Đã nghiên cứu lý thuyết về phương pháp hồi quy đa biến tuyến tính sử dụng mạng nơron nhân tạo, phương pháp phân tích thành phần chính nhằm giảm kích thước tập số liệu, đưa ra được các thuật toán và lập trình tìm ra số cấu tử chính, mô hình mạng nơron nhân tạo tối ưu để tính nồng độ các cấu tử trong hỗn hợp cần phân tích. Đặc biệt đây là công trình đầu tiên tại Việt Nam đã ứng dụng phần mềm MATLAB trong việc lập mô hình mạng nơron nhân tạo và mạng nơron nhân tạo giải bài toán xác định đồng thời các chất không có tính cộng tính bằng phương pháp trắc quang. Đã ứng dụng mô hình mạng nơron nhân tạo kết hợp với hồi quy thành phần chính và tìm ra mô hình hồi quy tối ưu xác định đồng thời ion kim loại Cd2+, Co2+, Cu2+, Ni2+, Pb2+ nhờ giảm kích thước tập số liệu từ 151 bước sóng xuống chỉ còn 2 cấu tử chính mà không làm mất đi lượng thông tin có trong tập dữ liệu. Mạng lan truyền thẳng (MLP) với 2 nơron lớp nhập, 4 lớp ẩn, mỗi lớp ẩn có 100 nơron, 5 nơron lớp xuất tương ứng với nồng độ của 5 ion Cd2+, Co2+, Cu2+, Ni2+, Pb2+ , kết quả thu được có sai số rất thấp (dưới 5%), giảm thời gian luyện mạng ANN từ 55 phút xuống còn 5 phút 46 giây M ÐÂU Hien nay, s phát trien không ngng ca khoa hc ki thuat ðòi hi các phýõng pháp hoá phân tích phi ðáp ng ðýc kh nang phân tích nhanh, chính xác và có ðo nhy cao. Trong sô các phýõng pháp phân tích công c thì trac quang là phýõng pháp pho biên ðýc s dng rong rãi trong các phòng thí nghiem. Tuy nhiên, do dung dch phân tích thýng có thành phân nên phc tp, có nhiêu yêu tô to phc, pho hâp th ca các câu t xen ph nhau làm nh hýng ðên kêt qu phân tích. Do ðó, ðe phân tích các dung dch hon hp này thýng phi tách riêng tng câu t hoac dùng chât che ðe loi tr nh hýng rôi xác ðnh chúng nên quy trình phân tích rât phc tp, tôn thi gian phân tích thuôc th và hoá chât ðe x lý mau, ðông thi de có hien týng làm nhiem ban hóa chât. Mot trong nh$ng hýng nghiên cu mi ðe xác ðnh ðông thi nhiêu câu t trong cùng hon hp là kêt hp vi ki thuat tính toán, thông kê và ðô th (chemometrics) nham tang ðo chính xác ca kêt qu phân tích. Rât nhiêu công trình nghiên cu ðã áp dng các phýõng pháp sai phân, phýõng pháp pho ðo hàm, phýõng pháp bình phýõng tôi thieu, phýõng pháp lc Kalmal, các phýõng pháp phân tích hôi quy ða biên tuyên tính, phýõng pháp hôi quy ða biên phi tuyên tính ðe xác ðnh ðông thi các chât trong cùng hon hp. Ýu ðiem ca các phýõng pháp này là quy trình phân tích ðõn gin, phân tích nhanh, tôn ít thuôc th và hoá chât, tang ðo chính xác. Ðac biet, nêu trong hon hp có thành phân nên phc tp hoac có các câu t týõng tác vi nhau làm mât tính chât cong tính tín hieu ðo thì mô hình hôi quy ða biên phi tuyên tính s dng mng nõron nhân to se làm tang tính chính xác ca kêt qu phân tích lên rât nhiêu. Ðiêu ðac biet, càng nhiêu d$ lieu phân tích thì mô hình se cho kêt qu phân tích càng chính xác, tuy nhiên, nêu kích thýc tap d$ lieu phân tích quá ln se dan ðên viec mât nhiêu thi gian x lí ðôi khi chýõng trình tính toán b dng li vì không x lí ðýc lýng sô lieu khong lô ðó. Trong trýng hp này, phýõng pháp phân tích thành phân chính (PCA) ðýc s dng trýc tiên ðe làm gim kích thýc tap sô lieu mà không làm mât ði lýng thông tin cha trong tap d$ lieu ban ðâu. Ðây ðýc xem là thuat toán hieu qu nhât xác ðnh ðông thi nhiêu chât mà tín hieu ðo không có tính cong tính hoac b nh hýng bi lýng thuôc th dý. & Viet Nam, ðã có mot sô công trình xác ðnh ðông thi các chât áp dng thuat toán hôi quy ða biên phi tuyên tính s dng mng nõron nhân to nhýng dùng phân mêm Pascal ðe lap trình tính toán hoac chýõng trình mua ca nýc ngoài viêt Vò Quúnh Thu Cao häc K18 Khoa Hãa häc-Trêng §HKHTN LuËn v¨n Th¹c sÜ 