Molecular Dynamics Study on the Structure and Dynamics of NaCl Solution Transport in the Nanometer Channel of CASH Gel

化学工程 铝酸盐 水合硅酸钙 吸附 无机化学 溶剂化壳 材料科学 水溶液 硅酸盐 分子动力学 化学 分子 物理化学 水泥 复合材料 有机化学 计算化学 溶剂化 工程类
作者
Dongshuai Hou,Tao Li,Pan Wang
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:6 (7): 9498-9509 被引量:232
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.8b02126
摘要

The transport of water molecules and ions in the nanopores of calcium aluminosilicate hydrate (CASH) influences the durability and sustainability of environmentally friendly cement-based materials with industrial waste substitution. In this study, molecular dynamics was utilized to study aqueous NaCl solution capillary transport through the calcium silicate hydrate (CSH) and calcium aluminosilicate hydrate (CASH) gel pore with pore size of 3.2 nm. The invading depth for the NaCl solution advancing frontier with meniscus shape follows a parabolic relation as a function of time, consistent with the classic Lucas–Washburn equation in capillary adsorption theory. As compared with the solution transport in the CSH pore, both water molecules and ions migrate more slowly in the gel pore of CASH, and sodium ions accumulate in the entrance region of the gel pore. The incorporation of Al atoms in the silicate substrate resists the ingress of ions and water. The Al–Si substitution on the CASH interface enhances the charge negativity of solid oxygen atoms, which polarizes the dipole moment of surface water molecules to a larger extent, strengthens the interfacial hydrogen bond, and elongates the residence time of water near the aluminate substrate. In addition, the silicate–aluminate chains in the CASH substrate provide plenty of oxygen sites to associate with the sodium ions by forming a stable Na–OS bond, immobilizing the cations deeply in the vacancy region of the aluminate–silicate channel. The inner sphere adsorption of Na ions on the CASH surface further contributes to the secondary outer sphere adsorption of the Cl ions by forming the Na–Cl ionic pairs. Hopefully, the transport and adsorption mechanism of the ions and water in the CASH gel can help guide the cementitious material substituted by Al-rich industry waste with sustainability and durability.
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
刚刚
刚刚
空心粉完成签到,获得积分20
1秒前
zel666发布了新的文献求助10
1秒前
loser完成签到,获得积分10
1秒前
ainstain完成签到,获得积分10
1秒前
咚咚咚发布了新的文献求助10
2秒前
饼的书发布了新的文献求助10
2秒前
明亮海冬完成签到,获得积分10
3秒前
幽默小霸王完成签到 ,获得积分10
3秒前
Elsevier大王的应助被BRUCELEE采纳,获得40
3秒前
仁爱不评发布了新的文献求助10
3秒前
优秀画板发布了新的文献求助30
5秒前
小蘑菇的应助被帅气的沧海采纳,获得10
6秒前
JamesPei的应助被csy采纳,获得10
6秒前
hongzwang2发布了新的文献求助10
6秒前
领导范儿的应助被自由的冰夏采纳,获得10
6秒前
Ava的应助被陈主任采纳,获得30
7秒前
洁净艳一完成签到,获得积分10
7秒前
年轻元冬完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
清水娃完成签到,获得积分10
8秒前
蓝荆完成签到,获得积分10
8秒前
NeuroYan发布了新的文献求助20
9秒前
传奇3的应助被yjq采纳,获得10
9秒前
梦依关注了科研通微信公众号
10秒前
10秒前
10秒前
Jyy完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
贾小云完成签到 ,获得积分10
11秒前
Glimmer完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
木子子子完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
滴滴答答发布了新的文献求助10
14秒前
百川发布了新的文献求助10
14秒前
14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
Les Mantodea De Guyane 2000
从自在到自觉:中华民族观念形成研究:全二册 800
Guidelines for fracture-safe and fatigue-reliable design of steel structures 600
Problems and Solutions for Integer and Combinatorial Optimization: Building Skills in Discrete Optimization 600
Organizational Behavior 510
桑白皮エキスの実験的, 臨床的育毛効果について 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 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7999212
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9452859
关于积分的说明 21141525
捐赠科研通 7572430
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3380847
关于科研通互助平台的介绍 2513719
邀请新用户注册赠送积分活动 2414692