Mostrar el registro sencillo del ítem
dc.contributor.author
De Luca, G.
dc.contributor.author
Luque Di Salvo, Javier Esteban
dc.contributor.author
Cipollina, A.
dc.contributor.author
Luque, Guillermina Leticia
dc.contributor.author
Fuoco, A.
dc.contributor.author
Leiva, Ezequiel Pedro M.
dc.contributor.author
Micale, G.
dc.date.available
2023-08-15T15:36:12Z
dc.date.issued
2022-12
dc.identifier.citation
De Luca, G.; Luque Di Salvo, Javier Esteban; Cipollina, A.; Luque, Guillermina Leticia; Fuoco, A.; et al.; Vertically aligned carbon nanotubes for monovalent cation selective membranes designed by in silico experiments; Elsevier Science; Desalination; 544; 116123; 12-2022; 1-12
dc.identifier.issn
0011-9164
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/208346
dc.description.abstract
Many membrane-based ion separation technologies require monovalent cations selectivity. However, available membranes usually show limited specific ion selectivity. In order to provide basic information on the membrane ion selectivity, the confinement effect on narrow pores disrupting the ion hydration is investigated in this work, with the aim to provide a new alternative to classical Cation Exchange Membranes (CEM). Starting from solvated cations structures used as templates and obtained by a quantum approach, Single-Wall Carbon Nanotubes (SWCNT) with ad-hoc designed diameters were chosen to perform in-silico experiments of single-cation permeation through CNT by means of Molecular Dynamics simulations, for which partial charges at nanotube inlets were parametrized through ab initio calculations. Cations' trajectories and energy decomposition analysis suggest that 100 % perm-selectivity towards Na+ with respect to Ca2+ and Mg2+ is virtually attainable with CNT of 1.33 nm diameter. Interestingly, the origin of this behaviour lays on thermodynamics rather than on size exclusion mechanisms. Opposite to polymeric homogeneous CEM, showing higher affinity for multivalent cations, an inverted trend was found for CNT in terms of hydration free energies, where Na+ shows more affinity up to 36 kJ/mol. Finally, total rejection of Cl− was observed in the range of CNT diameters investigated.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
Elsevier Science
dc.rights
info:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/
dc.subject
DFT
dc.subject
ION HYDRATION
dc.subject
ION SELECTIVITY
dc.subject
MOLECULAR DYNAMICS
dc.subject
MOLECULAR MECHANISM
dc.subject.classification
Físico-Química, Ciencia de los Polímeros, Electroquímica
dc.subject.classification
Ciencias Químicas
dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
dc.subject.classification
Ingeniería de Procesos Químicos
dc.subject.classification
Ingeniería Química
dc.subject.classification
INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS
dc.title
Vertically aligned carbon nanotubes for monovalent cation selective membranes designed by in silico experiments
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2023-07-07T17:07:36Z
dc.journal.volume
544
dc.journal.number
116123
dc.journal.pagination
1-12
dc.journal.pais
Países Bajos
dc.journal.ciudad
Amsterdam
dc.description.fil
Fil: De Luca, G.. Istituto Per la Tecnologia Delle Membrane; Italia
dc.description.fil
Fil: Luque Di Salvo, Javier Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Teórica y Computacional; Argentina
dc.description.fil
Fil: Cipollina, A.. Università degli Studi di Palermo; Italia
dc.description.fil
Fil: Luque, Guillermina Leticia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Teórica y Computacional; Argentina
dc.description.fil
Fil: Fuoco, A.. Istituto Per la Tecnologia Delle Membrane; Italia
dc.description.fil
Fil: Leiva, Ezequiel Pedro M.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Teórica y Computacional; Argentina
dc.description.fil
Fil: Micale, G.. Università degli Studi di Palermo; Italia
dc.journal.title
Desalination
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1016/j.desal.2022.116123
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0011916422005781
Archivos asociados