零价铁/铜混合物对DBPs反应速率的预测方法、装置、计算机设备及存储介质制造方法及图纸

本申请公开了零价铁/铜混合物对芳香族类DBPs反应速率的预测方法、装置、计算机设备及存储介质。该预测方法包括建立零价铁/铜混合物对卤代芳香族消毒副产物反应的定量构效关系模型，该定量构效关系模型表征所述卤代芳香族类消毒副产物的反应速率与相对应的最低空轨道能和偶极矩之间的关系；通过计算得到卤代芳香族类消毒副产物的最低空轨道能和偶极矩，将最低空轨道能和偶极矩代入所述定量构效关系模型，计算反应速率。计算反应速率。计算反应速率。

【技术实现步骤摘要】
零价铁/铜混合物对DBPs反应速率的预测方法、装置、计算机设备及存储介质


[0001]本申请涉及饮用水毒性降解
，尤其涉及复合金属对饮用水 中卤代芳香族类消毒副产物反应速率的预测方法、装置、计算机设备及 存储介质。

技术介绍

[0002]饮用水消毒可以防止介水传染病的传播和流行，然而在消毒过程中， 消毒剂会与不同类型的有机物发生化学反应生成一系列的消毒副产物， 尤其是卤代消毒副产物，其具有细胞毒性、致突变性和遗传毒性。因此， 构建有效去除或控制饮用水中卤代消毒副产物生成的方法迫在眉睫。现 今，发现金属材料能够对脂肪族类卤代消毒副产物产生降解作用，而且 给水和配水系统中金属管材和器件被广泛应用，因此探究金属材料对水 中毒性通常表现更高的芳香族类消毒副产物是否有也有去除效果或去除 速率的快慢具有重要的实际意义。并且由于卤代芳香族类消毒副产物的 成分复杂，在考虑金属材料对这些复杂的卤代芳香族类消毒产物的反应 时，往往希望得知其反应速率，探究其反应可行性和反应机理，而仅仅 通过实验不仅无法有效完成，还费时费力。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请的目的在于一定程度上解决上述技术问题之一。
[0004]第一方面，本申请实施例公开了零价铁/铜混合物对卤代芳香族类消 毒副产物反应速率的预测方法，包括以下步骤：
[0005]获取零价铁/铜混合物对实验物的实验信息，所述实验信息为零价铁/ 铜混合物与水样中实验物反应的不同时间点的含量值，所述实验物为选 定的一种或多种卤代芳香族类消毒副产物；
[0006]获得数据集，所述数据集包括与所述实验信息对应的运算信息；
[0007]筛选描述子，所述描述子为与所述实验物的分子结构相关的指标；
[0008]获取描述子与数据集之间的定量构效关系模型；
[0009]将所述目标物输入至所述定量构效关系模型，得到所述目标物与零 价铁/铜混合物的反应速率，所述目标物为待预测的卤代芳香族类消毒副 产物。
[0010]在本申请实施例中，获得数据集的步骤包括：
[0011]获得实验信息的不同形式的多种运算信息；
[0012]分别对每一种运算信息与时间之间的相关性进行迭代回归运算，并 获得每一种运算信息对应的第一回归参数；
[0013]比较不同运算信息对应的第一回归参数大小；
[0014]筛选第一回归参数最大的运算信息，以作为数据集。
[0015]在本申请实施例中，筛选描述子的步骤包括：
[0016]计算与所述实验物的分子结构相关的指标以作为候选描述子；
[0017]对所述候选描述子与所述数据集之间的的相关性进行迭代回归运 算，并获得所述候选描述子对应的第二回归参数；
[0018]比较不同所述候选描述子分别对应的回归参数大小；
[0019]筛选得到描述子，该描述子对应的第二回归参数值符合预设大小。
[0020]在本申请实施例中，所述第二回归参数包括确定系数、回归参数包 括确定系数、交叉验证系数、平均绝对误差、显著性水平和方差扩大因 子。
[0021]在本申请实施例中，所述候选描述子包括最低空轨道能、偶极矩、 最高空轨道能和辛醇水分配系数；筛选得到的描述子为最低空轨道能和 偶极矩，对应的定量构效关系模型为：log(K
obs
)＝A
×
E
LUMO
+B
×
μ+C；
[0022]其中，K
obs
用于表征所述反应的反应速率；E
LUMO
表示所述卤代芳香 族类消毒副产物的最低空轨道能，μ表示所述卤代芳香族类消毒副产物的 偶极矩；A、B和C均为无量纲回归系数。
[0023]在本申请实施例中，所述卤代芳香族类消毒副产物包括卤代苯酚类 化合物、卤代羟基苯甲酸类化合物、卤代硝基苯酚类化合物、卤代羟基 苯甲醛类化合物、卤代羟基硝基苯甲醛类化合物和氯代苯酚类化合物等 中的至少一种。
[0024]所述卤代芳香族类消毒副产物包括卤代苯酚类化合物、卤代羟基苯 甲酸类化合物、卤代硝基苯酚类化合物、卤代羟基苯甲醛类化合物、卤 代羟基硝基苯甲醛类化合物和氯代苯酚类化合物等芳香族类DBPs中的 至少一种。
[0025]在本申请实施例中，所述预测方法还包括对所述定量构效关系模型 进行验证，所述验证包括进行统计学评估、可视化评估和Y
‑
随机化验证。
