The Hidden Role of the Dielectric Effect in Nanofiltration: A Novel Perspective to Unravel New Ion Separation Mechanisms

化学 选择性 纳滤 位阻效应 离子 电介质 化学物理 价(化学) 材料科学 有机化学 生物化学 光电子学 催化作用
作者
Xiaohu Zhai,Shihong Lin,Xuesong Li,Zhiwei Wang
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:58 (35): 15874-15884 被引量:48
标识
DOI:10.1021/acs.est.4c07510
摘要

Nanofiltration (NF) membranes play a critical role in separation processes, necessitating an in-depth understanding of their selective mechanisms. Existing NF models predominantly include steric and Donnan mechanisms as primary mechanisms. However, these models often fail in elucidating the NF selectivity between ions of similar dimensions and the same valence. To address this gap, an innovative methodology was proposed to unravel new selective mechanisms by quantifying the nominal dielectric effect isolated from steric and Donnan exclusion through fitted pore dielectric constants by regression analysis. We demonstrated that the nominal dielectric effect encompassed unidentified selective mechanisms of significant relevance by establishing the correlation between the fitted pore dielectric constants and these hindrance factors. Our findings revealed that dehydration-induced ion-membrane interaction, rather than ion dehydration, played a pivotal role in ion partitioning within NF membranes. This interaction was closely linked to the nondeformable fraction of hydrated ions. Further delineation of the dielectric effect showed that favorable interactions between ions and membrane functional groups contributed to entropy-driven selectivity, which is a key factor in explaining ion selectivity differences between ions sharing the same size and valence. This study deepens our understanding of NF selectivity and sheds light on the design of highly selective membranes for water and wastewater treatment.
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
好好完成签到,获得积分10
刚刚
小七发布了新的文献求助80
1秒前
1秒前
NA01UM10完成签到,获得积分10
1秒前
xiaoming777发布了新的文献求助10
2秒前
阿阮发布了新的文献求助10
4秒前
张三发布了新的文献求助10
4秒前
ws发布了新的文献求助10
5秒前
谦让的士晋完成签到 ,获得积分10
6秒前
科目三应助赵怡然采纳,获得10
7秒前
科目三应助天真千易采纳,获得10
7秒前
碳碳焢烃发布了新的文献求助10
8秒前
谦让的士晋关注了科研通微信公众号
11秒前
12秒前
冰美式不加糖完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
耍酷冰颜发布了新的文献求助10
12秒前
xixi完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
852应助Yaovo采纳,获得10
14秒前
16秒前
科研岳发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
苦命人关注了科研通微信公众号
17秒前
18秒前
xiaopang发布了新的文献求助10
18秒前
Bluetea发布了新的文献求助10
22秒前
天真千易发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
大模型应助yrug44采纳,获得10
23秒前
Orange应助dzdzzzzzzzzzz采纳,获得10
25秒前
26秒前
Kiefer完成签到 ,获得积分10
26秒前
浅行完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
Ava应助13223456采纳,获得10
28秒前
wangzeshan完成签到,获得积分10
28秒前
风之晨曦发布了新的文献求助10
29秒前
蓝天发布了新的文献求助10
33秒前
34秒前
高分求助中
液晶指向矢仿真分析数据集 8888
Invited Discussant 63O and 64O 1000
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Advanced Memory Technology 500
Petrology and Plate Tectonics 500
Writing Systems 500
A Handbook of User Experience Research & Design in Libraries 400
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 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6866532
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8569058
关于积分的说明 18219315
捐赠科研通 6237153
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3049687
关于科研通互助平台的介绍 2052296
邀请新用户注册赠送积分活动 2027479