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北京市化工職業(yè)病防治院劉風陽獲國家專利權(quán)

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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。

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。

如需購買、轉(zhuǎn)讓、實施、許可或投資類似專利技術(shù),可聯(lián)系本專利的申請人或?qū)@麢?quán)人北京市化工職業(yè)病防治院,其通訊地址為:100093 北京市海淀區(qū)香山一棵松50號;或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服,聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。

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