高岭土负载晶化NaY分子筛空间分辨分析.pdf

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1、第31卷第1期计算机与应用化学Vo1．31，No．12014年1月28日ComputersandAppliedChemistryJanuary28，2014高岭土负载晶化NaY分子筛空间分辨分析王阔，杨东奎，王继锋，赵波。，季洪海(1．中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，辽宁，抚顺，113001；2．辽宁石油化工大学，辽宁，抚顺，113001；3．辽宁石油化工大学顺华能源学院，辽宁，抚顺，113001)摘要：本文使用GPU计算单元基于聚类分析数学方法处理高岭土、NaY分子筛以及负载晶化NaY分子筛的透射电镜(TEM)I~像。将所提取的几类图像的灰度数据信息，分别进行归一化、相关矩

2、阵计算及特征分解、特征值和特征向量的提取以及灰度值向量的二维投影等过程处理，进而对高岭土负载晶化NaY分子筛进行空间分辨分析，并对高岭土负载晶化NaY分子筛空间各类基质可能的富集区域进行标示和分析。同时，基于分辨分析的结果，对高岭土负载晶化NaY分子筛的空间组构及表面的吸附扩散行为进行讨论，该分辨方法对于石油炼制领域广泛使用的复合共生分子筛或其它复合催化材料体系的分辨也有较大意义。同时，也采用了单晶衍射、电子能谱分析、表面面扫描以及频率响应等辅助分析方法对空间分辨分析的结果进行进一步的支持和论证。关键词：负载晶化；灰度；特征空间；GPU；聚类分析中图分类号：TQ015．9；TP391．9

3、；06．39文献标识码：A文章编号：1001-4160(2014)01-48．54D0I：l0．11719／eom．app．them20140111l弓I言CPU芯片上集成的晶体管的数量不再符合摩尔定律，从而使得CPU性能的提升空间越来越小[4】。而近年来兴起1．1负载晶化简介的可编程的GPU可用于图形类或非图形类的高度并行负载晶化是指以某种介质材料为模板或框架在其表数值计算，能够容纳上千个没有逻辑关系的数值计算线面或体相内通过结晶的方式生成另一种(一组)化学材料程，它还具有比CPU更强大的峰值计算能力和理论存储的材料合成方法，其获取的新材料往往具备独特的物化器宽带，同时GPU芯片上可集

4、成的集体管数量仍然符合性能。对于催化材料的合成而言，负载晶化制备的材料摩尔定律，性能具有可观的发展空间[5】。往往具有较高的催化活性及较好的分散度等优点[11，该1．3模式识别与聚类分析类方法已成为现代催化材料制备的主流方法之一。较负模式识别【6】就是估计未知事物的属性，是基于“物以载晶化材料的广泛应用而言，其材料自身的表征方法却类聚”的原理，来分类判别事物的方法。模式识别的基本存在较大的滞后性【2J。对于负载晶化材料的定性、定量识假定是：倘若被观察物类型上的不同是由某些特征所确别和判定往往仅限于对其微观形貌的电镜图像进行视觉定，则同类物质的特征应该比较相似，相似性使他们在上的判断，目前

5、尚无相对有效的方法进行测试分辨。然同一模式空间中相聚。一般来说，采用模式识别方法归而，负载晶化材料中各类客体的分布位置、分布量及分纳问题的共性在于，目标与影响因素之间直接联系不明布形式对于材料的催化性能却至关重要。因此，要确立或者通过现有的理论途径很难查清，在各因素之间一时一种对于负载晶化材料中各类客体材料基于高速计算的找不出明显的关联，能够得到的只是一些模糊的认识或半定量化的度量方式十分必要。由长期经验所积累的感觉以及测量的数据【_。因而，模式1．2流处理器简介识别方法对于总结以往的经验观察数据，寻找目标与众图形处理器(graphicprocessingunit，GPU)到目前为多因素

6、之间的某种联系或目标的优化区域、优化方向，止，GPU已经经过8代的发展，每一代都有比前一代更是一种非常有效的方法。强的性能和更完善的可编程框架【3】。而聚类分析则是另外一种分类的数学方法，其基本目前高端的GPU计算性能已达到每秒万亿次级别，思想也是物以类聚，可以根据事物间的不同特征、亲疏相当于一个高性能计算集群，其计算性能远远超过主流程度和相似性等关系加以分类【8】。换句话说，就是按照不CPU计算能力。因此，人们更期望将具有如此高计算性同对象之间的差异，根据距离函数的规律模式分类，将能的GPU应用于通用科学计算领域。相似的归为一类，不相似的归为一类。相似亦或不相似从微观框架上看，CPU擅

7、长的是操作系统和通用程序的关键是选取合适的特征，一般采用聚类中心之间的距这类拥有复杂指令调度、循环、分支、逻辑判断以及执离偿l间差和组内差)来评价聚类效果【9】。用聚类分析的方行等程序任务。但是，由于晶体管尺寸和能耗的限制，收稿日期：2013-05—15；修回日期：2013—12-06基金项目：中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，院控课题(011107)作者简介：王阔(1977—)，男，辽宁人，工程师，E-mail：kkch