Ion-Specific Nanoconfinement Effect in Multilayered Graphene Membranes: A Combined Nuclear Magnetic Resonance and Computational Study

石墨烯 离子 化学物理 材料科学 纳米孔 电解质 致潮剂 分子动力学 纳米技术 化学 计算化学 物理化学 有机化学 生物化学 电极
作者
Diyan Liu,Zhiyuan Xiong,Peiyao Wang,Qinghua Liang,Haijin Zhu,Jefferson Zhe Liu,Maria Forsyth,Dan Li
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:23 (12): 5555-5561 被引量:13
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.3c00877
摘要

Ion adsorption within nanopores is involved in numerous applications. However, a comprehensive understanding of the fundamental relationship between in-pore ion concentration and pore size, particularly in the sub-2 nm range, is scarce. This study investigates the ion-species-dependent concentration in multilayered graphene membranes (MGMs) with tunable nanoslit sizes (0.5-1.6 nm) using nuclear magnetic resonance and computational simulations. For Na+-based electrolytes in MGMs, the concentration of anions in graphene nanoslits increases in correlation with their chaotropic properties. As the nanoslit size decreases, the concentration of chaotropic ion (BF4-) increases, whereas the concentration of kosmotropic ions (Cit3-, PO43-) and other ions (Ac-, F-) decreases or changes slightly. Notably, anions remain more concentrated than counter Na+ ions, leading to electroneutrality breakdown and unipolar anion packing in MGMs. A continuum modeling approach, integrating molecular dynamic simulation with the Poisson-Boltzmann model, elucidates these observations by considering water-mediated ion-graphene non-electrostatic interactions and charge screening from graphene walls.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
molihuakai应助云舒采纳,获得10
刚刚
刚刚
耳东发布了新的文献求助10
1秒前
老迟到的机器猫完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
开罐之夜发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
HDUTY完成签到,获得积分10
2秒前
雪山飞龙发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
Perry应助周em12_采纳,获得10
2秒前
3秒前
3秒前
从容水蓝应助zjq采纳,获得10
3秒前
百事从欢完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
HDUTY发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
零号轨迹发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
橘子完成签到,获得积分10
8秒前
领导范儿应助ly普鲁卡因采纳,获得10
8秒前
SHUNLI0205完成签到,获得积分10
8秒前
xiaowang发布了新的文献求助10
8秒前
诸青梦发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
cheire应助deng采纳,获得10
9秒前
10秒前
Hello应助跳跃的雪珊采纳,获得10
10秒前
Cristiano发布了新的文献求助10
11秒前
小马甲应助zhangzhirong采纳,获得10
11秒前
11秒前
深情安青应助自一采纳,获得10
11秒前
科研通AI6.4应助hhj采纳,获得10
12秒前
SHUNLI0205发布了新的文献求助10
12秒前
在水一方应助费惮采纳,获得10
13秒前
laicai完成签到,获得积分10
13秒前
酱鱼完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
四月发布了新的文献求助10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 2000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
“美军军官队伍建设研究”系列(全册) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6387720
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8201592
关于积分的说明 17352446
捐赠科研通 5441379
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2877509
邀请新用户注册赠送积分活动 1853848
关于科研通互助平台的介绍 1697607