清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Selective permeation up a chemical potential gradient to enable an unusual solvent purification modality

渗透 膜 化学 水溶液 吸附 化学工程 环境化学 有机化学 吸附 生物化学 工程类
作者
Haley D. White,Young Hee Yoon,Yi Ren,Conrad Roos,Yuxiang Wang,William J. Koros,Ryan P. Lively
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:120 (24) 被引量:1
标识
DOI:10.1073/pnas.2220127120
摘要

The need for energy-efficient recovery of organic solutes from aqueous streams is becoming more urgent as chemical manufacturing transitions toward nonconventional and bio-based feedstocks and processes. In addition to this, many aqueous waste streams contain recalcitrant organic contaminants, such as pharmaceuticals, industrial solvents, and personal care products, that must be removed prior to reuse. We observe that rigid carbon membrane materials can remove and concentrate organic contaminants via an unusual liquid-phase membrane permeation modality. Surprisingly, detailed thermodynamic calculations on the chemical potential of the organic contaminant reveal that the organic species has a higher chemical potential on the permeate side of the membrane than on the feed side of the membrane. This unusual observation challenges conventional membrane transport theory that posits that all permeating species move from high chemical potential states to lower chemical potential states. Based on experimental measurements, we hypothesize that the organic is concentrated in the membrane relative to water via favorable binding interactions between the organic and the carbon membrane. The concentrated organic is then swept through the membrane via the bulk flow of water in a modality known as “sorp-vection.” We highlight via simplified nonequilibrium thermodynamic models that this “uphill” chemical potential permeation of the organic does not result in second-law violations and can be deduced via measurements of the organic and water sorption and diffusion rates into the carbon membrane. Moreover, this work identifies the need to consider such nonidealities when incorporating unique, rigid materials for the separations of aqueous waste streams.

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
优雅谷蕊完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
KalEl发布了新的文献求助10
2秒前
6秒前
坐忘道发布了新的文献求助10
12秒前
PXX完成签到,获得积分10
12秒前
初九发布了新的文献求助10
12秒前
坐忘道完成签到,获得积分10
23秒前
宁霸完成签到,获得积分10
24秒前
顺利秋灵完成签到,获得积分10
25秒前
快乐碱基对完成签到 ,获得积分10
31秒前
初九发布了新的文献求助10
31秒前
huanhuan完成签到 ,获得积分10
38秒前
难过果汁完成签到,获得积分10
39秒前
畅快天空完成签到,获得积分10
39秒前
默默然完成签到 ,获得积分10
39秒前
初九发布了新的文献求助10
47秒前
timesever完成签到,获得积分10
49秒前
赘婿的应助被科研通管家采纳,获得10
56秒前
乐乐的应助被科研通管家采纳,获得10
56秒前
烂漫世德完成签到 ,获得积分10
58秒前
1分钟前
自觉康乃馨完成签到,获得积分10
1分钟前
初九发布了新的文献求助10
1分钟前
linllll完成签到,获得积分10
1分钟前
嘻嘻哈哈发布了新的文献求助10
1分钟前
漂亮的颤完成签到,获得积分10
1分钟前
执着语琴完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
迷茫的一代完成签到,获得积分0
1分钟前
KalEl发布了新的文献求助10
1分钟前
77小姐完成签到 ,获得积分10
1分钟前
刘亚梅完成签到 ,获得积分10
1分钟前
雾岛看海发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
TOUHOUU完成签到 ,获得积分10
1分钟前
多情的中蓝完成签到,获得积分10
2分钟前
jlwang完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
kk完成签到 ,获得积分10
2分钟前
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
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
A REVIEW OF THE V-22 DYNAMICS VALIDATION PROGRAM 600
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 8129809
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9532156
关于积分的说明 21593363
捐赠科研通 7711372
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3417990
关于科研通互助平台的介绍 2543649
邀请新用户注册赠送积分活动 2459162