一种金属纳米团簇结构优化方法技术

本发明专利技术公开一种金属纳米团簇结构优化方法，通过PSO算法中坐标更新公式与随机学习算子的结合来更新金属纳米团簇的速度和坐标，使用拟牛顿算法对更新后的金属纳米团簇进行局部优化，通过适应度值比较得到最优的金属纳米团簇。本发明专利技术具有较高的精确度和收敛速度。

Method for optimizing structure of metal nano cluster

The invention discloses a metal nano cluster structure optimization method, speed and coordinate to update the metal nanoclusters by combining the coordinate updating formula and random learning operator in PSO algorithm, using the quasi Newton algorithm for local optimization of metal nanoclusters updated, through the fitness value to get optimal metal nanoclusters the. The invention has high accuracy and convergence speed.

【技术实现步骤摘要】
一种金属纳米团簇结构优化方法
本专利技术涉及纳米材料
更具体地，涉及一种金属纳米团簇结构优化方法。
技术介绍
金属纳米团簇具有一些特殊的结构、组成和性质等，被广泛用在催化、光学、磁学和生物诊断器等领域。尤其在催化应用方面，金属纳米团簇被认为是金属纳米催化剂中最具发展潜力的一种，被称为“第四代催化剂”。这主要是由于金属纳米团簇的尺寸小，比表面积大，表面原子的键态和电子态与其内部不同，表面原子配位不全等特点导致其表面的催化活性增加。另外金属纳米团簇催化剂具有很好的选择性，能减少副产物的产生，从而减少对环境的污染。因此，金属纳米团簇也成为纳米科学技术研究中的一个新方向、新领域。目前金属纳米团簇结构优化的计算模拟方法主要有：量化计算、全局优化、分子模拟。量化计算方法主要基于DFT(密度泛函理论，Densityfunctionaltheory)而不依据任何实验事实或经验规律，然而针对较大体系或贵金属体系，求解equotion(薛定谔方程)缓慢的收敛速度是不能忍受的并且操作方法复杂，全局优化的方法主要包括simulatedannealing(模拟退化)、basinhopping(跳坑)和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属纳米团簇结构优化方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：S1、设定Gupta势能参数，并设置需要优化的金属纳米团簇尺寸和构成金属纳米团簇的金属原子种类；S2、以系统时间戳为随机数种子，在半径为R的球或边长为R的正方体内随机生成规模为N的金属纳米团簇群，所述金属纳米团簇群由N个金属纳米团簇构成，所述金属纳米团簇由n个金属原子构成；S3、初始化金属纳米团簇的结构；S4、若金属纳米团簇为双金属纳米团簇，则先进行小概率的变异操作再转入步骤S5；若金属纳米团簇为单金属纳米团簇则转入步骤S5；S5、通过PSO算法中坐标更新公式与随机学习算子的结合来更新金属纳米团簇的速度和坐标；S6、使用拟牛顿算法对...

【技术特征摘要】
1.一种金属纳米团簇结构优化方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：S1、设定Gupta势能参数，并设置需要优化的金属纳米团簇尺寸和构成金属纳米团簇的金属原子种类；S2、以系统时间戳为随机数种子，在半径为R的球或边长为R的正方体内随机生成规模为N的金属纳米团簇群，所述金属纳米团簇群由N个金属纳米团簇构成，所述金属纳米团簇由n个金属原子构成；S3、初始化金属纳米团簇的结构；S4、若金属纳米团簇为双金属纳米团簇，则先进行小概率的变异操作再转入步骤S5；若金属纳米团簇为单金属纳米团簇则转入步骤S5；S5、通过PSO算法中坐标更新公式与随机学习算子的结合来更新金属纳米团簇的速度和坐标；S6、使用拟牛顿算法对速度和坐标更新后的金属纳米团簇中的金属原子的速度和坐标进行力平衡优化计算，得到局部优化后的金属纳米团簇的结构；S7、计算局部优化前的金属纳米团簇的适应度值和局部优化后的金属纳米团簇的适应度值；S8、将适应度值高的金属纳米团簇作为优选金属纳米团簇，得到优选金属纳米团簇的结构及优选金属纳米团簇的能量值；S9、判断是否达到最大更新迭代次数，若是则转入步骤S10，否则转入步骤S5；S10、重新随机生成与优选金属纳米团簇相同尺寸的新金属纳米团簇，使用拟牛顿算法对新金属纳米团簇中的金属原子的速度和坐标进行力平衡优化计算，得到局部优化后的新金属纳米团簇的结构；S11、计算局部优化后的新金属纳米团簇的适应度值，将局部优化后的新金属纳米团簇与优选金属纳米团簇中适应度值高的金属纳米团簇作为最优金属纳米团簇，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：程道建，周营成，赵政，袁文燕，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11