基于遗传编程方法的微孔磷酸铝的定向合成研究

doi:10.7503/cjcu20140279

高等学校化学学报 ›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (10): 2067.doi: 10.7503/cjcu20140279

• 研究论文: 无机化学 • 上一篇下一篇

基于遗传编程方法的微孔磷酸铝的定向合成研究

高娜¹, 郭羽婷², 李激扬¹(), 王建中³()

1. 吉林大学化学学院, 无机合成与制备化学国家重点实验室, 长春 130012
2. 东北师范大学化学学院, 长春 130024
3. 东北师范大学计算机科学与信息技术学院, 长春 130117

收稿日期:2014-03-31 出版日期:2014-10-10 发布日期:2014-09-30
作者简介:联系人简介: 李激扬, 女, 博士, 教授, 博士生导师, 主要从事无机合成化学研究. E-mail: lijiyang@jlu.edu.cn. 王建中, 男, 博士, 讲师, 主要从事机器学习及模式识别方面的研究. E-mail: wangjz019@nenu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(批准号: 21271081)、国家新世纪优秀人才支持计划(批准号: NCET-11-0197)和吉林省科技发展计划项目(批准号: 20130522115JH)资助

Rational Synthesis of Microporous Aluminophosphates Based on the Genetic Programming Method^†

GAO Na¹, GUO Yuting², LI Jiyang^1,^*(), WANG Jianzhong^3,^*()

1. State Key Laboratory of Inorganic Synthesis and Preparative Chemistry, College of Chemistry,Jilin University, Changchun 130012, China
2. Faculty of Chemistry, Northeast Normal University, Changchun 130024, China
3. College of Computer Science and Information Technology, Northeast Normal University, Changchun 130117, China

Received:2014-03-31 Online:2014-10-10 Published:2014-09-30
Contact: LI Jiyang,WANG Jianzhong E-mail:lijiyang@jlu.edu.cn;wangjz019@nenu.edu.cn
Supported by:
Supported by the National Natural Science Foundation of China(No.21271081), the Program for New Century Excellent Talents in University(No.NCET-11-0197) and Science and Technology Development Plan of Jilin Province, China(No.20130522115JH)

摘要/Abstract

摘要：

根据微孔磷酸铝合成数据的特点, 针对合成数据库中合成参数过多和交叉描述等问题, 利用改进的遗传编程算法对具有(6,8)元环的微孔磷酸铝合成参数进行特征提取, 优化出新的复合特征来更好地描述磷酸铝合成中溶剂和模板剂的特征, 并通过参数进化过程的研究, 考察了模板剂和溶剂对产物生成的具体影响, 从而指导具有特定结构磷酸铝的定向合成.

关键词: 分子筛, 磷酸铝, 合成数据库, 数据挖掘, 定向合成

Abstract:

The aluminophosphate molecular sieves with 8-ring channels have important applications in catalysis and separation. In this paper, based on the database of aluminophosphate(AlPO) synthesis, the feature extraction of synthetic parameters of AlPOs with (6,8)-rings has been done using the improved genetic programming algorithm method in order to solve the problems of excessive and crossing descriptions of various synthetic parameters. The new complex features can be optimized to better describe the features of solvents and templates used in the synthesis of aluminophosphates. Furthermore, the vital synthetic factors influenced the synthesis of target products have been studied. This works will provide the guidance for the rational synthesis of aluminophosphates with a specific structure.

Key words: Molecular sieve, Aluminophosphate, Synthetic database, Data mining, Rational synthesis

中图分类号:

O611

TrendMD:

高娜, 郭羽婷, 李激扬, 王建中. 基于遗传编程方法的微孔磷酸铝的定向合成研究. 高等学校化学学报, 2014, 35(10): 2067.

GAO Na, GUO Yuting, LI Jiyang, WANG Jianzhong. Rational Synthesis of Microporous Aluminophosphates Based on the Genetic Programming Method^†. Chem. J. Chinese Universities, 2014, 35(10): 2067.

