【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及催化材料方法的，尤其涉及一種計算催化劑自由能的方法。
技術介紹
1、隨著計算能力的不斷提高，高通量計算成為研究材料必不可少的手段，可以快速計算大量待選的催化材料，大大提高了計算速度，但是高通量計算常常需要處理大量的計算結果文件，需要根據不同的計算任務或分析手動進行復制、命名和提交等操作。現有的手動操作方式效率低下，并且容易出錯。
2、例如申請號為：202010116568?.5的專利技術專利提供一種用于異構集群環境中的自由能微擾計算調度方法，包括以下步驟：步驟a：通過預先構造好的分子/蛋白質等結構和輸入文件，先進行npt系綜動力學模擬過程，獲得平衡態的結構；步驟b：運行基于哈密頓量的副本交換動力學計算，獲得足夠多的軌跡數據；步驟c：解析軌跡文件，再與各種prmtop組合,生成新的amber計算輸入，計算組合后的每個構象對應的單點能；步驟d：使用正則表達式提取log文件中的能量數值，同時清理中間臨時文件，完成單個分子的計算過程。該專利技術的方法配置靈活，可以同時處理多個分子的自由能計算，使用者需要簡單地寫好配置文檔，通過配置生成運行時腳本，按照設定好的流程自動執行，也可指定某幾步部分計算，計算解耦性好。但是，該專利主要針對分子動力學計算，涉及到的npt系綜動力學模擬、哈密頓量的副本交換動力學計算、軌跡文件解析等，都屬于分子動力學計算的常用流程，而所提到的工具amber也是典型的分子動力學模擬軟件，不適用于dft的自由能計算。本申請主要針對基于vasp等量子力學計算軟件進行的dft計算，并不涉及分子動力學模
技術實現思路
1、針對現有計算催化劑自由能的方法存在手動準備輸入文件慢、提交后處理分析計算任務效率低、手動分析數據準確性低的技術問題，本專利技術提出一種批量計算石墨烯負載過渡金屬原子催化劑自由能的方法，實現了石墨烯負載過渡金屬原子催化劑溶劑化和熱力學校正的量化提交和后處理，提高了計算效率，大大節省了時間成本。
2、為了達到上述目的，本專利技術的技術方案是這樣實現的：一種批量計算石墨烯負載過渡金屬原子催化劑自由能的方法，步驟包括：
3、s1：利用收斂模塊對結構優化文件夾中的結構優化計算結果進行收斂判斷；
4、s2：獲取溶劑化和熱力學校正計算相應的incar輸入文件；
5、s3：利用文件提取模塊從結構優化文件夾提取溶劑化和熱力學校正計算所需的其他輸入文件；
6、s4：分別將溶劑化和熱力學校正計算相應的incar輸入文件放置到每一個子文件夾中；
7、s5：利用自動提交模塊循環遍歷相應目錄下所有子文件夾，提交溶劑化計算和熱力學校正計算的輸入文件；
8、s6：利用數據提取模塊循環遍歷相應目錄下所有子文件夾提取相應的能量值，并進行數據處理，得到自由能值。
9、步驟s1所述對結構優化文件夾中的結構優化計算結果進行收斂判斷的方法為：
10、收斂模塊內設置有vasp軟件，在vasp軟件中輸入qvasp?-e命令對結構優化結果進行收斂判斷，如果計算收斂，則輸出yes進行下一步溶劑化和熱力學校正計算；反之，輸出no；如果未收斂，檢查修改后繼續進行結構優化計算。
11、步驟s2所述獲取溶劑化和熱力學校正計算相應的incar輸入文件的方法為：
12、采用的是隱式溶劑模型計算溶劑化，在incar中設置nsw=0進行單點能計算，并添加參數lsol?=?t打開溶劑化計算，以近似描述溶劑化環境；
13、在計算熱力學校正時進行頻率計算，在進行頻率計算時，incar中設置ibrion=5啟用頻率計算，從而獲取振動模式和頻率，進而獲取分子的振動模式，進行校正。
14、步驟s3所述文件提取模塊包括python庫函數和方法；
15、python庫函數具體包括：os.walk()、os.listdir()、os.path.join()、os.path.isdir()、os.path.exists()、os.makedirs()、shutil.copy()、shutil.move()、open()、re.search()、enumerate()和subprocess.run()；
16、方法包括：str.rstrip()、str.endswith()、file.readlines()、line.split()、file.writelines()、f-string、writer.writerow()和split()。
17、其特征在于，步驟s3所述利用文件提取模塊從結構優化文件夾提取溶劑化和熱力學校正計算所需的其他輸入文件的方法為：
18、s31：利用文件提取模塊從結構優化文件夾提取溶劑化計算所需的其他輸入文件；
19、s32：利用文件提取模塊從結構優化文件夾提取熱力學校正計算所需的其他輸入文件。
20、步驟s31所述從結構優化文件夾提取溶劑化計算所需的其他輸入文件的方法為：
