基于BP神经网络优化制备Cu-Ce/TiO_2及其光催化活性研究

采用Cu和Ce对TiO2进行改性,基于正交实验设计和BP神经网络研究了Cu-Ce/TiO2中Cu-Ce对TiO2的摩尔百分数、Cu-Ce/TiO2中CuCe摩尔比及Cu-Ce/TiO2烧结温度对Cu-Ce/TiO2光催化降解甲醛溶液性能的影响.同时,对Cu-Ce/TiO2制备方案进行了优化,并运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和紫外-可见分光光度计对最佳条件下制备的Cu-Ce/TiO2进行表征.结果表明,优化的制备条件为Cu-Ce/TiO2中Cu-Ce对TiO2的摩尔百分数为2.88%,Cu-Ce/TiO2中Cu-Ce的摩尔比为1∶1,Cu-Ce/TiO2的烧结温度为570℃.共掺杂Cu离子和Ce离子能有效避免掺杂TiO2晶格内部表层和近表层产生较多的位错,从而抑制晶格畸变增大;诱导TiO2中锐钛矿型晶体向金红石型晶体转变的能力增强,有效抑制电子-空穴对的复合,产生介电局域效应.     

基于正交实验设计制备Cu-Ce/TiO2的多元非线性回归分析

采用过渡金属Cu和稀土金属Ce对TiO2进行改性。运用正交实验设计TiO2的改性方案。以Cu-Ce掺杂负载量、Cu-Ce摩尔比和烧结温度为正交实验设计因子,以光催化甲醛溶液的降解效率为目标因子,编制正交设计表。同时运用多元非线性回归模型,建立多元非线性拟合数学关系方程。结果表明,将正交实验设计方法与多元非线性回归模型相结合,不仅可以弥补正交实验设计的不足,提高实验设计的可靠性,而且实现对各实验各影响因素由定性分析向定量分析转变,有利于高性能纳米光催化材料的制备与性能分析。