論文の概要: Unifying Mixed Gas Adsorption in Molecular Sieve Membranes and MOFs using Machine Learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.13389v1
- Date: Wed, 19 Jun 2024 09:30:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-21 20:22:37.743023
- Title: Unifying Mixed Gas Adsorption in Molecular Sieve Membranes and MOFs using Machine Learning
- Title(参考訳): 機械学習による分子シーブ膜とMOFの混合ガス吸着
- Authors: Subhadeep Dasgupta, Amal R S, Prabal K. Maiti,
- Abstract要約: 最近の機械学習モデルは、ポリマーまたは金属-有機フレームワーク(MOF)を別途重視している。
両方のタイプの吸着剤の傾向を予測する統一モデルを作成することの難しさは困難である。
本研究では, ガス混合物と吸着剤の物理的性質のみを含む特徴ベクトルを用いて, これらの問題に対処する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Recent machine learning models to accurately obtain gas adsorption isotherms focus on polymers or metal-organic frameworks (MOFs) separately. The difficulty in creating a unified model that can predict the adsorption trends in both types of adsorbents is challenging, owing to the diversity in their chemical structures. Moreover, models trained only on single gas adsorption data are incapable of predicting adsorption isotherms for binary gas mixtures. In this work, we address these problems using feature vectors comprising only the physical properties of the gas mixtures and adsorbents. Our model is trained on adsorption isotherms of both single and binary mixed gases inside carbon molecular sieving membrane (CMSM), together with data available from CoRE MOF database. The trained models are capable of accurately predicting the adsorption trends in both classes of materials, for both pure and binary components. ML architecture designed for one class of material, is not suitable for predicting the other class, even after proper training, signifying that the model must be trained jointly for proper predictions and transferability. The model is used to predict with good accuracy the CO2 uptake inside CALF-20 framework. This work opens up a new avenue for predicting complex adsorption processes for gas mixtures in a wide range of materials.
- Abstract(参考訳): 気体吸着等温線を正確に取得するための最近の機械学習モデルは、ポリマーまたは金属-有機フレームワーク(MOF)を別々に焦点をあてている。
両タイプの吸着剤の吸着傾向を予測できる統一モデルを作成することの難しさは, 化学構造の多様性のため, 困難である。
さらに, 単一ガス吸着データにのみ訓練したモデルでは, 二成分混合ガスの吸着等温線を予測できない。
本研究では, ガス混合物と吸着剤の物性のみを含む特徴ベクトルを用いて, これらの問題に対処する。
本モデルは,COREMOFデータベースから得られるデータとともに,炭素分子捕捉膜 (CMSM) 内の単一および二成分混合ガスの吸着等温性について訓練した。
トレーニングされたモデルでは、純粋なコンポーネントとバイナリコンポーネントの両方に対して、材料の両方のクラスにおける吸着傾向を正確に予測することができる。
ある種類の材料のために設計されたMLアーキテクチャは、適切なトレーニングの後であっても、他のクラスの予測には適さない。
このモデルは、CALF-20フレームワーク内のCO2の取り込みを精度良く予測するために使用される。
この研究は、幅広い材料における気体混合物の複雑な吸着過程を予測するための新しい道を開く。
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