我校理学院大数据研究团队在人工智能与大数据处理技术研究方面取得系列进展，研究成果分别发表在IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems、IEEE Transactions on Cybernetics和Information Sciences三大人工智能顶级期刊。神经网络是人工智能领域中目前最为火热的研究方向——深度学习的架构基础。虽然深度学习在近几年发展迅速，但是关于如何设计最优神经网络架构的问题仍处于探索阶段。该团队分别针对人工智能中神经网络结构复杂、高维大规模数据存在无效和冗余特征、难以获取长时序信息等问题与缺陷，设计出了一系列网络结构优化、大数据特征选择和时序循环神经网络模型，有效改善了上述不足，提高了人工智能模型的学习性能。 题目为《带Group Lasso惩罚与控制冗余的神经网络特征选择》（Feature Selection using a Neural Network With Group Lasso Regularization and Controlled Redundancy）的研究论文发表在人工智能领域权威国际期刊IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems。王健副教授和博士生张华清为该论文共同第一作者， 我校荣誉教授Nikhil R. Pal院士（印度统计研究所）参与指导，中国石油大学（华东）为第一署名单位。该项工作得到国家自然科学基金、国家科技重大专项、山东自然科学基金、中央高校基本科研业务费、中国石油天然气集团公司重大科技项目以及山东省高校青年创新科技支撑计划的资助。 特征选择技术也称属性选择，是指从原始特征或属性中选择出最有效的特征或属性以降低数据维度的过程，它是人工智能数据预处理环节的重要步骤，也是大数据处理技术的重要环节。该项工作在神经网络中嵌入Group Lasso惩罚项并实现特征冗余控制，在选出对解决问题最有帮助、蕴含信息量最大的特征或属性的同时，控制所选特征子集的冗余程度，以达到降维的最优效果，从而使模型的泛化能力更强，降低神经网络模型产生过拟合的风险。 题目为《基于L1正则化的神经网络结构优化模型设计与分析》（Learning Optimized Structure of Neural Networks by Hidden Node Pruning With L1Regularization）的研究论文发表在国际人工智能领域权威期刊IEEE Transactions on Cybernetics。硕士生谢雪涛和博士生张华清为论文共同第一作者，王健副教授为通讯作者，我校荣誉教授Nikhil R. Pal院士（印度统计研究所）参与指导，中国石油大学（华东）为第一署名单位。该项研究成果得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金和中央高校基本科研业务费的资助。 该项工作借助L1正则子具有的稀疏表达能力，提出两种神经网络结构优化学习模型；本项工作另外一个突出贡献就是提出了一种简单且具有通用性的收敛性证明方法，同时保证了模型设计的合理性。实验结果表明所提出模型具有强大的鲁棒性、广泛的适用性、理想的剪枝能力和良好的泛化能力，适用处理高维大数据。该研究成果在人工智能与深度学习构造最简网络结构方面具有很强的指导作用和应用推广价值。

北京大学物理学院、纳光电子前沿科学中心、人工微结构和介观物理国家重点实验室“极端光学团队”胡小永教授和龚旗煌院士等在非厄密拓扑光子学研究中取得重要进展：发展出一种研究新型增益-损耗畴壁拓扑光学体系的有效哈密顿量新方法，揭示了由增益-损耗畴壁诱导的拓扑态的产生机制。

（专利号：ZL 201410632565.1） 简介：本发明公开了一种蒙脱石基金属镍纳米片催化剂及其制备方法和应用，属于化工技术领域。该催化剂载体为蒙脱石，活性组分为金属镍，镍质量为催化剂总质量的5-30wt％，其制备方法是：将蒙脱石与镍盐、尿素和水充分搅拌混合，通过超声辅助分散得到完全剥离为单层蒙脱石纳米片的水溶液，用化学液相沉积-沉淀法在分散于水溶液中的单层蒙脱石纳米片表面引入分布均一的镍物种，经高温还原制得蒙脱石基金属镍纳米片催化剂。本发明蒙脱石基金属镍纳米片催化剂对芳烃化合物加氢反应具有很高的催化活性，同时该催化剂制备方法简单、成本低廉，很适合于工业化生产。  

成果描述：2,5-呋喃二甲醛（DFF）是一种多用途的有机合成中间体，可以用来合成药物、大环配体、抗真菌剂和呋喃，也可以作为单体形成各种高聚物，例如聚频哪醇和聚乙烯。采用5-羟甲基糠醛（HMF）为原料，通过氧化反应合成DFF，是目前工业上唯一可行的制备DFF的方法。但因获得HMF需要复杂的分离纯化过程，故HMF价格昂贵使得DFF的生产成本很高，其生产迄今没有工业化。碳水化合物被视为目前最有希望的“可再生资源”。将廉价的碳水化合物直接作为原料，利用无需分离HMF的二步转化方法制备DFF, 可以克服已有技术成本高，能耗高和收率低的缺陷，更为经济实用，更符合经济的绿色可持续发展。 常压下反应，以碳水化合物（葡萄糖、果糖或蔗糖）为原料，采用不分离HMF的一锅两步法合成DFF：第一步碳水化合物脱水生成HMF，第二步HMF原位氧化生成DFF。本方法的技术优势在于：1. 适用原料广，尤其可以用廉价的葡萄糖作原料得到较高的DFF产率，降低了生成成本，具有工业化应用前景；2. DFF产率高，以碳水化合物计（葡萄糖：51%，果糖：68%，蔗糖：50%）；3. 催化剂廉价易得，易于分离（离心分离）；4. 反应条件较温和，常压，低温，反应时间相对较短；5. 反应过程操作简单，反应副产物少，对环境友好。市场前景分析：生物质化工领域，精细化学品合成。与同类成果相比的优势分析：由葡萄糖制备DFF： DFF产率>40 %，选择性>60 % 由果糖制备DFF： DFF产率>55 %，选择性>65 % 由蔗糖制备DFF： DFF产率>45 %，选择性>65 % 国内先进。

