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
慢半拍完成签到,获得积分10
1秒前
八木完成签到,获得积分10
2秒前
wanwan47发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Spy_R完成签到,获得积分10
3秒前
IMxYang完成签到,获得积分10
4秒前
棉花完成签到 ,获得积分10
4秒前
醉爱星星完成签到,获得积分10
5秒前
lili7777发布了新的文献求助10
5秒前
靳南希完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
传奇3应助小张采纳,获得10
6秒前
8秒前
8秒前
9秒前
丘比特应助林渊采纳,获得10
10秒前
Ying完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
bkagyin应助墨染霜采纳,获得10
13秒前
硫酸亚铬应助mc采纳,获得10
14秒前
海不扬波发布了新的文献求助10
14秒前
daxiangqaq完成签到,获得积分20
14秒前
ohh发布了新的文献求助10
14秒前
ll完成签到,获得积分10
15秒前
fengdengjin发布了新的文献求助10
15秒前
17秒前
Jasper应助年轻的星月采纳,获得10
17秒前
wjy321发布了新的文献求助10
17秒前
寒酥完成签到,获得积分10
18秒前
隐形的忆雪完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
22秒前
六六发布了新的文献求助10
24秒前
25秒前
共享精神应助fengdengjin采纳,获得10
26秒前
ha完成签到,获得积分10
26秒前
Azhar发布了新的文献求助10
27秒前
BowieHuang应助蓝天采纳,获得10
27秒前
ohh完成签到,获得积分10
28秒前
28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
Cronologia da história de Macau 1600
Decentring Leadership 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Intentional optical interference with precision weapons (in Russian) Преднамеренные оптические помехи высокоточному оружию 1000
Atlas of Anatomy 5th original digital 2025的PDF高清电子版(非压缩版,大小约400-600兆,能更大就更好了) 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6184391
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8011685
关于积分的说明 16664077
捐赠科研通 5283697
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2816584
邀请新用户注册赠送积分活动 1796376
关于科研通互助平台的介绍 1660883