图/表 6

参考文献 25

[1]	Wilson S. T., Lok B. M., Messina C. A., Cannan T. R., Flanigen E. M., J. Am. Chem. Soc., 1982, 104(4), 1146—1147
[2]	Davis M. E., Nature, 2002, 417(6891), 813—821
[3]	Yu J. H., Xu R. R., Acc. Chem. Res., 2010, 43(9), 1195—1204
[4]	Zhou W., Adv. Mater., 2010, 22(28), 3086—3092
[5]	Yu J. H., Xu R. R., Chem. Soc. Rev., 2006, 35(7), 593—604
[6]	Yan Y., Li J. Y., Qi M., Zhang X., Yu J. H., Xu R. R., Science in China Series B-Chemistry,2009, 52(11), 1734—1738
[7]	Huo W. F., Gao N., Yan Y., Li J. Y., Yu J. H., Xu R. R., Acta Phys. Chim. Sin., 2011, 29(9), 2111—2117
	(霍卫峰, 高娜, 颜岩, 李激扬, 于吉红, 徐如人. 物理化学学报, 2011, 29(9), 2111—2117
[8]	Li J. Y., Yu J. H., Xu R. R., Science in China Series B-Chemistry,2003, 33(4), 354—360
	(李激扬, 于吉红, 徐如人. 中国科学(B辑化学), 2003, 33(4), 354—360)
[9]	Li J. Y., Qi M., Kong J., Wang J. Z., Yan Y., Huo W. F., Yu J. H., Xu R. R., Xu Y., Microporous Mesoporous Mater., 2010, 129(1/2), 251—255
[10]	Gao N., Li J., Li J., Kong J., Yu J., Xu R., Microporous Mesoporous Mater., 2013, 174(1), 14—19
[11]	Li J., Lu Y., Kong J., Gao N., Yu J., Xu R., Wang J., Qi M., Li J., Microporous Mesoporous Mater., 2013, 173(1), 197—206
[12]	Lewis D. W., Sankar G., Wyles J. K., Thomas J. M., Catlow C. R. A., Willock D. J., Angew. Chem. Int. Ed., 1997, 36(23), 2675—2677
[13]	Liang J., Li H., Zhao S., Guo W., Wang R., Ying M., Appl. Catal., 1990, 64, 31—40
[14]	Li J. F., Fan W. B., Dong M., He Y., Qin Z. F., Wang J. G., Chem. J. Chinese Universities,2011, 32(3), 765—771
	(李俊汾, 樊卫斌, 董梅, 何月, 秦张峰, 王建国. 高等学校化学学报, 2011, 32(3), 765—771)
[15]	Cheng L. S., Wilson S. T., Process for Separating Propylene from Propane, US Patent 6293999,2001-09-25
[16]	Padin J., Rege S. U., Yang R. T., Cheng L. S., Chem. Eng. Sci., 2000, 55(20), 4525—4535
[17]	Koza J.R., Genetic Programming: on the Programming of Computers by Means of Natural Selection, MIT Press, Cambridge, 1992, 419—425
[18]	Koza J.R., Bennett III F. H., Stiffelman O., Genetic Programming as a Darwinian Invention Machine, Springer, California, 1999, 93—108
[19]	Cramer N.L., Proceedings of the 1st International Conference on Genetic Algorithms, L. Erlbacem Associates Inc, Hillsdale, NJ, 1985, 183—187
[20]	Birks H., Journal of Paleolimnology, 1998, 20(4), 307—332
[21]	Altman N. S., The American Statistician, 1992, 46(3), 175—185
[22]	Jolliffe I., Springer Series in Statistics, Springer, New York, 1986, 68—177
[23]	Fukunaga K., Introduction to Statistical Pattern Recognition, Academic Press, San Francisco, 1990, 455—460
[24]	Duda R.O., Hart P. E., Stork D. G., Pattern Classification, John Wiley & Sons, New York, 2012, 8—32
[25]	Niyogi X., Neural Information Processing Systems, MIT Press, Cambridge, 2004, 153—160

Code	Description of parameter	Code	Description of parameter
F1	The molar ratio of Al₂O₃	F12	The second longest distance of organic template
F2	The molar ratio of P₂O₅	F13	The shortest distance of organic template
F3	The molar ratio of solvent	F14	The van der Waals(VDW) volume
F4	The molar ratio of template	F15	The dipole moment
F5	The density	F16	The molar ratio of C/N
F6	The melting point	F17	The molar ratio of N/(C+N)
F7	The boiling point	F18	The ratio of N/van der Waals volume
F8	The dielectric constant	F19	The Sanderson electronegativity
F9	The dipole moment	F20	The number of free rotated single bond
F10	The polarity	F21	The maximal number of protonated H atoms
F11	The longest distance of organic template

Code	Description of parameter	Code	Description of parameter
F1	The molar ratio of Al₂O₃	F12	The second longest distance of organic template
F2	The molar ratio of P₂O₅	F13	The shortest distance of organic template
F3	The molar ratio of solvent	F14	The van der Waals(VDW) volume
F4	The molar ratio of template	F15	The dipole moment
F5	The density	F16	The molar ratio of C/N
F6	The melting point	F17	The molar ratio of N/(C+N)
F7	The boiling point	F18	The ratio of N/van der Waals volume
F8	The dielectric constant	F19	The Sanderson electronegativity
F9	The dipole moment	F20	The number of free rotated single bond
F10	The polarity	F21	The maximal number of protonated H atoms
F11	The longest distance of organic template

