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Titel: Hydration shell energy barrier differences of sub-nanometer carbon pores enable ion sieving and selective ion removal
VerfasserIn: Zhang, Yuan
Peng, Jiaxing
Feng, Guang
Presser, Volker
Sprache: Englisch
Titel: The chemical engineering journal
Bandnummer: 419
Verlag/Plattform: Elsevier
Erscheinungsjahr: 2021
Dokumenttyp: Journalartikel / Zeitschriftenartikel
Abstract: Subnanometer pores of carbon discriminate against ions based on their size. Capitalizing on such nuanced differences enables ion separation via charge/discharge cycling during ion electrosorption. Different ion uptake capacities in aqueous media with multiple, competing ions are also of high importance to understand capacitive deionization of surface water or industrial process water. In our experiments, we observed divalent cations sieving in pores smaller than 0.6 nm. By applying this phenomenon, a desalination cell with online concentration monitoring was used to study the ion-selectivity. We concluded that in pores below 0.6 nm, divalent Mg2+ and Ca2+ are entirely blocked, and the K+ over Na+ selectivity corresponds with their size ratio. Larger micropores show a preference for divalent cations with higher charge numbers. In both materials, a dynamic monovalent cation and divalent cation replacement dependent on the potential variation is observed.
DOI der Erstveröffentlichung: 10.1016/j.cej.2021.129438
URL der Erstveröffentlichung: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894721010251
Link zu diesem Datensatz: hdl:20.500.11880/31558
http://dx.doi.org/10.22028/D291-34432
ISSN: 1873-3212
1385-8947
Datum des Eintrags: 23-Jul-2021
Fakultät: NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät
Fachrichtung: NT - Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Professur: NT - Prof. Dr. Volker Presser
Sammlung:SciDok - Der Wissenschaftsserver der Universität des Saarlandes

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