大家好,
我写信是为了寻求一些建议,关于如何设计一个实验来优化一个比较复杂的化学反应。具体内容如下:
底物(1.0 当量)与两种试剂 RA 和 RB 的混合物发生反应。
RA和RB的总量始终为0.5当量。
在这两种反应物的混合物中,RA 和 RB 的比例是变化的。
RA 的范围为 38% 至 62%,RB 的范围也为 38% 至 62%。
该反应由两种催化剂 CatX 和 CatY 的混合物催化。
催化剂总量从0.1到0.5当量不等。
两种催化剂混合物中 CatX 和 CatY 的比例有所不同。
CatX 的范围是 0 到 100%,CatY 的范围是 0 到 100%。
反应时间是一个在 6 至 24 小时内进行研究的连续因素。
实验设计的目标是最大限度地提高底物转化为反应产物的转化率。
最初,我尝试使用 JMP 18 的定制设计平台来定义混合过程设计。

我如何告诉 JMP RA + RB 构成一种混合物而 CatX + CatY 构成另一种混合物?
事实上,如果没有做出这一规定,JMP 会将这四种化合物视为单一混合物的四种成分。
我尝试指定线性约束,但没有成功。
在这种情况下,模型中应包括哪些效应才能获得响应曲面设计?
在第二次尝试中,我简化了问题,将 RA 的比例视为一个从 38% 到 62% 的连续因子,且未指定 RB。同样,我将 CatX 的比例视为一个从 0 到 100% 的连续因子,且未指定 CatY。虽然 RB 和 CatY 没有出现在表中,但我知道:
RB = 1 - RA
CatY = 1 - CatX。

在这种情况下,我考虑包括主要效应、交互效应和二次效应以获得响应曲面设计。
一种方法是否比另一种方法更好?
如果以催化剂总量作为一个因素,以催化剂的比例作为另一个因素,这会有问题吗?
感谢您的帮助。
你好@Kyle_Katarn
我认为第二种方法应该效果最好(并且更简单),因为一些原材料将是完全相关的(试剂浓度和催化剂比例)。
如果您希望“独立地”优化试剂和催化剂的比例(您不研究试剂与催化剂的比例),那么您可能不需要混合设计:RA 的数量可以通过 RB 的数量确定(反之亦然),催化剂的情况相同。
- 对于试剂,只需要一个连续因子,例如数量RA,水平从0.19eq到0.31eq(38%到62%的比例应用于试剂总量:0.5eq)。其他试剂的数量可以根据这个因子水平推断出来。
- 对于催化剂,如果您也改变总量,则需要两个连续因子,一个表示单一催化剂的比例,例如 CatX从 0 到 1,另一个表示催化剂的总量,从 0.1 到 0.5eq。
就您而言,时间真的是一个可控因素吗?
愿原力与你同在,
谢谢您的帮助和建议。
直接使用 RA 的当量数作为连续因子而不是比例是一个好主意。
是的,时间是一个可控因素。我们会在指定时间采集样本并进行分析,以测量转化率。
我将比较 Box-Behnken 和 Face-Centred 中心复合设计,以确定哪个更合适。
愿原力与我们同在。
你好@Kyle_Katarn ,
好的,听起来不错。
如果您仍在寻找 Box-Benhken、中心复合设计和自定义 I-Optimal RSM 设计之间的比较分析和讨论,论坛中已经有一些讨论可供参考:
确定 Alph :Box-Behnken 与 CCD 的比较。
具有 2 个连续和 1 个离散(2 个级别)因素的优化任务:关于使用自定义与经典 RSM 设计的建议。
为什么定制设计 RSM 中没有星点:根据星点位置(轴值)对 CCD 设计进行比较评估。
在自定义设计中将轴值指定为可旋转:如何更改自定义 I 最优 RSM 设计的默认(-1/+1)轴值。
希望这些讨论能对你有所帮助,
“再见,老朋友”
感谢您的链接!
确定哪种设计更合适并不总是那么容易。因此,阅读关于它们各自优缺点的不同观点会很有趣。