机器学习辅助筛选MOFs缓蚀剂载体及其吸附性能预测

黄晓珊, 关雅芳, 李惠琳, 龚凌涛, 明忠源, 李和国, 赵越, 吴玉芳, 梁红, 王雯菲, 乔智威

电镀与涂饰 ›› 2025, Vol. 44 ›› Issue (06) : 110-117. DOI: 10.19289/j.1004-227x.2025.06.016

机器学习辅助筛选MOFs缓蚀剂载体及其吸附性能预测

  • 黄晓珊, 关雅芳, 李惠琳, 龚凌涛, 明忠源, 李和国, 赵越, 吴玉芳, 梁红, 王雯菲, 乔智威
作者信息 +
History +

摘要

[目的]针对醇类、硫醇类有机缓蚀剂易挥发、表面稳定性差的问题,提出结合高通量计算筛选(HTS)与机器学习(ML)的MOFs(金属-有机框架化合物)材料设计策略,以实现高效缓蚀剂载体的快速开发。[方法]以甲醇、乙醇、甲硫醇和乙硫醇为目标分子,通过巨正则蒙特卡洛(GCMC)模拟计算31 399种假设性MOFs(hMOFs)的吸附性能,并采用8种机器学习算法建立结构-性能关系模型。[结果]在选取的8种机器学习方法中,梯度提升回归(GBR)、随机森林(RF)、极端梯度提升(XGB)和极端随机森林(ET)这4种算法均能很好地预测出MOF-缓蚀剂的表面吸附性能,其中吸附热、密度和孔隙率是影响吸附性能的关键参数。通过调整金属活性中心和有机链接有望获得高性能缓蚀剂。[结论]本研究建立的“HTS+ML”方法具有高效、快速、准确的优点,不仅能够节省大量人力、物力和时间,还能为有机缓蚀剂的性能提升和实际应用提供理论指导。

关键词

有机缓蚀剂 / 金属-有机框架 / 机器学习 / 高通量计算筛选 / 吸附

中图分类号

TP181 / TG174.42

引用本文

导出引用
黄晓珊, 关雅芳, 李惠琳, 龚凌涛, 明忠源, 李和国, 赵越, 吴玉芳, 梁红, 王雯菲, 乔智威. 机器学习辅助筛选MOFs缓蚀剂载体及其吸附性能预测. 电镀与涂饰. 2025, 44(06): 110-117 https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2025.06.016

基金

国家自然科学基金(22478085,21978058); 珠江人才计划(2019QN01L255); 广东省自然科学基金(2022A1515011446,2023A1515240076,2021A1515010078); 新型反应器与绿色化学工艺湖北省重点实验室开放/创新基金(NRG202407); 西安现代化学研究所氟氮化工国家重点实验室(204-J-2022-1877); 广州大学国家级大学生创新创业项目(202211078209,202311078015); 广东大学生科技创新培育专项资金资助项目(pdjh2023a0406)

评论

Accesses

Citation

Detail

段落导航
相关文章

/