21、溶劑化計算所需的其他輸入文件包括：poscar、potcar、kpoints、vasp.pbs和wavecar，其中，wavecar文件僅用于溶劑化計算；
22、在從結構優化文件夾提取溶劑化計算所需的其他輸入文件時，通過定義父目錄和目標目錄，使用for循環和函數（os.listdir(parent_dir)），列出父目錄中所有的文件和子文件夾的名稱，其中，parent_dir是傳遞給os.listdir()的參數變量，表示父文件夾的路徑；利用函數os.path.join()執行命令（dir_path=os.path.join(parent_dir,?dir_name)）將父目錄和子文件夾名結合成完整路徑，遍歷父目錄中所有的子文件夾；采用函數（os.path.isdir(dir_path)）檢查當前路徑是否是一個目錄，確保只處理子文件夾，其中，dir_path是一個變量名稱，用來表示目錄路徑；利用函數os.path.exists()和函數os.path.join()執行命令（os.path.exists(os.path.join(dir_path,"contcar"))）檢查子文件夾中是否存在名為contcar的文件，如果存在，進入下一步；通過內置字符串方法（new_dir_name=dir_name.rstrip(‘/’)?+?"_s"）對新的子文件夾命名并添加加后綴_s，利用函數os.makedirs()執行命令os.makedirs(new_dir_path)創建新文件夾；使用函數（shutil.copy()）將子文件夾中的contcar文件復制到新文件夾中，并重命名為poscar；
23、利用for循環檢查子文件夾中是否存在potcar文件、kpoints文件、vasp.pbs文件或wavecar文件，如果存在，則復制到新目錄中；使用函數os.listdir()本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種批量計算石墨烯負載過渡金屬原子催化劑自由能的方法，其特征在于，步驟包括：
2.根據權利要求1所述的批量計算石墨烯負載過渡金屬原子催化劑自由能的方法，其特征在于，步驟S1所述對結構優化文件夾中的結構優化計算結果進行收斂判斷的方法為：
3.根據權利要求2所述的批量計算石墨烯負載過渡金屬原子催化劑自由能的方法，其特征在于，步驟S2所述獲取溶劑化和熱力學校正計算相應的INCAR輸入文件的方法為：
4.根據權利要求3所述的批量計算石墨烯負載過渡金屬原子催化劑自由能的方法，其特征在于，步驟S3所述文件提取模塊包括Python庫函數和方法；
5.根據權利要求2-4中任意一項所述的批量計算石墨烯負載過渡金屬原子催化劑自由能的方法，其特征在于，步驟S3所述利用文件提取模塊從結構優化文件夾提取溶劑化和熱力學校正計算所需的其他輸入文件的方法為：
6.根據權利要求5所述的批量計算石墨烯負載過渡金屬原子催化劑自由能的方法，其特征在于，步驟S31所述從結構優化文件夾提取溶劑化計算所需的其他輸入文件的方法為：
7.根據權利要求6所
8.根據權利要求7所述的批量計算石墨烯負載過渡金屬原子催化劑自由能的方法，其特征在于，步驟S4所述分別將溶劑化和熱力學校正計算相應的INCAR輸入文件放置到每一個子文件夾中的方法為：
9.根據權利要求8所述的批量計算石墨烯負載過渡金屬原子催化劑自由能的方法，其特征在于，步驟S5所述提交溶劑化計算和熱力學校正計算的輸入文件的方法為：
10.根據權利要求8或9所述的批量計算石墨烯負載過渡金屬原子催化劑自由能的方法，其特征在于，步驟S6所述得到自由能值的方法為：
...【技術特征摘要】
1.一種批量計算石墨烯負載過渡金屬原子催化劑自由能的方法，其特征在于，步驟包括：
2.根據權利要求1所述的批量計算石墨烯負載過渡金屬原子催化劑自由能的方法，其特征在于，步驟s1所述對結構優化文件夾中的結構優化計算結果進行收斂判斷的方法為：
3.根據權利要求2所述的批量計算石墨烯負載過渡金屬原子催化劑自由能的方法，其特征在于，步驟s2所述獲取溶劑化和熱力學校正計算相應的incar輸入文件的方法為：
4.根據權利要求3所述的批量計算石墨烯負載過渡金屬原子催化劑自由能的方法，其特征在于，步驟s3所述文件提取模塊包括python庫函數和方法；
5.根據權利要求2-4中任意一項所述的批量計算石墨烯負載過渡金屬原子催化劑自由能的方法，其特征在于，步驟s3所述利用文件提取模塊從結構優化文件夾提取溶劑化和熱力學校正計算所需的其他輸入文件的方法為：
6.根據權利要求...
【專利技術屬性】
技術研發人員：霍鋒，許卉，劉亞偉，楊淑娜，呂文豪，
申請(專利權)人：中國科學院過程工程研究所，
類型：發明
國別省市：
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