01 / RESEARCH QUESTION

研究问题

267条记录、7个输入,研究电极面积、载量、浓度及运行条件对容量的影响。

围绕电极与运行参数建立重金属电吸附容量模型,为CDI条件筛选提供数据支持。
02 / METHODS

研究思路与图1

图1 CDI重金属去除的建模与解释框架

图1a 电吸附与数据

施加电压后,多孔电极吸附水中离子。整理电极面积、载量及溶液和运行条件。

图1b 训练与检验

比较交叉验证、80:20与70/15/15划分,通过测试集和残差分布评价容量预测表现。

图1c 条件分析

用SHAP、PDP与ALE识别主要影响因素及非线性区间,支持电极和运行条件选择。

数据。267条记录包含电极几何面积、面载量、电压、时间、pH、初始浓度和离子摩尔质量7个输入,目标容量采用log1p变换。

03 / FINDINGS

核心结果

70/15/15划分下,XGBoost测试R²为0.9327,变换尺度上的RMSE为0.3106。可解释分析展示浓度、面积、载量和电压与容量预测之间的非线性关系。

80:20划分的预测结果(原图3)
电吸附容量的关键影响因素(原图5)
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。
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。
CDI
Capacitive Deionization|电容去离子。
05 / REFERENCE

论文来源

Chenxu Dai 等

Interpretable machine learning for elucidating electrosorption mechanisms and optimizing heavy metal removal in capacitive deionization

Journal of Environmental Chemical Engineering 14 (2026) 124832

DOI: 10.1016/j.jece.2026.124832 ↗

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。

← 返回成果目录下一篇:盐吸附容量与吸附速率联合优化 →