实验设计与数据处理__第三次课后作业答案

现代实验方法及数据处理 作业三 1、 用乙醇水溶液分离某种废弃农作物中的木质素， 考察了三个因素 （溶剂浓度、 用乙醇水溶液分离某种废弃农作物中的木质素， 考察了三个因素 （溶剂浓度、 温度和时间）对木质素得率的影响，因素水平如下表所示。将因素温度和时间）对木质素得率的影响，因素水平如下表所示。将因素 A，B，C 依依 次安排在正交表次安排在正交表 L9(34)的的 1,2,3 列， 不考虑因素间的交互作用。列， 不考虑因素间的交互作用。 9 个试验结果个试验结果 y （得（得 率率/%）依次为：）依次为：5.3、5.0、4.9、5.4、6.4、3.7、3.9、3.3、2.4。试用直观分析法。试用直观分析法 确定因素主次和优方案，并画出趋势图。确定因素主次和优方案，并画出趋势图。 水平水平 (A)溶剂浓度溶剂浓度/% (B)反应温度反应温度/ (C)保温时间保温时间/h 1 60 140 3 2 80 160 2 3 100 180 1 解：下表展示了分析过程及结果： 试验号 因素 得率 A B C 1 1 1 1 1 5.3 2 1 2 2 2 5 3 1 3 3 3 4.9 4 2 1 2 3 5.4 5 2 2 3 1 6.4 6 2 3 1 2 3.7 7 3 1 3 2 3.9 8 3 2 1 3 3.3 9 3 3 2 1 2.4 K1 15.2 14.6 12.3 14.1 K2 15.5 14.7 12.8 12.6 K3 9.6 11 15.2 13.6 k1 5.07 4.87 4.10 4.70 k2 5.17 4.90 4.27 4.20 k3 3.20 3.67 5.07 4.53 优水平 A2 B2 C3 极差 R 1.97 1.23 0.97 0.50 主次顺序 A、B、C 因素主次为：A、B、C，最优方案为：A2 B2 C3 即溶剂浓度取 80%，反应温度取 160，保温时间取 1h。 而各因素的趋势图如下所示： 2.采用直接还原法制备超细铜粉的研究中， 需要考察的影响因素有反应温度、采用直接还原法制备超细铜粉的研究中， 需要考察的影响因素有反应温度、 cu2+ 与氨水质量比和与氨水质量比和 CuSO4溶液浓度，溶液浓度，并通过初步试验确定的因素水平如下表：并通过初步试验确定的因素水平如下表： 水平水平 (A)反应温度反应温度/ (B)Cu2+与氨水质量比与氨水质量比 (C)CuSO4溶液浓度溶液浓度/(g/mL) 1 70 1:0.1 0.125 2 80 1:0.5 0.5 3 90 1:1.5 1.0 试验指标有两个： （试验指标有两个： （1）转化率，越高越好； （）转化率，越高越好； （2）铜粉松密度，越小越好。用正）铜粉松密度，越小越好。用正 交表交表 L9(34)安排试验，将安排试验，将 3 个因素依次放在个因素依次放在 1,2,3 列上，不考虑因素间的交互作列上，不考虑因素间的交互作 用，用，9 次试验结果依次如下：次试验结果依次如下： 转化率转化率 /%: 40.26，40.46，61.79，60.15，73.97，91.31，73.52，87.19，97.26； 松密度松密度 /(g/mL): 2.008， 0.693， 1.769， 1.269， 1.613， 2.775， 1.542， 1.115， 1.824。 试用综合平衡法对结果进行分析，找出最好的试验方案。试用综合平衡法对结果进行分析，找出最好的试验方案。 解： 对转化率进行正交分析： 试验号 因素 转化率 A B C 1 1 1 1 1 40.26 2 1 2 2 2 40.46 3 1 3 3 3 61.79 4 2 1 2 3 60.15 5 2 2 3 1 73.97 6 2 3 1 2 91.31 7 3 1 3 2 73.52 8 3 2 1 3 87.19 9 3 3 2 1 97.26 K1 142.51 173.93 218.76 211.49 K2 225.43 201.62 197.87 205.29 K3 257.97 250.36 209.28 209.13 k1 47.50 57.98 72.92 70.50 k2 75.14 67.21 65.96 68.43 k3 85.99 83.45 69.76 69.71 优水平 A3 B3 C1 极差 R 38.49 25.48 6.96 2.07 主次顺序 A、B、C 对铜粉松密度进行正交分析： 试验号 因素 铜粉松密度 A B C 1 1 1 1 1 2.008 2 1 2 2 2 0.693 3 1 3 3 3 1.769 4 2 1 2 3 1.269 5 2 2 3 1 1.613 6 2 3 1 2 2.775 7 3 1 3 2 1.542 8 3 2 1 3 1.115 9 3 3 2 1 1.824 K1 4.470 4.819 5.898 5.445 K2 5.657 3.421 3.786 5.010 K3 4.481 6.368 4.924 4.153 k1 1.490 1.606 1.966 1.815 k2 1.886 1.140 1.262 1.670 k3 1.494 2.123 1.641 1.384 优水平 A1 B2 C2 极差 R 0.396 0.982 0.704 0.431 主次顺序 B、C、A 对于转化率指标进行直观分析 因素主次：A、B、C 优方案：A3、B3、C