《利用計算機數據挖掘技術研究分子篩材料的結構化學》是依託吉林大學，由李乙擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：利用計算機數據挖掘技術研究分子篩材料的結構化學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李乙
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
沸石分子篩材料是工業上最重要的催化劑之一，在吸附、分離、主客體組裝以及離子交換等領域有著廣泛的套用。深入理解沸石分子篩的結構化學規律是根據實際功能需求定向合成這類材料的先決條件，具有重要的理論和實際意義。數據挖掘技術是一種在大量數據中挖掘隱含規律的計算機方法，可以用來研究傳統方法難以處理的龐大複雜的系統問題。本項目在前期工作的基礎上，發揮計算機數據挖掘技術處理複雜數據的優勢，通過對現有分子篩結構數據的分析，設計出用以描述分子篩複雜骨架拓撲的各種參數，建立關聯不同分子篩結構以及不同結構屬性的數學模型，挖掘分子篩材料的內在結構化學規律。本項目的研究目的不僅是探索一種結構化學研究的新途徑，更為重要的是，將為以分子工程學為指導思想的定向合成提供理論基礎。
結題摘要
沸石分子篩是一類具有規則孔道、較大比表面積和較高水熱穩定性的無機微孔晶體材料。這類材料具有良好的催化、吸附、分離、主客體組裝以及離子交換等性能，在石油化工、精細化工和日用化工等領域具有廣泛的套用。分子篩材料的優異性能主要來源於其獨特的孔道結構。深入理解分子篩材料的結構化學，對以功能為導向的分子篩材料的定向合成是至關重要的。本項目在前期工作的基礎上，以分子篩材料的結構化學為研究目標，利用多種計算機技術，圍繞分子篩結構的參數化和分子篩結構規律的挖掘開展研究。取得的研究成果包括：（1）提出了無機晶體材料的“基因”概念，利用自主開發的計算機編碼方法，可以將複雜的分子篩結構轉變為一維的計算機編碼，從中提取結構信息，並實現新型分子篩晶體結構的高通量枚舉與篩選。這種無機晶體材料的基因思想得到《自然通訊》、Materials Views中國、《科學通報》等多家學術媒體的報導，被華盛頓大學的J. Pfaendtner評價為“多孔材料研發領域的重大發現”；（2）發現了所有已知分子篩共同遵守的結構規律：局域原子間距規則及非近鄰氧最短間距規則。利用這些規則，可以有效剔除大量不合理的假想分子篩結構；（3）利用前期工作中開發的計算機方法，預測出大量新穎的分子篩結構，進一步豐富了假想分子篩結構資料庫；（4）通過量子化學計算，研究了分子篩籠中特定的化學反應機制，為分子篩材料的高通量篩選提供依據；（5）在理論計算的指導下，合成出JU-60、JU-61、MAPO-CJ50、JIS-10等新型微孔晶體材料。本項目的研究為將來由功能需求到定向合成這一“分子工程學”思想的實現奠定理論基礎。
