利用约束效应和可解释机器学习预测沸石催化剂中烷烃的扩散

本研究基于高通量分子动力学模拟与可解释机器学习，构建了包含4194种沸石骨架的扩散数据库。背景是沸石孔道结构对分子扩散具有决定性影响，但传统方法难以定量预测复杂拓扑下的扩散行为。研究目的是开发一套基于限域效应机理的拓扑描述符（包括通道迂曲度和截面方差），建立高精度且可迁移的扩散预测模型。结论表明，孔道限域直径是促进扩散的主导因素，而通道迂曲度和截面非均匀性是主要传质阻力。通过迁移学习，模型可从甲烷扩散数据高效拓展至乙烷、乙烯和甲醇等小分子体系，为沸石催化剂的理性设计提供了可解释的计算平台。