧化还原反应,产生氨作为副产品,随后被去除.
- ANFIS和多项式模型在预测酸盐去除效率方面表现出很高的准确性 (R2 > 0.998).
- 敏感性分析表明,pH值和吸附剂剂量是影响去除效率的最关键因素.
结论:
- Fe0-CMC是一种高效的吸附剂,用于从水溶液中去除酸盐.
- 开发的ANFIS和多项式模型提供了准确和快速的酸盐去除效率预测,性能优于传统的实验室测量.
- 这些模型为优化水处理过程和减少资源支出提供了有价值的工具.
