Predicting Extraction Selectivity of Acetic Acid in Pervaporation by Machine Learning Models with Data Leakage Management

醋酸 渗透汽化 泄漏(经济) 萃取(化学) 随机性 均方误差 化学 计算机科学 色谱法 数学 有机化学 统计 宏观经济学 经济 生物化学 渗透
作者
Meiqi Yang,Jun‐Jie Zhu,Allyson L. McGaughey,Sunxiang Zheng,Rodney D. Priestley,Zhiyong Jason Ren
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:57 (14): 5934-5946 被引量:60
标识
DOI:10.1021/acs.est.2c06382
摘要

The extraction of acetic acid and other carboxylic acids from water is an emerging separation need as they are increasingly produced from waste organics and CO2 during carbon valorization. However, the traditional experimental approach can be slow and expensive, and machine learning (ML) may provide new insights and guidance in membrane development for organic acid extraction. In this study, we collected extensive literature data and developed the first ML models for predicting separation factors between acetic acid and water in pervaporation with polymers' properties, membrane morphology, fabrication parameters, and operating conditions. Importantly, we assessed seed randomness and data leakage problems during model development, which have been overlooked in ML studies but will result in over-optimistic results and misinterpreted variable importance. With proper data leakage management, we established a robust model and achieved a root-mean-square error of 0.515 using the CatBoost regression model. In addition, the prediction model was interpreted to elucidate the variables' importance, where the mass ratio was the topmost significant variable in predicting separation factors. In addition, polymers' concentration and membranes' effective area contributed to information leakage. These results demonstrate ML models' advances in membrane design and fabrication and the importance of vigorous model validation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
ClarkLee完成签到,获得积分10
2秒前
乐乐应助研友_RLNXOZ采纳,获得10
2秒前
知行合一完成签到,获得积分10
2秒前
Cold-Drink-Shop完成签到,获得积分0
3秒前
qiuxiali123完成签到,获得积分10
3秒前
manmanzhong完成签到 ,获得积分10
4秒前
YYU完成签到 ,获得积分10
5秒前
cxqygdn完成签到,获得积分10
9秒前
13秒前
14秒前
李健的小迷弟应助彦成采纳,获得10
14秒前
DKX完成签到 ,获得积分10
16秒前
Anthone发布了新的文献求助10
16秒前
22秒前
酒尚温完成签到,获得积分10
23秒前
25秒前
ken131完成签到 ,获得积分0
26秒前
Horizon完成签到 ,获得积分10
27秒前
彦成发布了新的文献求助10
27秒前
热心市民完成签到 ,获得积分10
30秒前
bkagyin应助胖秋采纳,获得10
31秒前
32秒前
33秒前
无情的聋五完成签到 ,获得积分10
34秒前
小宇完成签到,获得积分10
38秒前
hdc12138发布了新的文献求助10
39秒前
祖康发布了新的文献求助10
39秒前
Wang666完成签到 ,获得积分10
40秒前
ZZZ发布了新的文献求助30
41秒前
迷路的白开水完成签到 ,获得积分10
41秒前
木木完成签到 ,获得积分10
42秒前
酒尚温发布了新的文献求助20
42秒前
MM完成签到,获得积分10
43秒前
44秒前
刘瑶龙完成签到 ,获得积分10
46秒前
佳言2009完成签到 ,获得积分10
48秒前
及时雨完成签到 ,获得积分10
49秒前
nyg1234发布了新的文献求助10
49秒前
苹果姐完成签到 ,获得积分10
52秒前
qwe完成签到,获得积分10
52秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6523260
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8316260
关于积分的说明 17793850
捐赠科研通 5625232
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2928180
邀请新用户注册赠送积分活动 1904876
关于科研通互助平台的介绍 1765054