Magnetically Recoverable Fe3O4@BNPs@ZnO-ZnS Nanocomposite with Machine Learning Optimization for Enhanced Photocatalytic Water Purification
Notice bibliographique
Résumé
In this study, we developed a magnetically recoverable Fe₃O₄@BNPs@ZnO-ZnS nanocomposite for enhanced photocatalytic degradation of organic pollutants in wastewater, with machine learning (ML) optimization for process prediction.The nanocomposite exhibited superior photocatalytic activity under UV irradiation (10 W), achieving removal efficiencies of 99.7% for trifluralin, 97.2% for dimethoate, and 96.5% for Congo Red within 120 minutes.Compared to traditional ZnO-only catalysts, which typically exhibit <80% removal under similar conditions, the proposed system improves degradation efficiency by up to 25% and shortens equilibrium time by 20-40 minutes.The composite's enhanced performance is attributed to synergistic bandgap tuning and extended charge carrier lifetimes (8.7 ns vs. 2.1 ns in bare ZnO).Characterization techniques, including XRD, FTIR, and FESEM, confirmed successful synthesis and structural integrity.Additionally, machine learning algorithms, including Artificial Neural Network (ANN), Random Forest (RF), and Support Vector Regression (SVR), were trained on experimental data to predict pollutant removal and concentration ratios with high accuracy (R² ≥ 0.96).The nanocomposite also demonstrates excellent magnetic recoverability (<1% catalyst loss per cycle).Notably, these ML models outperformed conventional kinetic models such as Langmuir-Hinshelwood, which generally exhibit lower accuracy (R² ≈ 0.85-0.90)and limited generalizability across varying operational conditions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».