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基于均匀设计与BP神经网络优化制备SiO2基相变调湿复合材料的预测模型
  • ISSN号:1009-606X
  • 期刊名称:《过程工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU522.1[建筑科学—建筑技术科学]
  • 作者机构:[1]安徽工业大学建筑工程学院,安徽马鞍山243032, [2]中冶宝钢技术服务有限公司,上海201900
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(编号:51206002);高等学校优秀青年人才基金项目(编号:2010SQRL034)
中文摘要:

以SiO2为载体、脂肪酸为相变材料制备SiO2基相变调湿复合材料,运用均匀实验设计结合BP神经网络优化制备参数,对最优材料进行表征,建立了优化制备工艺与综合相变调湿性能的BP神经网络模型.结果表明,最优制备条件为溶液p H值为3.63、超声波功率100 W、去离子水与正硅酸乙酯物质的量比9.71、无水乙醇与正硅酸乙酯物质的量比5.18、脂肪酸与正硅酸乙酯物质的量比0.51;最优SiO2基相变调湿复合材料在相对湿度97.30%时的平衡含湿量为0.3057 g/g,从30℃到15℃的降温时间为1445 s,综合相变调湿性能为1.6014,实验结果与模型预测值吻合较好,相对误差为-1.70%~1.89%.脂肪酸包覆于SiO2的网络孔隙结构中形成最优SiO2基相变调湿复合材料,粒径主要分布在约100 nm.验证了利用二次回归方程对均匀设计实验的分析成果.

英文摘要:

With SiO2 as carrier, fatty acid as phase change material, SiO2-based phase change and humidity storage composites were prepared. The scheme was optimized by uniform design in a combination with BP neural network to optimize preparation of SiO2-based phase change and humidity storage composites. The performance of optimal SiO2-based composites were characterized. The results show that the optimal parameters are solution pH value 3.63, ultrasonic wave power 100 W, molar ratio of deionized water to tetraethyl orthosilicate 9.71, molar ratio of absolute alcohol to tetraethyl orthosilicate 5.18 and molar ratio of fatty acid to tetraethyl orthosilicate 0.51. The optimal equilibrium moisture content under the relative humidity of 97.30% is 0.3057 g/g, cooling time from 30 ~C down to 15 ~C is 1445 s, and overall performance of phase change and humidity storage is 1.6014. The experimental results and the model prediction are in good agreement (relative error is -1.70%-1.89%). The optimal SiO2-based phase change and humidity storage composites form with fatty acid coated on SiO2 network pore structure, and have the particle size distribution at about 100 nm. The above mentioned results verify the analysis with quadratic regression equation on the results obtained in uniform experimental design.

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期刊信息
  • 《过程工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院过程工程研究所
  • 主编:张锁江
  • 地址:北京市海淀区中关村北二街1号过程大厦
  • 邮编:100190
  • 邮箱:CJPE@HOME.IPE.AC.CN GCGC@HOME.IPE.AC.CN
  • 电话:010-62554658
  • 国际标准刊号:ISSN:1009-606X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-4541/TQ
  • 邮发代号:80-297
  • 获奖情况:
  • 国家中文核心期刊,中国科学院核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊,中国科学院优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:11515