?????? 生物質(zhì)是生產(chǎn)化學(xué)品和燃料的重要原料,作為一種新興的可再生能源,生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化利用受到廣泛研究關(guān)注。纖維素是自然界中存在最廣泛的生物質(zhì)原料,其中葡萄糖作為纖維素的單體,在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程中是基本的中間體,所以葡萄糖熱裂解反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)更好的理解設(shè)計(jì)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程有重要意義。然而,葡萄糖作為一種多官能團(tuán)分子,其反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)十分復(fù)雜,可能的反應(yīng)路線(xiàn)眾多,傳統(tǒng)的量化方法受限于計(jì)算代價(jià)難以大規(guī)模搜索,而經(jīng)典力場(chǎng)方法對(duì)反應(yīng)的描述不夠理想,如何實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的深度搜索是這一領(lǐng)域的重要挑戰(zhàn)。
?????? 近期復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系劉智攀教授課題組(JACS,12月4日在線(xiàn)論文)通過(guò)結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法和隨機(jī)行走勢(shì)能面搜索方法(SSW),構(gòu)建了針對(duì)有機(jī)反應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)勢(shì)函數(shù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)葡萄糖熱裂解反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的深度搜索。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)勢(shì)函數(shù),他們搜集了超過(guò)150000對(duì)反應(yīng)數(shù)據(jù),得到了6407種基元反應(yīng),以此構(gòu)建起葡萄糖熱裂解反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)結(jié)合進(jìn)一步的第一性原理計(jì)算驗(yàn)證,葡萄糖熱裂解中幾個(gè)重要產(chǎn)物(HMF, FF 和 HAA)的低能壘通道得到了自動(dòng)化定位,其中關(guān)于HMF生成機(jī)理提出的逆邁克爾加成式路線(xiàn),相較于之前工作中的機(jī)理能壘更低而且對(duì)脫水過(guò)程的區(qū)位選擇性更強(qiáng);FF和HAA路徑則共享關(guān)鍵的3-羰基己糖中間體。
返回首頁(yè) 浙公網(wǎng)安備 33010602009704號(hào);浙ICP備18001318號(hào)