Construction and analysis of a database for photocatalytic water splitting from the published articles
Yayınlanmış makalelerden suyun fotokatalitik ayrıştırılması ile ilgili veri tabanı oluşturulması ve analizi
- Tez No: 409292
- Danışmanlar: PROF. DR. RAMAZAN YILDIRIM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 132
Özet
Bu tezin amacı suyun fotokatalitik olarak ayrıştırılıp hidrojen üretilmesi ile ilgili literatürde yer alan makaleleri inceleyerek kapsamlı bir veritabanı oluşturmak ve bu veri tabanından bilgi çıkarımı yapıp, daha önce yapılmamış bir deneyin sonucunu tahmin etmeye çalışmaktır. 129 farklı makaleden toplam 6378 örnek toplanmış ve bu veritabanı 4 anlamlı alt kümeye ayrılmıştır (UV ışığıyla TiO2, görünür ışıkla TiO2, ABO3 ve ABS3 perovskitleri kullanılarak yapılan çalışmalar). Hatalı ve tutarsız verileri çıkarıp, eksik verileri tamamlamak, ayrıca anlamsız değişkenleri elemek amacıyla her alt küme modellenmeden önce ön işleme tabi tutulmuştur. Katalitik özellikler, hazırlama yöntemleri ve operasyon koşulları gibi giriş değişkenleri kullanılarak, sonuç değişkeni olarak belirlenen hidrojen üretim oranı (µmol/g-kat/s) tahmin edilmeye çalışılmıştır. R yazılım programının içerdiği farklı fonksiyonlar kullanılarak doğrusal regresyon, yapay sinir ağı, rastgele orman ve temel bileşen analizi metodları her alt kümeye uygulanmıştır. Her algoritma için çeşitli parametreler, en iyi sonucu veren modeli bulana kadar belirli aralıklar içinde değiştirilmiştir. Elde edilen modeller standard hata, karesel ortalama hata ve determinasyon katsayılarına göre değerlendirilmiştir. Bütün modeller arasında en iyi sonuca her zaman için rastgele orman algoritması ile ulaşılmıştır. Bu algoritma sonucunda hesaplanan standard hata, karesel ortalama hata ve determinasyon katsayı aralıkları sırasıyla şöyledir; 0.08 – 0.42, 0.17 – 0.61 ve 0.64 – 0.97. Yapay sinir ağı algoritması genel olarak daha başarısız sonuçlar vermiş olsa da titanyum bazlı fotokatalizörlerde“rastgele orman”modeline yakın souçlar elde edilmiştir. Modelin başarısını ölçmek amacıyla kalıntı değer analizi ve 10 katlı çapraz geçerlilik sınaması da uygulanmıştır. Elde edilen veritabanından mümkün olduğu kadar fazla bilgi çıkarabilmek amacıyla girdi önem analizi ve duyarlılık analizi her bir alt kümeye uygulanmıştır. Titanyum bazlı fotokatalizörlerle hazırlanmış veritabanıyla yapılan modellerde katalitik özellikler (enerji bant aralığı, yüzey alanı ve parçacık boyutu) daha önemli, perovskit tipi fotokatalizörler kullanılarak oluşturulan modellerde operasyon koşullarının daha önemli olduğu anlaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
The aim of this thesis was to develop a comprehensive database from published articles about photocatalytic water splitting oin literature, then to extract knowledge and to examine whether the results of an unperformed experiment could be estimated or not. Total number of instances gathered was 6378 from 129 different articles; later this large database was divided into 4 major subsets to improve the effectiveness of the analysis performed, these subsets included data about UV over TiO2, visible light over TiO2, ABO3 perovskites and ABS3 perovskites The database was gone through a pre-processing step to eliminate noisy instances, filling missing values and reducing number of dimensions or size of data while keeping its content. The hydrogen production rate (µmol/g-cat/h) was selected as the output variable and tried to be estimated by using several input variables such as semiconducting material, preparation methods, catalytic properties, or operational variables. Linear regression, artificial neural network, random forest and principal component analysis were applied to each dataset by using libraries and functions of“R”. The parameters of each algorithm were changed within a certain intervals to find optimum conditions for best modeling. The models developed were evaluated using their standard error, root mean squared error and r-squared values. To evaluate model performances, 10-fold cross validation and standardized residual error analysis were performed. The best results were achieved with random forest algorithm for all subsets; the absolute error, rmse, and r-squared values were in the range of, 0.08 - 0.42, 0.17 - 0.61, and 0.64 - 0.97 respectively. In general, the error were scattered randomly, but some outliers were detected in subsets. The input significance and sensitivity analysis were also applied to subsets to extract more information. Catalytic variables (band gap, surface area, and particle size) were found as deterministic in titanium based photocatalysts whereas operational variables were more significant for hydrogen evolution over perovskite based photocatalysts.
Benzer Tezler
- Sulak alanların uzaktan algılama ve coğrafi bilgi sistemleri ile irdelenmesi: Akgöl örneği
Analysis of wetlands using remote sensing and geographic information systems: Akgol sample
ADALET DERVİŞOĞLU
Doktora
Türkçe
2018
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEBİYE MUSAOĞLU
- Türkiye'de kentsel dönüşüm uygulamaları için matematiksel bir model önerisi
A mathematical model suggestion for urban transformation in Turkey
HALİL İBRAHİM POLAT
- Kıyı yapısı inşaatları için iş güvenliği risk yönetim sistemi
Occupational safety risk management system for coastal structure construction
DİNÇER İNANÇ YILMAZ
Doktora
Türkçe
2024
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DENİZ ARTAN
- İnşaat firmalarında bilgi yönetimi
Başlık çevirisi yok
AHMET ALTUNBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBina Yapım Yönetimi Bilim Dalı
PROF. DR. YILDIZ SEY
- Yeniden kullanılan endüstri tesislerinde yeni işlev ile yapı alt sistemlerinde görülen müdahaleler arasındaki ilişkinin Türkiye'deki örnekler üzerinden incelenmesi
Examining the relationship between new function in reused industrial facilities and interventions in building sub-systems on the case of Turkey
HATİCE YASEMİN ÇAKIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FETHİYE ECEM EDİS