限域于石墨烯狭缝孔中的水-甲醇混合物
软凝聚态物质
2023-06-28 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
工业上对分离水-甲醇混合物的高效且可持续技术需求旺盛。近期研究表明，膜和二维材料可实现此类分离。在我们的研究中，我们探究了纳米限域石墨烯狭缝孔对水-甲醇混合物动力学与结构的影响。通过对含水至多 25% 甲醇的粗粒化模型进行分子动力学模拟，我们表明，在适当的孔径下，水倾向于占据孔的中心。相反，甲醇的非极性部分在疏水壁附近聚集。此外，改变孔的宽度会导致各组分扩散率的非单调变化。然而，水总是比甲醇扩散更快，这意味着应可基于物理机制确定水-甲醇分离的最优构型。我们的计算表明，更有效的孔径之一 12.5{\AA} 也具有机械稳定性，使可能过滤膜的能耗最小化。
引用
@article{arxiv.2306.15330,
title = {Water-methanol mixture confined in a graphene slit-pore},
author = {Roger Bellido-Peralta and Fabio Leoni and Carles Calero and Giancarlo Franzese},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.15330},
year = {2023}
}