Construction and analysis of a database for photocatalytic water splitting from the published articles
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Boğaziçi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2015
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ELİF CAN
Danışman: RAMAZAN YILDIRIM
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
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.