High-Throughput Screening of Hypothetical MOFs for Predicting Xenon Uptake Using Machine Learning Methods
سال انتشار: 1404
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 180
فایل این مقاله در 12 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_IJCCE-44-5_005
تاریخ نمایه سازی: 16 خرداد 1404
چکیده مقاله:
Xenon (Xe) gas adsorption in Metal-Organic Frameworks (MOFs) is a critical area for noble gas separation due to Xe's scarcity and high market value. Despite its importance, previous studies have largely overlooked the role of diverse Machine Learning (ML) models in predicting gas adsorption behavior under varying pressures. This study aims to fill this gap by developing a comprehensive database of hypothetical MOFs and applying advanced ML frameworks to predict Xe adsorption. Key structural descriptors—Void Fraction, Gravimetric Surface Area, Volumetric Surface Area, Pore Limiting Diameter, and Large Cavity Diameter—were integrated alongside adsorption pressure to enhance predictive accuracy. We trained and evaluated multiple ML models, including Ensemble Learning, Exponential Gaussian Process Regression, Fine Gaussian Support Vector Machines, and Bilayered Neural Networks, based on metrics such as RMSE (۰.۹۳۷ for EGPR), R² (۰.۸۳ for EGPR), and processing speed (up to ۵۸,۰۰۰ observations per second for FGSVM). Our screening identified four optimal MOFs—hMOF-۳۰۲۵۸, hMOF-۳۰۱۳۲, hMOF-۵۰۰۱۰۱۵, and hMOF-۳۰۰۰۱—with superior Xe adsorption capabilities, featuring pcu and sql topologies that offer high surface area and porosity. These results highlight the potential of ML-driven approaches to revolutionize MOF design, paving the way for efficient noble gas separation technologies.
کلیدواژه ها:
نویسندگان
Rohollah Ghorbani
School of Chemical Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, I.R. IRAN
Javad Karimi-Sabet
NFCRS, Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran, I.R. IRAN
Minoosh Lalinia
Department of Biomedical Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, I.R. IRAN
Abolfazl Dastbaz
School of Chemical Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, I.R. IRAN
Mohammad Ali Moosavian
School of Chemical Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, I.R. IRAN
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :