本文主要研究内容
作者李霖（2019）在《若干分子筛结构中杂原子分布及取代必要性的高通量计算》一文中研究指出：沸石分子筛是一类重要的微孔晶体材料,具有良好的热稳定性、较高的比表面积、独特的孔道结构以及可调变的元素组成和酸性等特性。目前,沸石分子筛已在异相催化、气体吸附分离、离子交换等工业领域具有广泛的应用。通过计算机模拟,人们搭建了数以百万计的假想分子筛结构模型。同时,从已知分子筛的结构特征出发,人们也提出了多种结构合理性评价规则,用于判断假想结构的合理性。然而,从假想结构到以功能为导向的实验合成,仍有很多问题亟待解决,其中包括假想结构的性质分析、合成条件的预测等。由于杂原子的引入与分子筛的性质和实验合成有着重要的关联,研究杂原子的合理分布及其取代的必要性将有助于特定功能分子筛的筛选和开发。首先,杂原子的引入可以为分子筛带来不同的功能和性质,如吸附分离、催化、离子交换等。研究假想结构中杂原子的合理分布有助于其性质的分析和预测,进而为新型分子筛的开发筛选有效的靶向结构。杂原子在已知分子筛中分布的研究也同样有助于理解各种催化反应的机理。虽然目前已有大量分子筛杂原子分布的理论研究,但往往仅针对单个杂原子在分子筛晶胞中的优先位点进行探讨。当引入更多杂原子时,以往方法通常仅考虑有限的取代组合,不利于分子筛性质的准确预测。此外,杂原子的引入对分子筛的合成具有较大的影响,决定着某些分子筛结构能否通过实验合成出来。预测杂原子在合成中的必要性将有助于新型分子筛的开发。然而,目前缺少高通量方法对杂原子取代必要性进行快速的预测。针对上述问题,我们采用枚举对称位置以及随机取代的方法,搭建了大量的杂原子取代结构,对钛硅BEA分子筛和假想硅铝分子筛中钛原子和铝原子的合理分布进行了计算。同时,我们提出了一种基于加权马氏距离的高通量方法,对杂原子在磷酸铝分子筛中取代的必要性进行了预测。本论文取得的具体结果包括:1、系统的研究了钛原子在BEA晶胞中的分布。我们分别考虑了在BEA晶胞引入1个和2个钛原子的情况。以往的研究方法为了降低计算量,引入第2个钛原子时,会将其分布限制在第1个钛原子的优先位点的不同镜像位置,因而忽略了大量的可能构型。我们在构建取代构象时,不对钛的分布做任何限制,在考虑所有钛取代为点的对称位置组合的基础上,枚举了所有可能的取代构象,并使用Boltzmann统计方法分析了钛的分布。通过对比发现,引入1个和2个钛的情况下,其表现出不同的优先分布位点。由于以往方法所忽略的部分构象表现出较低的相对能量,影响了钛的分布。这一结果说明,在系统的分析杂原子分布时,需要构建所有取代构象,以获得更加精确的分布信息。通过系统的研究,我们对于钛原子分布的结果也有助于进一步探究钛硅BEA分子筛催化氧化反应的机理,为开发具有更高催化活性和选择性的钛硅分子筛提供理论基础。2、系统的研究了铝原子在假想硅铝分子筛中的分布。在以往的工作中,当涉及晶胞中引入大量铝原子时,往往忽略铝原子在结构中的分布问题。我们选取在吸附和催化领域具有广泛应用前景的375个8元环ABC-6假想结构作为研究对象,在不同硅铝比条件下,通过铝随机取代的方法得到了225,000个假想硅铝分子筛构象,并对其构象中铝原子的分布进行了高通量的计算。结果显示,铝在稳定构象中的分布更加均匀和分散,而在能量较高的构象中,铝则在一定区域内分布较为密集。通过高通量的获取大量铝取代模型,我们筛选出的稳定构象中铝原子分布更加合理,因而可以更加精确的预测其性质。从而筛选出性能较好的结构,为以功能为导向的新型分子筛材料的开发提供重要的理论依据。3、发展了一种基于加权马氏距离的高通量方法,用于预测磷酸铝分子筛中杂原子取代的必要性。以往的研究中,针对这一问题往往需要在各个T原子位置引入杂原子,构建不同的杂原子取代结构。通过计算引入杂原子前后骨架变形度和能量的变化来进行预测。这种方法计算复杂且耗时,无法用于高通量预测。我们通过对已知结构的骨架变形度和相对能量进行分析,构建了骨架变形度与相对能量关系图。通过计算假想结构与已知结构在这一关系图中的加权马氏距离,可以快速预测杂原子在磷酸铝分子筛合成中的必要性。这一计算过程无需构建大量的杂原子掺杂结构,极大地缩短了计算耗时,使其适用于高通量预测。同时,该方法具有很高的准确率,已知结构中纯磷酸铝的准确率为82.6%,杂原子稳定的磷酸铝结构的预测准确率为90.5%。这一高通量预测方法可以为新型磷酸铝分子筛的开发提供重要的理论指导。通过对分子筛中杂原子的分布进行高通量计算,我们的结果将有助于预测分子筛的吸附和催化等性质,从而筛选出性能优异的分子筛结构。通过预测杂原子取代的必要性,可以为分子筛的合成起到重要的指导作用。我们的结果将为以功能为导向的新型分子筛的开发提供重要的理论依据。
Abstract
fei dan fen zi shai shi yi lei chong yao de wei kong jing ti cai liao ,ju you liang hao de re wen ding xing 、jiao gao de bi biao mian ji 、du te de kong dao jie gou yi ji ke diao bian de yuan su zu cheng he suan xing deng te xing 。mu qian ,fei dan fen zi shai yi zai yi xiang cui hua 、qi ti xi fu fen li 、li zi jiao huan deng gong ye ling yu ju you an fan de ying yong 。tong guo ji suan ji mo ni ,ren men da jian le shu yi bai mo ji de jia xiang fen zi shai jie gou mo xing 。tong shi ,cong yi zhi fen zi shai de jie gou te zheng chu fa ,ren men ye di chu le duo chong jie gou ge li xing ping jia gui ze ,yong yu pan duan jia xiang jie gou de ge li xing 。ran er ,cong jia xiang jie gou dao yi gong neng wei dao xiang de shi yan ge cheng ,reng you hen duo wen ti ji dai jie jue ,ji zhong bao gua jia xiang jie gou de xing zhi fen xi 、ge cheng tiao jian de yu ce deng 。you yu za yuan zi de yin ru yu fen zi shai de xing zhi he shi yan ge cheng you zhao chong yao de guan lian ,yan jiu za yuan zi de ge li fen bu ji ji qu dai de bi yao xing jiang you zhu yu te ding gong neng fen zi shai de shai shua he kai fa 。shou xian ,za yuan zi de yin ru ke yi wei fen zi shai dai lai bu tong de gong neng he xing zhi ,ru xi fu fen li 、cui hua 、li zi jiao huan deng 。