Increased Donnan exclusion in charged polymer networks at high salt concentrations

唐南势 电解质 化学 离子 聚电解质 聚合物 肿胀 的 离子键合 盐(化学) 热力学 化学物理 无机化学 化学工程 物理化学 有机化学 工程类 物理 电极
作者
Kevin W. Gao,Xiaopeng Yu,Robert M. Darling,John Newman,Nitash P. Balsara
出处
期刊:Soft Matter [Royal Society of Chemistry]
卷期号:18 (2): 282-292 被引量:16
标识
DOI:10.1039/d1sm01511g
摘要

The swelling of univalent and multivalent charged polymeric networks in electrolytic solutions is studied using a classical thermodynamic model. Such systems were first modeled by Donnan, who derived an expression for the chemical potential of the ions by introducing an electric potential that is commonly referred to as the Donnan potential. This well-established theory leads to a simple quadratic relationship for the partitioning of ions between the network and the external solution. When the concentration of fixed charges in the swollen gel is large enough, the electrolyte in the external solution is "excluded" from the gel (commonly referred to as Donnan exclusion). In the standard Donnan theory, and in virtually all subsequent theories, the magnitude of Donnan exclusion decreases with increasing electrolyte concentration in the external solution. Our model predicts this is not necessarily true; we show that the magnitude of Donnan exclusion increases with increasing electrolyte concentration over a broad range of parameter space (average chain length between crosslinks, fraction of charged monomers in the network, the nature of the interactions between the ions, solvent molecules and polymer chains, and ion concentration in the external solution). We also present explicit bounds for the validity of Donnan's original theory. Model predictions are compared to simulations and experimental data obtained for a cationic gel immersed in electrolytic solutions of salts containing univalent and bivalent cations.

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
2秒前
张浩敏完成签到,获得积分20
2秒前
动人的乌龟完成签到,获得积分20
2秒前
SciGPT应助奋斗灵凡采纳,获得10
2秒前
科研通AI2S应助痴情的书南采纳,获得10
3秒前
少艾发布了新的文献求助10
3秒前
SZY完成签到 ,获得积分10
4秒前
Albert完成签到,获得积分10
5秒前
yyy完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
天才选手星星完成签到,获得积分10
8秒前
发论文应助动人的乌龟采纳,获得10
9秒前
丘比特应助Sophie_W采纳,获得200
10秒前
铎幸福完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
jianyangyu完成签到,获得积分10
13秒前
Angie发布了新的文献求助30
14秒前
蓝天发布了新的文献求助10
14秒前
willyt发布了新的文献求助10
15秒前
kjkjly发布了新的文献求助40
15秒前
wyb发布了新的文献求助10
18秒前
科研通AI6.4应助LLL采纳,获得10
18秒前
是人完成签到 ,获得积分10
19秒前
李健应助小龙采纳,获得10
19秒前
懒羊羊完成签到,获得积分10
20秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
21秒前
林北bei完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
炙热妙海完成签到 ,获得积分10
22秒前
上官若男应助葡萄小伊ovo采纳,获得10
23秒前
WW发布了新的文献求助20
23秒前
23秒前
26秒前
Akim应助hczx采纳,获得10
26秒前
zzww发布了新的文献求助10
26秒前
sunny完成签到,获得积分10
27秒前
七个丸子发布了新的文献求助10
27秒前
Han完成签到 ,获得积分10
29秒前
似不是发布了新的文献求助10
29秒前
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
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 2000
Cronologia da história de Macau 1600
Developmental Peace: Theorizing China’s Approach to International Peacebuilding 1000
Traitements Prothétiques et Implantaires de l'Édenté total 2.0 1000
Earth System Geophysics 1000
Bioseparations Science and Engineering Third Edition 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6131477
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7958982
关于积分的说明 16515526
捐赠科研通 5248718
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2803028
邀请新用户注册赠送积分活动 1784027
关于科研通互助平台的介绍 1655138