本发明提供一种二元负载型TiO2/纳米铁/SBA-15催化剂的制备方法，该方法步骤：钛酸丁酯水解缓冲液的配制；负载型TiO2/SBA-15催化剂制备；二元负载型TiO2/纳米铁/SBA-15催化剂的制备，即得到黑色二元负载型TiO2/纳米铁/SBA-15催化剂，在无氧条件下密封保存。本发明的效果：在二元负载型TiO2/纳米铁/SBA-15催化剂制备过程中，形成的Si-O-Ti键可有效提高TiO2在SBA-15分子筛孔道内的负载牢固度，且负载过程不会破坏分子筛的结构。同时又不会出现孔道坍塌和收缩的现象，并保持负载型TiO2/SBA-15催化剂大比表面积的介孔结构，比表面可高达300m2/g以上。可在一定程度上减少光生载流子的复合，提高其光催化效率55%-70%以上。

本发明公开了一种微波改性Ｃａ?Ｚｒ／Ｈ?ＺＳＭ?５酸碱催化剂的制备方法，采用预热?微波辐射?煅烧三步法对ＨＺＳＭ?５分子筛预处理，并配置氢氧化钙溶液对其碱处理以得到等级孔前驱体。配置一定容积的分子筛悬浊液，加入锆的硝酸盐溶液用于离子交换并浸渍２４小时，随后加入由碳酸钙，进行搅拌、烘干、三步法微波?热处理等操作。利用该方法设计并制备的酸碱催化剂具有特定的等积孔与骨架结构，能够有效促进ＣＯ２气体分子扩散与吸附、气化或热解过程中重油裂解，轻质油分的定向合成等多功能，煅烧后的催化剂，其活性组为ＣａＯ，可用于

本发明公开了一种应用在海藻液化反应的分子筛催化剂及其制备方法，包括以下方法：首先以ZSM-5/MCM-41复合分子筛催化剂为载体负载金属得到负载金属的复合分子筛催化剂，然后用化学液相沉积法修饰负载金属的复合分子筛催化剂，即得到本发明的微孔-介孔复合分子筛催化剂，将此催化剂可应用在海藻液化中，催化剂对海藻液化的催化效果明显，促进产物的芳香化，有明显的脱氧效果，燃油产率高，热值高，含氧量低，芳烃和长链烷烃含量高。人们对矿物能源需要的日益增长与传统能源的有限性和不可再生性之间的严重不平衡性，使得寻找新型的可再生的环境友好型能源作为代替成为迫切需要。生物质能储量丰富并且可以再生，从化学组成来看，生物质是由碳、氢、氧、氮等元素组成的，与传统的矿物能源组成相似并且不含硫，所以在使用的过程中不会排放出SO2并且是属于零碳排放，因此可作为矿物能源的理想潜在替代能源。与陆地生物质相比，海藻具有光合作用效率高、生长周期短、不占用土地等优点，因此把海藻转化为可替代能源的研究越来越广泛深入，但是现有技术和方法利用海藻作为原料制备的生物油具有氧含量高、热值低、酸度大、稳定性差等缺点，很难作为燃料直接使用；而在海藻转化过程中加入催化剂是一种非常有效的方法，不仅可以提高液体燃油的产率，还能改善燃油的品质从而使其接近化石燃料的标准。

发明提供一种具有抗烧结性能的负载型金铂钯催化剂，由金铂钯合金纳米颗粒负载在多孔载体上组成，铂与钯的重量比为1:4～2:1，其尺寸为10nm以下。本发明利用一步共同光沉积法制得该催化剂，在700℃以上焙烧温度下保持均一的合金结构，每个均一的合金结构中都均匀分布着金、铂、钯三种金属，且三种金属均为金属价态，形成单相合金结构。本发明的特点在于：1）制得的金铂钯三金属催化剂具有优良的抗烧结性能；2）解决了金铂钯催化剂在700℃以上的高温反应中易烧结失活的问题，拓展了其高温催化应用，如甲烷活化、汽车尾气处理、烷烃氧化等高温反应；3）制备方法简单，适合于大规模工业化生产。

本发明涉及氧还原催化剂的制备方法，旨在提供一种含硫、氮和过渡金属元素大孔碳氧化原催化剂的制备方法。该方法是：将硫脲溶液加入葡萄糖溶液，于水浴中滴加盐酸，反应得到葡萄糖硫脲预聚体溶液；将含过渡金属盐和纳米CaCO3粉末的悬浊液加入其中，加热反应后喷雾干燥，得到催化剂前驱体；然后升温进行深度聚合、碳化；冷却球磨，再使用盐酸去除模板，漂洗后干燥，得到产品。本发明将过渡金属元素在多孔材料形成前加入，能够形成更多的催化中心，是催化中心的分布更加均匀。得到的催化剂比表面积大，导电性好，具有极高的催化活性，特别适用于大电流工作状况。合成的非贵金属催化剂可用于多种燃料电池，也可作为空气电池的阴极催化剂，成本低廉。