yan jiu jia xiang jie gou zhong za yuan zi de ge li fen bu you zhu yu ji xing zhi de fen xi he yu ce ,jin er wei xin xing fen zi shai de kai fa shai shua you xiao de ba xiang jie gou 。za yuan zi zai yi zhi fen zi shai zhong fen bu de yan jiu ye tong yang you zhu yu li jie ge chong cui hua fan ying de ji li 。sui ran mu qian yi you da liang fen zi shai za yuan zi fen bu de li lun yan jiu ,dan wang wang jin zhen dui chan ge za yuan zi zai fen zi shai jing bao zhong de you xian wei dian jin hang tan tao 。dang yin ru geng duo za yuan zi shi ,yi wang fang fa tong chang jin kao lv you xian de qu dai zu ge ,bu li yu fen zi shai xing zhi de zhun que yu ce 。ci wai ,za yuan zi de yin ru dui fen zi shai de ge cheng ju you jiao da de ying xiang ,jue ding zhao mou xie fen zi shai jie gou neng fou tong guo shi yan ge cheng chu lai 。yu ce za yuan zi zai ge cheng zhong de bi yao xing jiang you zhu yu xin xing fen zi shai de kai fa 。ran er ,mu qian que shao gao tong liang fang fa dui za yuan zi qu dai bi yao xing jin hang kuai su de yu ce 。zhen dui shang shu wen ti ,wo men cai yong mei ju dui chen wei zhi yi ji sui ji qu dai de fang fa ,da jian le da liang de za yuan zi qu dai jie gou ,dui tai gui BEAfen zi shai he jia xiang gui lv fen zi shai zhong tai yuan zi he lv yuan zi de ge li fen bu jin hang le ji suan 。tong shi ,wo men di chu le yi chong ji yu jia quan ma shi ju li de gao tong liang fang fa ,dui za yuan zi zai lin suan lv fen zi shai zhong qu dai de bi yao xing jin hang le yu ce 。ben lun wen qu de de ju ti jie guo bao gua :1、ji tong de yan jiu le tai yuan zi zai BEAjing bao zhong de fen bu 。wo men fen bie kao lv le zai BEAjing bao yin ru 1ge he 2ge tai yuan zi de qing kuang 。yi wang de yan jiu fang fa wei le jiang di ji suan liang ,yin ru di 2ge tai yuan zi shi ,hui jiang ji fen bu xian zhi zai di 1ge tai yuan zi de you xian wei dian de bu tong jing xiang wei zhi ,yin er hu lve le da liang de ke neng gou xing 。wo men zai gou jian qu dai gou xiang shi ,bu dui tai de fen bu zuo ren he xian zhi ,zai kao lv suo you tai qu dai wei dian de dui chen wei zhi zu ge de ji chu shang ,mei ju le suo you ke neng de qu dai gou xiang ,bing shi yong Boltzmanntong ji fang fa fen xi le tai de fen bu 。tong guo dui bi fa xian ,yin ru 1ge he 2ge tai de qing kuang xia ,ji biao xian chu bu tong de you xian fen bu wei dian 。you yu yi wang fang fa suo hu lve de bu fen gou xiang biao xian chu jiao di de xiang dui neng liang ,ying xiang le tai de fen bu 。zhe yi jie guo shui ming ,zai ji tong de fen xi za yuan zi fen bu shi ,xu yao gou jian suo you qu dai gou xiang ,yi huo de geng jia jing que de fen bu xin xi 。tong guo ji tong de yan jiu ,wo men dui yu tai yuan zi fen bu de jie guo ye you zhu yu jin yi bu tan jiu tai gui BEAfen zi 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yong 。wo men de jie guo jiang wei yi gong neng wei dao xiang de xin xing fen zi shai de kai fa di gong chong yao de li lun yi ju 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自吉林大学的李霖，发表于刊物吉林大学2019-06-25论文，是一篇关于沸石分子筛论文,磷酸铝分子筛论文,钛硅分子筛论文,硅铝分子筛论文,杂原子论文,结构变形度论文,原子分布论文,统计论文,高通量计算论文,吉林大学2019-06-25论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自吉林大学2019-06-25论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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