[0026]第二方面，本申请还公开了零价铁/铜混合物对卤代芳香族类消毒副 产物反应速率的预测装置，包括：
[0027]实验信息获取模块，用于获取零价铁/铜混合物对实验物的实验信息， 所述实验信息为零价铁/铜混合物与水样中实验物反应的不同时间点的含 量值，所述实验物为选定的一种或多种卤代芳香族类消毒副产物；
[0028]数据集获取模块，用于获取所述数据集，所述数据集包括与所述实 验信息对应的运算信息；
[0029]描述子筛选模块，用于根据所述实验物的分子结构筛选得到符合预 期的描述子；
[0030]模型获取模块，用于获取描述子与数据集之间的定量构效关系模型；
[0031]目标物反应速率分析模块，用于将所述目标物输入至所述定量构效 关系模型，得到所述目标物与零价铁/铜混合物的反应速率，所述目标物 为待预测的卤代芳香族类消毒副产物。
[0032]第三方面，本申请实施例公开了一种计算机设备，包括存储器和处 理器，所述存储器储存有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序 时实现第一方面所述的预测方法的步骤。
[0033]第四方面，本申请实施例公开了一种计算机可读存储介质，其上存 储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的 预测方法的步骤。
[0034]与现有技术相比，本申请至少具有以下有益效果：
[0035]本申请公开的方法使用零价铁粉和铜粉作为降解剂，能够有效预测 零价铁/铜混
合物对卤代芳香族类消毒副产物的反应速率，另外，本申请 还可基于上述方法，利用卤代芳香族类消毒副产物内在物理化学特性解 释DBP和零价铁/铜混合物的反应的原理；并且，该方法应用便利，将待 预测物质相应的最低空分子轨道能、偶极矩计算出来带入公式即可，无 需费力的实验。
附图说明
[0036]图1为本申请实施例提供的零价铁/铜混合物对卤代芳香族消毒副产 物反应速率的预测方法的流程示意图。
[0037]图2为图1中S2步骤的具体流程示意图。
[0038]图3为图1中S3步骤的具体流程示意图。
[0039]图4为本申请实施例提供的10种DBP与零价铁/铜混合物在反应时 间5h内的实验信息以及运算信息结果图。
[0040]图5为本申请实施例提供对构建的QSAR模型验证结果：(a)该 QSAR模型的适用域；(b)该QSAR模型Q2YS和R2YS的散点图(填充 三角形对应于“真实的”QSAR模型)；(c)实验数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.零价铁/铜混合物对卤代芳香族类消毒副产物反应速率的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取零价铁/铜混合物对实验物的实验信息，所述实验信息为零价铁/铜混合物与水样中实验物反应的不同时间点的含量值，所述实验物为选定的一种或多种卤代芳香族类消毒副产物；获得数据集，所述数据集包括与所述实验信息对应的运算信息；筛选描述子，所述描述子为所述实验物的分子结构相关的指标；获取描述子与数据集之间的定量构效关系模型；将所述目标物输入至所述定量构效关系模型，得到所述目标物与零价铁/铜混合物的反应速率，所述目标物为待预测的卤代芳香族类消毒副产物。2.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，获得数据集的步骤包括：获得实验信息的不同形式的多种运算信息；分别对每一种运算信息与时间之间的相关性进行迭代回归运算，并获得每一种运算信息对应的第一回归参数；比较不同运算信息对应的第一回归参数大小；筛选第一回归参数最大的运算信息，以作为数据集。3.根据权利要求2所述的预测方法，其特征在于，筛选描述子的步骤包括：计算与所述实验物的分子结构相关的指标以作为候选描述子；对所述候选描述子与所述数据集之间的的相关性进行迭代回归运算，并获得所述候选描述子对应的第二回归参数；比较不同所述候选描述子分别对应的回归参数大小；筛选得到描述子，该描述子对应的第二回归参数值符合预设大小。4.根据权利要求3所述的预测方法，其特征在于，所述第二回归参数包括确定系数、交叉验证系数、平均绝对误差、显著性水平和方差扩大因子。5.根据权利要求4所述的预测方法，其特征在于，所述候选描述子包括最低空轨道能、偶极矩、最高空轨道能和辛醇水分配系数；筛选得到的描述子为最低空轨道能和偶极矩，对应的定量构效关系模型的QSAR公式为：log(K
obs
)＝A
×
E
LUMO
+B
×
μ+C...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨梦婷，刘焱，朱情瑶，高健发，刘长坤，刘安，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：