Charge reversal and surface charge amplification in asymmetric valence restricted primitive model planar electric double layers in the modified Poisson-Boltzmann theory
The modified Poisson-Boltzmann theory of the restricted primitive model double layer is revisited and recast in a fresh, slightly broader perspective. Derivation of relevant equations follow the techniques utilized in the earlier MPB4 and MPB5 formulations and clarifies the relationship between th...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Condensed Matter Physics |
|---|---|
| Datum: | 2017 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики конденсованих систем НАН України
2017
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/157015 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Charge reversal and surface charge amplification in asymmetric valence restricted primitive model planar electric double layers in the modified Poisson-Boltzmann theory / L.B. Bhuiyan, C.W. Outhwaite // Condensed Matter Physics. — 2017. — Т. 20, № 3. — С. 33801: 1–15. — Бібліогр.: 65 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-157015 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Bhuiyan, L.B. Outhwaite, C.W. 2019-06-19T12:42:50Z 2019-06-19T12:42:50Z 2017 Charge reversal and surface charge amplification in asymmetric valence restricted primitive model planar electric double layers in the modified Poisson-Boltzmann theory / L.B. Bhuiyan, C.W. Outhwaite // Condensed Matter Physics. — 2017. — Т. 20, № 3. — С. 33801: 1–15. — Бібліогр.: 65 назв. — англ. 1607-324X PACS: 82.45.Fk, 61.20.Qg, 82.45.Gj DOI:10.5488/CMP.20.33801 arXiv:1710.01537 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/157015 The modified Poisson-Boltzmann theory of the restricted primitive model double layer is revisited and recast in a fresh, slightly broader perspective. Derivation of relevant equations follow the techniques utilized in the earlier MPB4 and MPB5 formulations and clarifies the relationship between these. The MPB4, MPB5, and a new formulation of the theory are employed in an analysis of the structure and charge reversal phenomenon in asymmetric 2:1/1:2 valence electrolytes. Furthermore, polarization induced surface charge amplification is studied in 3:1/1:3 systems. The results are compared to the corresponding Monte Carlo simulations. The theories are seen to predict the “exact” simulation data to varying degrees of accuracy ranging from qualitative to almost quantitative. The results from a new version of the theory are found to be of comparable accuracy as the MPB5 results in many situations. However, in some cases involving low electrolyte concentrations, theoretical artifacts in the form of un-physical “shoulders” in the singlet ionic distribution functions are observed. В роботi переглядається i представляється у новому, бiльш широкому свiтлi модифiкована теорiя Пуасона-Больцмана (МТПБ) обмеженої примiтивної моделi подвiйного шару. На основi попереднiх формулювань МТПБ4 i МТПБ5 виводяться вiдповiднi рiвняння, якi дозволяють краще зрозумiти зв’язок мiж цими формулюваннями. МТПБ4, МТПБ5 i нове формулювання теорiї застосовуються для аналiзу структури i явища змiни знаку заряду в електролiтах з асиметричною валентнiстю 2:1/1:2. Вивчається також явище iндукованого поляризацiєю збiльшення поверхневої густини заряду у системах 3:1/1:3. Проводиться порiвняння з даними моделювання методом Монте-Карло. Показано, що наведенi теорiї вiдтворюють данi моделювання з рiзним ступенем точностi вiд якiсного до майже кiлькiсного. Результати нового варiанту теорiї в багатьох випадках практично не вiдрiзняються вiд результатiв МТПБ5. Однак при певних умовах, зокрема при низьких концентрацiях електролiтiв, спостерiгаються теоретичнi артефакти у формi нефiзичних “плечей” в унарних функцiях розподiлу iонiв. We would like to thank Dr. Z.-Y. Wang of the School of Optoelectronic Information, Chongqing University of Technology, People’s Republic of China, for making available to us the numerical data from his Monte Carlo simulations. en Інститут фізики конденсованих систем НАН України Condensed Matter Physics Charge reversal and surface charge amplification in asymmetric valence restricted primitive model planar electric double layers in the modified Poisson-Boltzmann theory Змiна знаку i збiльшення поверхневої густини заряду у валентно-асиметричнiй обмеженiй примiтивнiй моделi планарних електричних подвiйних шарiв в рамках модифiкованої теорiї Пуасона-Больцмана Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Charge reversal and surface charge amplification in asymmetric valence restricted primitive model planar electric double layers in the modified Poisson-Boltzmann theory |
| spellingShingle |
Charge reversal and surface charge amplification in asymmetric valence restricted primitive model planar electric double layers in the modified Poisson-Boltzmann theory Bhuiyan, L.B. Outhwaite, C.W. |
