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  • 许多形式的沸石,其中一些在这里说明传统的基于结构的陈述,提供它们如何能转换为其他形式的一些指导,而是一种全新的基于图形的系统做一个更好的工作。

    许多形式的沸石,其中一些在这里说明传统的基于结构的陈述,提供它们如何能转换为其他形式的一些指导,而是一种全新的基于图形的系统做一个更好的工作。

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一种新的数学方法来了解沸石

许多形式的沸石,其中一些在这里说明传统的基于结构的陈述,提供它们如何能转换为其他形式的一些指导,而是一种全新的基于图形的系统做一个更好的工作。

矿物质广泛应用于工业生产过程的研究可能导致的催化和过滤新材料的发现。


记者联系

卡尔·莉迪·让·巴蒂斯特
电子邮件: kjeanbap@mit.edu
电话:(617)253-1682
新闻报道

沸石是一类天然或人造矿物用海绵状结构,具有微小的孔隙,使它们可用作催化剂或超细过滤器充斥的。但数以百万计在理论上是可能的沸石组成的,到目前为止只有大约248曾经被发现或提出。现在,来自澳门太阳城网站的研究有助于解释为什么只有这一小部分已经被发现,并能帮助科学家发现或产生更多的沸石具有所需性能。

新发现被报道,本周在杂志 自然资料在澳门太阳城网站的研究生丹尼尔·施瓦尔贝,幸田来未和Zach詹森教授ELSA好利和拉斐尔戈麦斯 - bombarelli纸。

以前的尝试找出为什么只可能沸石的组合物的这一小群已被确定,并解释为什么某些类型的沸石可以转变成特定的其他类型,都未能拿出一个理论,即观测到的数据相匹配。现在,MIT的研究小组已经开发出一种数学方法来描述不同的分子结构。该方法是基于图论,这可以预测哪些对沸石类型的可以从一个到另一个进行转化。

这可能是对发现使得用于特定目的量身定制的沸石的方式迈出的重要一步。它也可能导致新的途径生产,因为它预测,此前尚未观察到某些转变。并且,它表明生产具有从未见过的,因为一些预测配对会导致转换成新类型的沸石结构的沸石的可能性。

interzeolite tranf要么mations

沸石如下多种的催化石油的“裂化”在炼油厂和吸收气味如猫兔子厕所填料元件广泛今天用于应用程序。甚至更多的应用成为可能,如果研究人员可以创建新类型沸石,例如用适合于特定类型的过滤孔径。

各种沸石的是硅酸盐矿物,在化学组成,以石英类似。事实上,在地质时间尺度上,他们都将最终变成石英 - 矿物的更加密集的形式 - 解释戈麦斯 - bombarelli,谁是在材料加工丰田助理教授。但在此期间,他们是在一个“亚稳定”形式,这有时可以通过施加热或压力或两者转化为一个不同的亚稳形式。一些这些变换是众所周知的,并且已经用于从更容易获得的天然形式产生所需的沸石品种。

目前,许多沸石是通过使用被称为osdas(有机结构导向剂),其为它们的结晶提供了一种模板的化学化合物制备。但戈麦斯 - bombarelli说,如果不是他们可以通过别人的改造,沸石的现成的形式,“这是非常激动人心的生产。如果我们不需要使用osdas,那么它的便宜得多[生产材料]。有机材料是昂贵的。什么我们可以做,以避免有机会让我们更接近工业规模生产。”

不同沸石化合物的结构的传统的化学建模,研究人员已经发现,提供没有真正的线索找到对可容易地从一个到另一个的变换的沸石。出现结构上相似的化合物有时也不受这种变换,和其它对是极不相似变成容易互换。来指导他们的研究中,研究小组使用以前由好利集团开发的人工智能系统“读”沸石上70000多篇研究论文,并选择那些具体确定interzeolite转换。然后他们详细研究了那些对,试图找出共同的特点。

他们发现,基于图论,而不是传统的结构模型拓扑描述,明确相关的配对。这些基于图的描述中,基于在所述固体而不是它们的实际物理排列的数量和化学键的位置,表明所有已知的配对有几乎相同的曲线图。没有这样的相同图表是对那些不经受变换中发现。

这一发现揭示了一些以前未知的配对,其中有些横空出世,以配合以前没有被确定为这样的实验室初步意见,从而有助于验证新模式。该系统还就成功地预测哪些沸石的形式可以共生 - 形成交错状在两个紧握的双手手指两种类型的组合。这样的组合也是商业上有用的,例如用于使用不同的沸石材料连续催化步骤。

成熟的进一步研究
 

这一新发现也可能有助于解释为什么许多理论上可能沸石编队似乎并不实际存在。因为一些形式容易转化成其他人,这可能是他们中的一些转变如此之快,他们从来没有对自己的观察。使用基于图形的方法筛选可以揭示一些未知的配对,并说明为什么那些短命的形式没有见过。

一些沸石,根据图模型,“具有相同的图形没有假想的合作伙伴,所以它没有任何意义,试图改变他们,但一些有成千上万的合作伙伴”,因此已经具备进一步的研究,戈麦斯 - bombarelli说。

原则上,新的研究结果可能会导致各种新的催化剂,调整他们的目的是促进确切的化学反应的发展。 Gomez的-bombarelli说,几乎任何期望的反应可以假设找到一个合适的沸石材料,以促进它。

“实验者是非常兴奋的发现来形容他们的转换是预测一门语言,”他说。

这项工作是“在interzeolite变革的理解,这已成为由于潜在使用这些流程,提高工作效率和商业沸石生产的经济性越来越重要的课题的一个重大进步,”杰弗里·里默,化学副教授说:在休斯敦,谁没有参与这项研究的大学生物分子工程。

曼努埃尔moliner,在瓦伦西亚理工大学的终身科学家,在西班牙,谁也未连接到这项研究,他说:“了解参与特别interzeolite转换成对,不仅考虑称为沸石,而且数百个具有假想沸石没去过合成,开启非凡的实际机会,合理和直接与潜在的利益作为工业催化剂目标沸石的合成“。


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