Modelling the ion-exchange equilibrium in nanoporous materials

Distribution of a two component electrolyte mixture between the model adsorbent and a bulk aqueous electrolyte solution was studied using the replica Ornstein-Zernike theory and the grand canonical Monte Carlo method. The electrolyte components were modelled to mimic the HCl/NaCl and HCl/CaCl₂ mixtu...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2012
Автори: Lukšič, M., Vlachy, V., Hribar-Lee, B.
Формат: Стаття
Мова:English
Опубліковано: Інститут фізики конденсованих систем НАН України 2012
Назва видання:Condensed Matter Physics
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/120288
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Modelling the ion-exchange equilibrium in nanoporous materials / M. Lukšič, V. Vlachy, B. Hribar-Lee // Condensed Matter Physics. — 2012. — Т. 15, № 2. — С. 23802:1-12. — Бібліогр.: 46 назв. — англ.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-120288
record_format dspace
spelling irk-123456789-1202882017-06-12T03:03:10Z Modelling the ion-exchange equilibrium in nanoporous materials Lukšič, M. Vlachy, V. Hribar-Lee, B. Distribution of a two component electrolyte mixture between the model adsorbent and a bulk aqueous electrolyte solution was studied using the replica Ornstein-Zernike theory and the grand canonical Monte Carlo method. The electrolyte components were modelled to mimic the HCl/NaCl and HCl/CaCl₂ mixtures, respectively. The matrix, invaded by the primitive model electrolyte mixture, was formed from monovalent negatively charged spherical obstacles. The solution was treated as a continuous dielectric with the properties of pure water. Comparison of the pair distribution functions (obtained by the two methods) between the various ionic species indicated a good agreement between the replica Ornstein-Zernike results and machine calculations. Among thermodynamic properties, the mean activity coefficient of the invaded electrolyte components was calculated. Simple model for the ion-exchange resin was proposed. The selectivity calculations yielded qualitative agreement with the following experimental observations: (i) selectivity increases with the increasing capacity of the adsorbent (matrix concentration), (ii) the adsorbent is more selective for the ion having higher charge density if its fraction in mixture is smaller. Використовуючи теорiю реплiкованого рiвняння Орнштейна-Цернiке i метод Монте Карло у великому канонiчному ансамблi, дослiджується розподiл двокомпонентної електролiтичної сумiшi мiж модель-им адсорбентом i водним розчином електролiту. Компоненти електролiту моделюють сумiшi HCl/NaCl i HCl/CaCl2. Матриця, заповнена примiтивною моделлю електролiтичної сумiшi, була сформована з моновалентних негативно заряджених сферичних частинок-перешкод. Розчин розглядався як неперервний дiелектрик з властивостями чистої води. Порiвняння парних функцiй розподiлу (отримане обома ме-тодами) мiж рiзними iонними сортами вказують на добре узгодження мiж результатами теорiї реплiки Орнштейна-Цернiке i машинних розрахункiв. Серед термодинамiчних властивостей, розраховано коефiцiєнт середньої активностi компонентiв електролiту в матрицi. Запропоновано просту модель для iонно-обмiнної взаємодiї. Розрахунок селективностi дав якiсне узгодження з такими експериментальними даними: (i) селективнiсть зростає з ростом ємностi адсорбента (концентрацiї матрицi), (ii) адсорбент проявляє бiльшу селективнiсть до iону з вищою зарядовою густиною, якщо його частка в сумiшi є меншою. 2012 Article Modelling the ion-exchange equilibrium in nanoporous materials / M. Lukšič, V. Vlachy, B. Hribar-Lee // Condensed Matter Physics. — 2012. — Т. 15, № 2. — С. 23802:1-12. — Бібліогр.: 46 назв. — англ. 1607-324X Key words: adsorption, mixed electrolytes, selectivity, Monte Carlo, replica Ornstein-Zernike theory DOI:10.5488/CMP.15.23802 arXiv:1207.3280 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/120288 en Condensed Matter Physics Інститут фізики конденсованих систем НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language English
description Distribution of a two component electrolyte mixture between the model adsorbent and a bulk aqueous electrolyte solution was studied using the replica Ornstein-Zernike theory and the grand canonical Monte Carlo method. The electrolyte components were modelled to mimic the HCl/NaCl and HCl/CaCl₂ mixtures, respectively. The matrix, invaded by the primitive model electrolyte mixture, was formed from monovalent negatively charged spherical obstacles. The solution was treated as a continuous dielectric with the properties of pure water. Comparison of the pair distribution functions (obtained by the two methods) between the various ionic species indicated a good agreement between the replica Ornstein-Zernike results and machine calculations. Among thermodynamic properties, the mean activity coefficient of the invaded electrolyte components was calculated. Simple model for the ion-exchange resin was proposed. The selectivity calculations yielded qualitative agreement with the following experimental observations: (i) selectivity increases with the increasing capacity of the adsorbent (matrix concentration), (ii) the adsorbent is more selective for the ion having higher charge density if its fraction in mixture is smaller.
format Article
author Lukšič, M.
Vlachy, V.
Hribar-Lee, B.
spellingShingle Lukšič, M.
Vlachy, V.
Hribar-Lee, B.
Modelling the ion-exchange equilibrium in nanoporous materials
Condensed Matter Physics
author_facet Lukšič, M.
Vlachy, V.
Hribar-Lee, B.
author_sort Lukšič, M.
title Modelling the ion-exchange equilibrium in nanoporous materials
title_short Modelling the ion-exchange equilibrium in nanoporous materials
title_full Modelling the ion-exchange equilibrium in nanoporous materials
title_fullStr Modelling the ion-exchange equilibrium in nanoporous materials
title_full_unstemmed Modelling the ion-exchange equilibrium in nanoporous materials
title_sort modelling the ion-exchange equilibrium in nanoporous materials
publisher Інститут фізики конденсованих систем НАН України
publishDate 2012
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/120288
citation_txt Modelling the ion-exchange equilibrium in nanoporous materials / M. Lukšič, V. Vlachy, B. Hribar-Lee // Condensed Matter Physics. — 2012. — Т. 15, № 2. — С. 23802:1-12. — Бібліогр.: 46 назв. — англ.
series Condensed Matter Physics
work_keys_str_mv AT luksicm modellingtheionexchangeequilibriuminnanoporousmaterials
AT vlachyv modellingtheionexchangeequilibriuminnanoporousmaterials
AT hribarleeb modellingtheionexchangeequilibriuminnanoporousmaterials
first_indexed 2023-10-18T20:36:26Z
last_indexed 2023-10-18T20:36:26Z
_version_ 1796150645385854976