亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Interpretable Machine-Learning-Assisted Design of Metal Oxide Catalysts by Decoding Key Descriptors for CO 2 -Assisted Propane Dehydrogenation

催化作用 丙烷 脱氢 合理设计 材料科学 概化理论 丙烯 产量(工程) 环氧丙烷 氧化物 计算机科学 过度拟合 接口(物质) 生物系统 响应面法 集合(抽象数据类型) 组合化学 分子描述符 绝热过程 多相催化 金属 表征(材料科学) 工作(物理) 化学工程 实验数据 工艺工程 非线性系统 钥匙(锁)
作者
Qiwen Guo,Jun Hu,Qingchun Yang,Jingsong Guan,Dawei Zhang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:18 (3): 5313-5330 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acsami.5c21218
摘要

The rational design of high-performance catalysts for CO 2 -assisted propane dehydrogenation (CO 2 –PDH) is hindered by the complex interplay among catalyst properties, preparation parameters, and reaction conditions. Herein, this study develops an interpretable machine learning (ML) framework that accelerates the discovery of optimal catalysts and deciphers the underlying structure-performance relationships. A meticulously curated data set of 606 experimental data points was used to train and optimize seven ML models. The optimized XGBoost model demonstrated superior predictive accuracy (test R 2 = 0.966) for propane conversion, propylene selectivity, and yield. Shapley Additive exPlanations (SHAP) analysis quantitatively ranked the importance of 17 input features, revealing that catalyst descriptors (45.4%) and reaction conditions (37.2%) dominated the catalytic performance. Specific surface area, the primary support material, and time-on-stream were identified as the most critical descriptors governing the catalytic interface and activity. Partial dependence plots further elucidated the nonlinear influence of these key parameters on the target outputs. The framework was subsequently employed for multiobjective optimization, leading to the identification of Pareto-optimal catalysts (e.g., Cr 2 O 3 –Co/MSS-2-La 2 O 3 ) achieving a remarkable propylene yield of 74.95%. Independent experimental validation on unseen catalysts confirmed the model’s exceptional generalizability and accuracy, with prediction errors ≤ 4.34%. This work provides a robust, data-driven strategy for the rational design of high-performance catalytic materials by translating black-box predictions into actionable design principles.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
没招了没招了完成签到,获得积分10
5秒前
hahasun完成签到,获得积分10
6秒前
Hyun的应助被科研通管家采纳,获得10
6秒前
优雅愚志的应助被科研通管家采纳,获得10
6秒前
情怀的应助被科研通管家采纳,获得10
6秒前
7秒前
情怀的应助被空白采纳,获得20
10秒前
海洋球完成签到,获得积分10
16秒前
leemiii完成签到 ,获得积分10
20秒前
THESHY完成签到,获得积分20
25秒前
26秒前
fengfeng完成签到,获得积分20
27秒前
29秒前
31秒前
共享精神的应助被微丶尘采纳,获得10
32秒前
迷人啤酒完成签到,获得积分10
33秒前
sdfsd发布了新的文献求助30
34秒前
大胆鼠标完成签到,获得积分10
36秒前
THESHY关注了科研通微信公众号
36秒前
41秒前
43秒前
44秒前
45秒前
微丶尘发布了新的文献求助10
46秒前
47秒前
洁净雨发布了新的文献求助10
48秒前
yzy发布了新的文献求助10
48秒前
咕咕发布了新的文献求助10
51秒前
直率的晓亦完成签到,获得积分10
53秒前
机智友灵完成签到 ,获得积分10
54秒前
沉默的玫瑰完成签到,获得积分10
55秒前
微丶尘完成签到,获得积分10
56秒前
马宁婧完成签到 ,获得积分10
57秒前
科研通AI6.4的应助被yzy采纳,获得10
58秒前
lengzixing完成签到,获得积分10
1分钟前
心灵美白梅完成签到,获得积分20
1分钟前
1分钟前
潇洒的老黑完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
97_完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
日本語と中国語及びチベット・ビルマ語の語源関連性に関する分析 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
Mental Health 600
The Basics of Practical Optimization, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7978527
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9441215
关于积分的说明 21074457
捐赠科研通 7554027
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3375238
关于科研通互助平台的介绍 2509706
邀请新用户注册赠送积分活动 2408187