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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
机器学习结合分子SMILES特征预测油品碳正离子生成焓性质
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  • 作者

    詹志文 杨涛 刘旭红 周余伟

  • 单位

    北京信息科技大学计算机学院北京材料基因工程高精尖创新中心(北京信息科技大学)中国科学院山西煤炭化学研究所中科合成油技术股份有限公司

  • 摘要
    碳正离子是油品加工等多种化学反应中的关键中间体,其热力学生成焓性质在计算反应焓变、反应能垒、反应速率常数和理解反应机理等方面至关重要。实验上制备和获取碳正离子非常困难,几乎无法直接测量其生成焓性质。目前主流的做法是通过基团加和法估算,或者通过高精度量子化学方法计算。前者是经验性估算方法,计算快速但误差较大,后者通常基于第一性原理方法,计算精准但计算量巨大。本研究提出一种利用机器学习结合分子SMILES特征进行碳正离子生成焓预测的新方法,实现了以较低计算成本快速准确地预测油品碳正离子的生成焓性质。我们构建了156个油品烃类碳正离子数据集,利用SMILES特征提取体系信息,考察并利用多个机器学习方法进行模型的训练和构建,最后获得一个基于支持向量机回归的预测模型,其在训练集和测试集上的决定系数R2达到了0.957和0.966,同时预测的绝对平均误差MAE为2.21 kcal/mol。机器学习结合SMILES特征不仅为油品碳正离子的生成焓预测提供了一种高效实用的策略,还为相关反应过程的热力学和动力学研究开辟了新途径。
  • 关键词

    碳正离子生成焓机器学习SMILES特征

  • 引用格式
    詹志文,杨涛,刘旭红,等.机器学习结合分子SMILES特征预测油品碳正离子生成焓性质[J/OL].燃料化学学报(中英文),1-12[2025-01-16].http://kns.cnki.net/kcms/detail/14.1410.TQ.20250115.0908.001.html.
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