| title_short |
Charge reversal and surface charge amplification in asymmetric valence restricted primitive model planar electric double layers in the modified Poisson-Boltzmann theory |
| title_full |
Charge reversal and surface charge amplification in asymmetric valence restricted primitive model planar electric double layers in the modified Poisson-Boltzmann theory |
| title_fullStr |
Charge reversal and surface charge amplification in asymmetric valence restricted primitive model planar electric double layers in the modified Poisson-Boltzmann theory |
| title_full_unstemmed |
Charge reversal and surface charge amplification in asymmetric valence restricted primitive model planar electric double layers in the modified Poisson-Boltzmann theory |
| title_sort |
charge reversal and surface charge amplification in asymmetric valence restricted primitive model planar electric double layers in the modified poisson-boltzmann theory |
| author |
Bhuiyan, L.B. Outhwaite, C.W. |
| author_facet |
Bhuiyan, L.B. Outhwaite, C.W. |
| publishDate |
2017 |
| language |
English |
| container_title |
Condensed Matter Physics |
| publisher |
Інститут фізики конденсованих систем НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Змiна знаку i збiльшення поверхневої густини заряду у валентно-асиметричнiй обмеженiй примiтивнiй моделi планарних електричних подвiйних шарiв в рамках модифiкованої теорiї Пуасона-Больцмана |
| description |
The modified Poisson-Boltzmann theory of the restricted primitive model double layer is revisited and recast
in a fresh, slightly broader perspective. Derivation of relevant equations follow the techniques utilized in the
earlier MPB4 and MPB5 formulations and clarifies the relationship between these. The MPB4, MPB5, and a
new formulation of the theory are employed in an analysis of the structure and charge reversal phenomenon
in asymmetric 2:1/1:2 valence electrolytes. Furthermore, polarization induced surface charge amplification is
studied in 3:1/1:3 systems. The results are compared to the corresponding Monte Carlo simulations. The theories are seen to predict the “exact” simulation data to varying degrees of accuracy ranging from qualitative to
almost quantitative. The results from a new version of the theory are found to be of comparable accuracy as the
MPB5 results in many situations. However, in some cases involving low electrolyte concentrations, theoretical
artifacts in the form of un-physical “shoulders” in the singlet ionic distribution functions are observed.
В роботi переглядається i представляється у новому, бiльш широкому свiтлi модифiкована теорiя
Пуасона-Больцмана (МТПБ) обмеженої примiтивної моделi подвiйного шару. На основi попереднiх формулювань МТПБ4 i МТПБ5 виводяться вiдповiднi рiвняння, якi дозволяють краще зрозумiти зв’язок мiж
цими формулюваннями. МТПБ4, МТПБ5 i нове формулювання теорiї застосовуються для аналiзу структури i явища змiни знаку заряду в електролiтах з асиметричною валентнiстю 2:1/1:2. Вивчається також явище iндукованого поляризацiєю збiльшення поверхневої густини заряду у системах 3:1/1:3. Проводиться
порiвняння з даними моделювання методом Монте-Карло. Показано, що наведенi теорiї вiдтворюють
данi моделювання з рiзним ступенем точностi вiд якiсного до майже кiлькiсного. Результати нового варiанту теорiї в багатьох випадках практично не вiдрiзняються вiд результатiв МТПБ5. Однак при певних
умовах, зокрема при низьких концентрацiях електролiтiв, спостерiгаються теоретичнi артефакти у формi
нефiзичних “плечей” в унарних функцiях розподiлу iонiв.
|
| issn |
1607-324X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/157015 |
| citation_txt |
Charge reversal and surface charge amplification in asymmetric valence restricted primitive model planar electric double layers in the modified Poisson-Boltzmann theory / L.B. Bhuiyan, C.W. Outhwaite // Condensed Matter Physics. — 2017. — Т. 20, № 3. — С. 33801: 1–15. — Бібліогр.: 65 назв. — англ. |
| work_keys_str_mv |
AT bhuiyanlb chargereversalandsurfacechargeamplificationinasymmetricvalencerestrictedprimitivemodelplanarelectricdoublelayersinthemodifiedpoissonboltzmanntheory AT outhwaitecw chargereversalandsurfacechargeamplificationinasymmetricvalencerestrictedprimitivemodelplanarelectricdoublelayersinthemodifiedpoissonboltzmanntheory AT bhuiyanlb zminaznakuizbilʹšennâpoverhnevoígustinizarâduuvalentnoasimetričniiobmeženiiprimitivniimodeliplanarnihelektričnihpodviinihšarivvramkahmodifikovanoíteoriípuasonabolʹcmana AT outhwaitecw zminaznakuizbilʹšennâpoverhnevoígustinizarâduuvalentnoasimetričniiobmeženiiprimitivniimodeliplanarnihelektričnihpodviinihšarivvramkahmodifikovanoíteoriípuasonabolʹcmana |
| first_indexed |
2025-11-28T00:04:29Z |
| last_indexed |
2025-11-28T00:04:29Z |
| _version_ |
1850853031239745536 |