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龍圖騰網(wǎng)獲悉北京市化工職業(yè)病防治院申請的專利一種用于生成氫燃料汽車儲氫的金屬-有機框架的方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN113191011B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-06-17發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202110532858.2，技術(shù)領域涉及：G06F30/20；該發(fā)明授權(quán)一種用于生成氫燃料汽車儲氫的金屬-有機框架的方法是由劉風陽設計研發(fā)完成，并于2021-05-17向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種用于生成氫燃料汽車儲氫的金屬-有機框架的方法在說明書摘要公布了：本方法涉及一種生成氫燃料汽車儲氫的金屬?有機框架MOF算法。將MOF結(jié)構(gòu)看作是由金屬簇、有機連接基和拓撲網(wǎng)絡組成。算法主要有蒙特卡洛樹搜索MCTS構(gòu)成，共分為4個階段：選擇、擴展、模擬和回溯。首先經(jīng)過MCTS的選擇、擴展階段得到能夠生成完整SMILES字符串的路徑，再根據(jù)所選路徑中的SMILES字符串，在模擬階段使用改進的GRU作為策略網(wǎng)絡對當前SMILES字符串的下一個字符進行預測，得到一個完整的SMILES字符串，即MOF的有機連接基，隨后在Zeo++中使用金屬簇、拓撲網(wǎng)絡和有機連接基構(gòu)建MOF，再利用RASPA來模擬構(gòu)建出的MOF的氫氣吸附量，該吸附量的值作為MCTS在生成有機連接基時所選擇的路徑的獎勵值。最后，在MCTS的回溯階段，將獎勵值向后傳播并更新上述路徑中節(jié)點的信息。當MOF的氫氣吸附量的最大值在7小時內(nèi)保持不變，則認為在該輸入下已經(jīng)得到了氫氣吸附性能最好的MOF。

本發(fā)明授權(quán)一種用于生成氫燃料汽車儲氫的金屬-有機框架的方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種生成氫燃料汽車儲氫的金屬-有機框架方法，其特征在于，所述方法包括： 經(jīng)過MCTS的選擇、擴展階段得到生成完整SMILES字符串的路徑，再根據(jù)所選路徑中的SMILES字符串，在模擬階段使用改進GRU作為策略網(wǎng)絡對當前SMILES字符串的下一個字符進行預測，模擬結(jié)束將得到一個完整的SMILES字符串，即MOF的有機連接基；隨后，在Zeo++中使用金屬簇、拓撲網(wǎng)絡、有機連接基來構(gòu)建MOF，再利用RASPA來模擬構(gòu)建的MOF的氫氣吸附量，該吸附量的值作為MCTS在生成有機連接基時所選擇的路徑的獎勵值；最后在MCTS的回溯階段，將獎勵值向后傳播并更新路徑中節(jié)點的信息；具體包括以下步驟： A.選擇：從根節(jié)點開始，利用特定的評估準則從當前節(jié)點中選擇最優(yōu)的子節(jié)點，并且重復此過程，直到選擇出一個最優(yōu)的葉子節(jié)點，即選擇出了最具搜索潛力的路徑，這里選用的評估方式為經(jīng)典的UCB函數(shù)，如公式一所示： 公式一； 其中，表示節(jié)點i的累計價值，是節(jié)點i的累計訪問次數(shù)，N是節(jié)點i的父節(jié)點的累計訪問次數(shù)，C是一個系數(shù)，用來調(diào)整加號前后兩部分在整體公式中的比重，本方法將其設置為1； B.擴展：擴展階段是將一個或多個節(jié)點作為選擇階段選擇出的最優(yōu)節(jié)點的子節(jié)點添加到搜索樹中； C.模擬：基于目前搜索樹中的SMILES字符串，將訓練后的改進GRU作為策略網(wǎng)絡，遞歸使用該策略網(wǎng)絡預測當前SMILES字符串的下一個字符，直到生成字符“\n”或者SMILES字符串長度達到限制為止，所述字符串的最大長度為81；為了增大GRU的收斂速度，本方法采用的激活函數(shù)如公式二所示： 公式二； 模擬完成后，將得到一個完整的SMILES字符串；為了評估生成該字符串所選路徑的優(yōu)劣，即該字符串對應的有機連接基構(gòu)建的MOF的氫氣吸附量的大小，先利用RDKit檢查SMILES字符串的有效性，再將其轉(zhuǎn)換為3D坐標下的有機分子，得到有機連接基的原子坐標；隨后結(jié)合金屬節(jié)點、拓撲網(wǎng)絡、有機連接基在開源軟件Zeo++中構(gòu)建MOF；最后通過在開源軟件RASPA中使用巨正則蒙特卡洛模擬評估得到MOF的氫氣吸附量；在RASPA中，本方法設定的溫度為298K，壓強為100bar； D.回溯：對MOF進行吸附模擬后，將得到的氫氣吸附量作為評估生成SMILES字符串所選路徑的優(yōu)劣；如果生成的SMILES字符串對應的有機連接基結(jié)合金屬節(jié)點、拓撲網(wǎng)絡未構(gòu)建成MOF，則將其值設定為0；不斷向上回溯直到到達根節(jié)點，回溯路徑上的節(jié)點都會更新其Q值和N值； MCTS根據(jù)得到的氫氣吸附量的大小去學習下一次如何選擇更好的路徑，即通過該路徑得到完整的SMILES字符串后，其對應的有機連接基構(gòu)成的MOF氫氣吸附量更大；當MOF的氫氣吸附量最大值在7小時內(nèi)保持不變時，認為在SMILES字符串輸入下得到了氫氣吸附性能的MOF，算法終止完成。

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