6 trên ngôn ng$ Visual Basic hoac C+. Phân mêm Pascal hoac các phân mêm khác ðòi hi ngýi s dng phi rât am hieu vê toán hc mi có the lap trình, còn nêu mua rât ðat, ðông thi mât rât nhiêu thi gian ðe s dng. Gân ðây, phân mêm MATLAB- mot phân mêm rât mnh vê các phép tính ma tran ðang ðýc s dng trong tât c các ngành khoa hc nghiên cu vê xã hoi, t nhiên ðe gii quyêt các vân ðê thc tê phc tp mot cách hieu qu. Vài nam gân ðây, mot sô hc viên cao hc ca bo môn phân tích ðã bo ve thành công luan án Thc si trên cõ s hoàn thien các thuat toán hôi qui ða biên tuyên tính bang phân mêm MATLAB. Tuy nhiên, chýa có công trình nào áp dng phýõng pháp phân tích thành phân chính kêt hp mng nõron nhân to s dng phân mêm MATLAB trong hoá phân tích Viet Nam hien nay. Vi mc ðích ðóng góp vào viec ng dng phân mêm MATLAB trong nghiên cu và ging dy hoá phân tích Viet Nam, chúng tôi ðã s dng phân mêm này ðe lap trình phýõng pháp phân tích thành phân chính (PCA) kêt hp vi mng nõron nhân to ðe xác ðnh ðông thi các câu t trong cùng hon hp. Phýõng pháp này ðã ðýc áp dng thành công ðe xác ðnh ðông thi Co, Cd, Ni, Cu, Pb trong mau t to. Viec s dng phân mêm MATLAB kêt hp vi các ki thuat Chemometrics m ra kh nang phân tích nhanh, ðông thi rât nhiêu chât trong cùng hon hp bang phýõng pháp trac quang vi ðo chính xác cao. MC LC MC LC .2 BNG KÍ HIEU NHNG CH VIÊT TAT .4 M ÐÂU .5 Chýõng I: TONG QUAN 7 1.1. Tong quan vê các nguyên tô Cu, Pb, Cd, Co, Ni [13] .7 1.1.1. Trng thái hp chât ng dng trong phân tích trac quang 7 1.1.2. Các phýõng pháp phân tích quang hc xác ðnh riêng re Co, Cd, Ni, Cu, Pb . 8 1.1.2.1. Phýõng pháp pho hâp th nguyên t (AAS) .8 1.1.2.2. Phýõng pháp trac quang .9 1.1.3. Gii thieu chung vê thuôc th PAR . 10 1.2. Phýõng pháp trac quang kêt hp vi chemometrics xác ðnh ðông thi các nguyên tô Co, Cd, Ni, Cu, Pb .13 1.2.1. Phýõng pháp trac quang kêt hp vi hôi qui ða biên tuyên tính . 13 1.2.2. Phýõng pháp hôi qui ða biên phi tuyên tính xác ðnh ðông thi các chât 14 1.2.2.1. Phýõng pháp mng noron nhân to (ANN) 14 1.2.2.2. Phýõng pháp phân tích thành phân chính (PCA). 25 1.2.2.3. Phýõng pháp mng nõron nhân to kêt hp vi phân tích thành phân chính xác ðnh ðông thi các chât. 27 1.3. Phân mêm Matlab( Matrix in laboratory) .29 Chýõng II: THC NGHIEM 31 2.1. Noi dung và phýõng pháp nghiên cu 31 2.1.1. Phýõng pháp nghiên cu . 31 2.1.2. Noi dung nghiên cu. 32 2.2. Hóa chât, dng c, thí nghiem. .32 2.2.1. Hóa chât . 32 2.2.2 Dng c và thiêt b . 33 2.3. Cách tiên hành thc nghiem .34 Chýõng III: KÊT QU VÀ THO LUAN .35 3.1. Kho sát các ðiêu kien tôi ýu to phc màu ca 5 câu t vi thuôc th PAR .35 3.1.1. S ph thuoc ðo hâp th quang vào býc sóng . 35 3.1.2. nh hýng ca pH 36 3.1.3. Ðo bên phc màu theo thi gian. 38 3.1.4. nh hýng ca lýng thuôc th dý ðên kh nang to phc màu. 38 3.1.5. Kho sát s ph thuoc ca ðo hâp th quang ca tng phc màu vào nông ðo ion kim loi . 40 Vò Quúnh Thu Cao häc K18 Khoa Hãa häc-Trêng §HKHTN LuËn v¨n Th¹c sÜ 3 3.2. Nghiên cu phýõng pháp mng nõron nhân to ANN xác ðnh ðông thi các câu t trong dung dch .44 3.2.1. Xây dng ma tran nông ðo và ma tran ðo hâp th quang ca dung dch chuan và dung dch kiem tra 44 3.2.2. Xây dng mô hình ANN tôi ýu xác ðnh ðông thi 5 ion kim loi 45 3.2.2. Xây dng thuat toán loi tr giá tr ðo bât thýng (outlier) 51 3.3. Phýõng pháp mng noron nhân to kêt hp vi hôi quy thành phân chính (PCR-ANN) xác ðnh ðông thi 5 câu t trong dung dch. 54 3.3.1. Kho sát xây dng mô hình PCA tôi ýu. . 55 3.3.2. Xây dng mô hình PCR- ANN . 57 3.3.3. Ðánh giá tính hieu qu ca phýõng pháp PCR-ANN . 64 KÊT LUAN .69 TÀI LIEU THAM KHO 71 [charge=1500]http://up.4share.vn/f/35040c0103070702/Vu Quynh Thu.pdf[/charge]
