01 / RESEARCH QUESTION

研究问题

615条记录覆盖CTA与TFC膜,比较12种模型,分析膜与污染物性质的共同作用。

融合膜性质与污染物分子特征,建立有机微污染物截留的可解释预测流程。
02 / METHODS

研究思路与图1

图1 正渗透有机微污染物去除的可解释建模框架

图1a 研究对象

收集商业正渗透膜去除有机微污染物的文献数据,关联膜性质、分子性质与截留性能。

图1b 模型开发

按80:20划分训练与测试数据,结合五折交叉验证和网格搜索建立XGBoost等模型。

图1c 作用因素解释

通过相关分析、PDP和SHAP,分析分子尺寸、疏水性、水通量与电荷等因素。

数据。615条记录覆盖CTA与TFC膜体系,比较12种回归模型,采用训练测试划分、五折交叉验证及重复随机划分评价预测表现。

03 / FINDINGS

核心结果

XGBoost测试R²为0.90,RMSE为7.939个百分点;六输入简化模型R²为0.84。解释分析展示分子尺寸、水通量和溶质疏水性对预测的贡献。

模型比较与预测结果(原图4)
特征贡献与响应关系(原图6)
04 / GLOSSARY

术语说明

SHAP
SHapley Additive exPlanations|夏普利加性解释:量化特征对模型预测的贡献。
R²
决定系数:衡量模型对目标变量变化的解释程度。
RMSE
Root Mean Square Error|均方根误差:预测误差的量级,单位随目标变量而定。
LMH
L·m⁻²·h⁻¹|每平方米膜面积每小时通过的液体升数,是体积通量单位。
PDP
Partial Dependence Plot|部分依赖图:展示模型平均响应。
XGBoost
Extreme Gradient Boosting|极端梯度提升。
TFC
Thin-Film Composite|薄膜复合膜。
CTA
Cellulose Triacetate|三醋酸纤维素。
05 / REFERENCE

论文来源

Jinyun Liu 等

Data-driven modeling and explainable optimization of organic micropollutant removal in forward osmosis membranes

Journal of Environmental Chemical Engineering 14 (2026) 120805

DOI: 10.1016/j.jece.2025.120805 ↗

图表来源:上述论文原图。研究解读据科研成果汇报材料整理;模型候选设计与实验验证结果按原文区分。

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