基于机器学习的M2CO2吸附氨气研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jzaf_com
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
氨气引发的雾霾污染问题正逐渐引起人们的关注。具有大比表面积的二维材料MXene在氨气气敏和吸附方面展现出巨大潜力。然而,当前针对MXene吸附氨气的研究仍只停留在极少数案例上,且对吸附的机理尚无规律性的研究。本文基于第一性原理计算,研究了一类MXene材料(M2CO2)对氨气的吸附能,主要研究内容如下:计算了6种M2CO2(其中M=Ti、V、Zr、Nb、Hf与Ta)对氨气的吸附能,确定了稳定的吸附位点。对比氮气、氧气和甲烷等其他8种气体,M2CO2对氨气具有特异性吸附。态密度和巴德电荷计算表明,特异性吸附的原因是M2CO2与氨气小分子之间较强的电荷转移。进一步分析发现,吸附距离与吸附能存在较好的线性关系,并且同一族过渡金属元素构成的M2CO2表现出相似的吸附趋势,吸附能随着M的元素周期增大而增大。对掺杂M2CO2吸附氨气进行几何优化后,发现绝大多数过渡金属掺杂都能形成稳定的结构。采用机器学习方法系统研究了掺杂的影响,在构建特征时采用人为辅助添加特征的办法提高了随机森林、梯度提升、极端随机森林模型的泛化能力。研究发现,同一M2CO2基底随着掺杂原子半径的减小,吸附能呈现降低的趋势,较小的电负性通常对应较大的吸附能。通过特征选择得到了模型的高贡献度特征,用多项式回归确定了这些特征与吸附能之间的相关性,解释了过渡金属掺杂对M2CO2吸附氨气的周期性影响。本文的结果可以为筛选灵敏度高、吸附性强的氨气气敏或吸附MXene材料提供参考。
其他文献
在复杂构件激光焊接过程中,通过使用基于机器视觉的焊缝位置跟踪焊接机器人系统可在保证高精度需求同时提高焊接质量与生产效率,因此在现代焊接工业领域中得到广泛运用。为解决高铁闸机焊接效率与精度问题,本文设计了一套用于焊缝位置跟踪的线结构光视觉传感器系统,同时建立了一套传感器软件平台。主要内容如下:(1)搭建了一套基于450 nm蓝光线激光视觉传感器焊缝位置跟踪系统。分析了线结构光传感器工作原理,确定了传
学位
液晶自动变光防护镜已经广泛应用于电焊面罩的生产与实际应用中,不仅实现了对操作人员的保护,还可以根据焊接过程调整透过的光强度,大大提高了焊接质量。透过率和响应时间是液晶自动变光防护镜的两个重要光电参数,直接决定了电焊面罩的性能,因此实时准确地测量液晶自动变光防护镜的透过率和响应时间,对电焊面罩的生产质量控制具有很好的实际意义。本文在检索了大量国内外相关文献,在参考其他同类型产品的基础上,根据电焊面罩
学位
目的 评价阿利西尤单抗联合他汀类药物治疗对急性冠脉综合征(ACS)患者血脂水平和短期预后的影响。方法 回顾性选取2021年7月至12月在首都医科大学大兴医院就诊的ACS患者共115例为研究对象,根据患者的降脂方案,将其分为他汀组(n=60)和阿利西尤单抗组(n=55)。他汀组单独应用瑞舒伐他汀10 mg,每晚1次口服,阿利西尤单抗组在他汀组的基础上加阿利西尤单抗75 mg,每两周1次皮下注射。疗程
期刊
现代汽车电子系统内包含越来越多的分布式节点,从而需要更快、更可靠的车载通信网络。FlexRay总线是一种具备故障容错、高可靠、高速的汽车总线系统,适用于对安全性需求较高的应用场景,满足了下一代安全关键应用程序对于更高层次的确定性和可靠性的需求。本文基于FlexRay总线协议并参考现有FlexRay通信控制器架构,设计了一款由4个主要功能模块(主接口模块、协议引擎模块、跨时钟域处理模块和纠错模块)组
学位
全光信号处理技术(AOSP)可以避免光-电-光转换,是节能光互连和光通信系统的长期目标。由于高带宽应用的快速增长和信号传输的瓶颈,人们对于高级AOSP的需求变得迫切。全光信号处理技术,包括但不限于波长转换、全光逻辑和相位再生,已显示出巨大的前景。它们受益于光学非线性效应的超快响应时间,例如四波混频,从而可以实时处理数据信号。同时,得益于全光信号处理调制格式透明特性,它也突破了光电转换中信号调制速度
学位
近年来,集成电路的飞速发展开启了穿戴式设备智能化的革命。混合现实(MR)技术是以穿戴式设备为载体,旨在让虚拟现实(VR)和物理现实做到完美融合的技术。数模转换器(DAC)是决定混合现实的沉浸式感知中重要的一环——音频品质的核心部分。目前穿戴式设备中DAC功耗可低至亚毫瓦级,而混合现实的沉浸式感知则同时要求其信噪比高达110 d B,解析度达到24位以上。传统音频DAC无法满足搭载于穿戴式混合现实设
学位
‘赣彤1号’是通过单株选择的方法从樟树自然杂交实生苗中选育出的新品种。春季新叶橙色,成熟叶黄绿色或绿色;夏季新生叶为黄绿色,成熟后转为浅绿色、绿色;初生枝浅粉红色,有密的白色斑点和紫色基环,半木质化后鲜红色。适宜在长江中下游以南地区樟树适生区进行景观林或绿化应用。
期刊
随着开关电源的进步,产品的高效率、小型化越来越受到重视。LLC谐振变换器具有高效率、高可靠性和易磁集成的特点,但其功率密度受限于磁性元件的体积。相比传统变压器,平面变压器具有散热好、载流能力大、功率密度高、可重复性强等优点,符合LLC谐振变换器的发展要求。提高开关频率能够有效缩小变压器体积,但产生的涡流损耗、漏感和分布电容等对变压器的效率以及性能有所影响。因此,研究高频下平面变压器的损耗、寄生参数
学位
随着云计算、物联网、大数据等新兴业务应用普及,数据中心作为云计算的核心基础设施,其计算能力和内部数据交换能力呈现出指数级增长趋势。为应对数据流量快速增长的需求,新一代短距光互连系统向着高速率、大容量方向发展。受光纤色散和器件带宽制约,进一步提升开关键控(On Off Keying,OOK)信号速率遇到瓶颈,利用高波特率高阶调制信号可以满足速率提升的需求。四电平脉冲幅度调制(4-level Puls
学位
Mura指平板显示器像素矩阵上出现的不完美、不均匀现象。自动光学检测技术因其快速、精准、稳定的特点在平板显示器的自动化生产中被广泛应用。对于数量庞大、种类繁多的Mura缺陷,本文引入基于卷积神经网络的Faster R-CNN目标检测算法,试图提高传统机器视觉算法的准确度和检测效率。针对Mura缺陷图像样本中存在背景噪声和亮度不均匀问题,利用Gabor滤波器组对图像纹理背景进行抑制,并利用独立成分分
学位