Evolving the generation	Solvents feature of new composite	Templates feature of new composite
1st to 218th generations	F7F6-ln[ln(cosF7+F9)]+ (F9F7-cosF9)- sin(sinF6)*sinF6	ln(ln(ln(ln(sin(lnF7)-cosF20+ cos(sinF19-F16)-(F20- sinF16*cosF11)))))
219th to 290th generations	cos[F9-(F7F8-F9)]-(cosF6+F9)F7	F14
291st generation to the end	F10-ln(lnF8)*F9	F14-F12

Evolving the generation	Solvents feature of new composite	Templates feature of new composite
1st to 218th generations	F7F6-ln[ln(cosF7+F9)]+ (F9F7-cosF9)- sin(sinF6)*sinF6	ln(ln(ln(ln(sin(lnF7)-cosF20+ cos(sinF19-F16)-(F20- sinF16*cosF11)))))
219th to 290th generations	cos[F9-(F7F8-F9)]-(cosF6+F9)F7	F14
291st generation to the end	F10-ln(lnF8)*F9	F14-F12

Method	Acc_Rate	F-measure	g
PCA	66.65%	0.3605	0.2617
LDA	75.99%	0.5945	0.5009
LPP	85.44%	0.7438	0.6656
MDS	85.00%	0.7384	0.6595
GP	79.04%	0.7145	0.5442
CGP	86.12%	0.7584	0.6956

基于遗传编程方法的微孔磷酸铝的定向合成研究

Rational Synthesis of Microporous Aluminophosphates Based on the Genetic Programming Method^†

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 6

参考文献 25

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	姚伊婷, 吕佳敏, 余申, 刘湛, 李昱, 李小云, 苏宝连, 陈丽华. 等级孔微孔-介孔Fe₂O₃/ZSM-5中空分子筛催化材料的制备及催化苄基化性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(8): 20220090.
[2]	李志光, 齐国栋, 徐君, 邓风. Sn-Al-β分子筛酸性在葡萄糖转化反应中作用的固体NMR研究[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(6): 20220138.
[3]	陈玮琴, 吕佳敏, 余申, 刘湛, 李小云, 陈丽华, 苏宝连. 有机杂化介孔Beta分子筛的合成及在苯甲醇烷基化反应中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(6): 20220086.
[4]	李加富, 张凯, 王宁, 孙启明. 分子筛限域单原子金属催化剂的研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(5): 20220032.
[5]	孟祥龙, 杨歌, 郭海玲, 刘晨光, 柴永明, 王纯正, 郭永梅. 纳米分子筛的合成及硫化氢吸附性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(3): 20210687.
[6]	魏李娜, 彭莉, 朱锋, 顾鹏飞, 顾学红. 中空纤维Au-CeZr/FAU催化膜的制备及在富氢气氛CO选择性氧化反应中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(10): 20220175.
[7]	罗强强, 金少青, 孙洪敏, 杨为民. 液相酸溶液后补钛合成Ti-MWW分子筛[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(9): 2742.
[8]	李海勃, 肖长发, 江龙, 黄云, 淡宜. MCM-41分子筛负载氯化铝催化丙烯酸甲酯与1-辛烯共聚[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(9): 2974.
[9]	李奕川, 朱国富, 王宇, 柴永明, 刘晨光, 何盛宝. 基底表面性质与前驱液化学环境对原位定向构筑钛硅分子筛膜的影响[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(9): 2934.
[10]	张旭, 阙家乾, 侯月新, 吕佳敏, 刘湛, 雷坤皓, 余申, 李小云, 陈丽华, 苏宝连. 等级孔介孔-微孔TS-1分子筛单晶的合成及催化氯丙烯环氧化性能[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(8): 2529.
[11]	王磊, 孙毯毯, 闫娜娜, 马超, 刘晓娜, 田鹏, 郭鹏, 刘中民. 利用适用于SAPO-34的有机结构导向剂合成SSZ-13分子筛[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(6): 1716.
[12]	李健, 于明明, 孙源, 冯文华, 冯兆池, 吴剑峰. 水溶液pH对甲烷低温氧化制备甲醇的影响[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(3): 776.
[13]	王冶, 张晓思, 孙丽婧, 李冰, 刘琳, 杨淼, 田鹏, 刘仲毅, 刘中民. 有机硅烷辅助合成特殊形貌SAPO分子筛[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(3): 683.
[14]	王勇, 董彪, 孙娇, 董德录, 孙连坤. 基于分子筛模板的银/硅铝无定形结构复合材料的合成及光谱性质[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(10): 3233.
[15]	闻嘉丽, 张钧豪, 姜久兴. 超大孔分子筛, 十年再回顾[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(1): 101.

基于遗传编程方法的微孔磷酸铝的定向合成研究

Rational Synthesis of Microporous Aluminophosphates Based on the Genetic Programming Method†

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 6

参考文献 25

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

Rational Synthesis of Microporous Aluminophosphates Based on the Genetic Programming Method^†