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耦合机器学习与高通量计算研究疏水MOFs在CO_(2)/C_(2)H_(2)膜分离中的构效关系
1
作者
韩荣美
韩琪
+2 位作者
张政清
孙玉绣
乔志华
《膜科学与技术》
北大核心
2025年第3期136-144,共9页
二氧化碳/乙炔(CO_(2)/C_(2)H_(2))分离在工业过程中的重要性推动了高效膜材料的开发,但膜材料在潮湿环境下的分离性能不稳定,因此开发能够在潮湿条件下保持优异性能的分离膜成为关键。本研究首先以ZIF-8的亨利系数为标准,建立了疏水性...
二氧化碳/乙炔(CO_(2)/C_(2)H_(2))分离在工业过程中的重要性推动了高效膜材料的开发,但膜材料在潮湿环境下的分离性能不稳定,因此开发能够在潮湿条件下保持优异性能的分离膜成为关键。本研究首先以ZIF-8的亨利系数为标准,建立了疏水性MOF数据库。通过巨正则蒙特卡罗(grand canonical Monte Carlo, GCMC)模拟和分子动力学(MD)模拟分别计算了用于CO_(2)/C_(2)H_(2)分离的MOF的热力学性质和扩散性质,筛选出Top 20个高性能疏水MOF膜。随后,基于MOFs的特征描述符和模拟结果,训练和测试了5种不同的机器学习(ML)模型,并采用最优的ML模型揭示了影响CO_(2)/C_(2)H_(2)分离性能的关键因素。最后,通过建立构效关系分析,确定了CO_(2)/C_(2)H_(2)分离的最佳MOF结构参数范围,为MOF膜材料的开发与优化提供了理论依据。
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关键词
金属-有机骨架
分子模拟
机器学习
CO_(2)/C_(2)H_(2)分离
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职称材料
题名
耦合机器学习与高通量计算研究疏水MOFs在CO_(2)/C_(2)H_(2)膜分离中的构效关系
1
作者
韩荣美
韩琪
张政清
孙玉绣
乔志华
机构
天津工业大学先进分离膜材料全国重点实验室化学工程与技术学院
出处
《膜科学与技术》
北大核心
2025年第3期136-144,共9页
基金
国家自然科学基金项目(22108202)。
文摘
二氧化碳/乙炔(CO_(2)/C_(2)H_(2))分离在工业过程中的重要性推动了高效膜材料的开发,但膜材料在潮湿环境下的分离性能不稳定,因此开发能够在潮湿条件下保持优异性能的分离膜成为关键。本研究首先以ZIF-8的亨利系数为标准,建立了疏水性MOF数据库。通过巨正则蒙特卡罗(grand canonical Monte Carlo, GCMC)模拟和分子动力学(MD)模拟分别计算了用于CO_(2)/C_(2)H_(2)分离的MOF的热力学性质和扩散性质,筛选出Top 20个高性能疏水MOF膜。随后,基于MOFs的特征描述符和模拟结果,训练和测试了5种不同的机器学习(ML)模型,并采用最优的ML模型揭示了影响CO_(2)/C_(2)H_(2)分离性能的关键因素。最后,通过建立构效关系分析,确定了CO_(2)/C_(2)H_(2)分离的最佳MOF结构参数范围,为MOF膜材料的开发与优化提供了理论依据。
关键词
金属-有机骨架
分子模拟
机器学习
CO_(2)/C_(2)H_(2)分离
Keywords
metal-organic frameworks
molecular simulation
machine learning
CO_(2)/C_(2)H_(2)separation
分类号
TQ051.8 [化学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
耦合机器学习与高通量计算研究疏水MOFs在CO_(2)/C_(2)H_(2)膜分离中的构效关系
韩荣美
韩琪
张政清
孙玉绣
乔志华
《膜科学与技术》
北大核心
2025
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职称材料
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