How 2D Nanoflakes Improve Transport in Mixed Matrix Membranes: Insights from a Simple Lattice Model and Dynamic Mean Field Theory
Source abstract
Abstract
Mixed matrix membranes (MMMs), incorporating graphene and graphene oxide structural fragments, have emerged as promising materials for challenging gas separation processes. What remains unclear is the actual molecular mechanism responsible for the enhanced permeability and perm-selectivity of these materials. With the fully atomistic models still unable to handle the required time and length scales, here, we employ a simple qualitative model based on the lattice representation of the physical system and dynamic mean field theory. We demonstrate that the performance enhancement results from the flux-regularization impact of the 2D nanoflakes and that this effect sensitively depends on the orientation of the nanoflakes and the properties of the interface between the nanoflakes and the polymer.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Membrane Separation and Gas Transport · Graphene research and applications · Muon and positron interactions and applications
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Department of Chemical Engineering, Engineering Building A, The University of Manchester, Manchester M13 9PL, U.K.
References (100+)
Show source-provided references
1. 10.1016/0376-7388(91)80060-J10.1016/0376-7388(91)80060-J ↗
2. 10.1016/j.memsci.2008.04.03010.1016/j.memsci.2008.04.030 ↗
3. 10.1002/polc.507041010910.1002/polc.5070410109 ↗
4. 10.1126/science.adi154510.1126/science.adi1545 ↗
5. 10.1021/acssuschemeng.5b0040910.1021/acssuschemeng.5b00409 ↗
6. 10.1021/acsami.5b0010610.1021/acsami.5b00106 ↗
7. 10.1016/j.memsci.2015.01.01410.1016/j.memsci.2015.01.014 ↗
8. 10.1002/aic.1526010.1002/aic.15260 ↗
9. 10.1016/j.seppur.2016.04.03810.1016/j.seppur.2016.04.038 ↗
10. 10.1016/j.memsci.2016.04.02910.1016/j.memsci.2016.04.029 ↗
11. 10.1016/j.jiec.2016.01.03210.1016/j.jiec.2016.01.032 ↗
12. 10.1016/j.memsci.2016.08.04310.1016/j.memsci.2016.08.043 ↗
13. 10.1016/j.memsci.2016.08.05910.1016/j.memsci.2016.08.059 ↗
14. 10.1016/j.ijggc.2016.11.01010.1016/j.ijggc.2016.11.010 ↗
15. 10.1016/j.memsci.2018.08.02610.1016/j.memsci.2018.08.026 ↗
16. 10.3390/polym1002012910.3390/polym10020129 ↗
17. 10.1039/C8TA05774E10.1039/C8TA05774E ↗
18. 10.1016/j.matchemphys.2018.03.06410.1016/j.matchemphys.2018.03.064 ↗
19. 10.1016/j.memsci.2018.10.07510.1016/j.memsci.2018.10.075 ↗
20. 10.1021/acsami.8b1759910.1021/acsami.8b17599 ↗
21. 10.1016/j.memsci.2018.11.02510.1016/j.memsci.2018.11.025 ↗
22. 10.1016/j.memsci.2020.11794610.1016/j.memsci.2020.117946 ↗
23. 10.1002/er.656710.1002/er.6567 ↗
24. 10.1016/j.memsci.2020.11885010.1016/j.memsci.2020.118850 ↗
25. 10.1002/app.5055310.1002/app.50553 ↗
26. 10.1016/j.cej.2021.13294210.1016/j.cej.2021.132942 ↗
27. 10.1016/j.seppur.2022.12144710.1016/j.seppur.2022.121447 ↗
28. 10.1016/j.memsci.2020.11904610.1016/j.memsci.2020.119046 ↗
29. 10.1016/j.matt.2021.06.04310.1016/j.matt.2021.06.043 ↗
30. 10.1016/j.molliq.2022.11954010.1016/j.molliq.2022.119540 ↗
31. 10.1016/j.ijhydene.2009.02.06810.1016/j.ijhydene.2009.02.068 ↗
32. 10.1016/j.memsci.2010.06.00510.1016/j.memsci.2010.06.005 ↗
33. 10.1016/j.memsci.2014.03.01510.1016/j.memsci.2014.03.015 ↗
34. 10.1016/j.jechem.2018.04.01310.1016/j.jechem.2018.04.013 ↗
35. 10.1016/j.psep.2022.05.02410.1016/j.psep.2022.05.024 ↗
36. 10.1016/j.rser.2022.11229410.1016/j.rser.2022.112294 ↗
37. 10.1021/cr300388810.1021/cr3003888 ↗
38. 10.3390/pr609017210.3390/pr6090172 ↗
39. 10.1002/mame.20230022510.1002/mame.202300225 ↗
40. Maxwell J. C. · 1873 · 1
41. 10.1016/S0376-7388(96)00303-110.1016/S0376-7388(96)00303-1 ↗
42. 10.1016/S0376-7388(97)00228-710.1016/S0376-7388(97)00228-7 ↗
43. 10.1002/andp.1935416070510.1002/andp.19354160705 ↗
44. 10.1002/pen.1104110.1002/pen.11041 ↗
45. 10.1016/j.memsci.2005.03.01910.1016/j.memsci.2005.03.019 ↗
46. 10.1016/j.memsci.2005.08.01510.1016/j.memsci.2005.08.015 ↗
47. 10.1016/j.memsci.2008.11.02110.1016/j.memsci.2008.11.021 ↗
48. 10.1016/j.memsci.2011.06.03610.1016/j.memsci.2011.06.036 ↗
49. 10.1016/j.ces.2013.09.05110.1016/j.ces.2013.09.051 ↗
50. 10.1016/j.memsci.2013.08.01010.1016/j.memsci.2013.08.010 ↗
51. 10.1016/j.ces.2015.03.06910.1016/j.ces.2015.03.069 ↗
52. 10.1016/j.memsci.2017.02.02910.1016/j.memsci.2017.02.029 ↗
53. 10.1016/j.ces.2018.04.03710.1016/j.ces.2018.04.037 ↗
54. 10.1016/j.memsci.2017.12.05810.1016/j.memsci.2017.12.058 ↗
55. 10.1016/j.memsci.2019.02.01310.1016/j.memsci.2019.02.013 ↗
56. 10.1016/j.memsci.2022.12031110.1016/j.memsci.2022.120311 ↗
57. 10.1016/j.memsci.2022.12107410.1016/j.memsci.2022.121074 ↗
58. 10.1016/j.memsci.2015.03.02810.1016/j.memsci.2015.03.028 ↗
59. 10.3390/membranes1101005810.3390/membranes11010058 ↗
60. 10.1002/adts.20220015910.1002/adts.202200159 ↗
61. 10.1021/ie302290a10.1021/ie302290a ↗
62. 10.1016/j.micromeso.2014.07.00710.1016/j.micromeso.2014.07.007 ↗
63. 10.1002/anie.20171316010.1002/anie.201713160 ↗
64. 10.1021/acsami.7b1747010.1021/acsami.7b17470 ↗
65. 10.1021/acs.jpcc.9b0938410.1021/acs.jpcc.9b09384 ↗
66. 10.1021/acs.jpcc.9b0331810.1021/acs.jpcc.9b03318 ↗
67. 10.1016/j.memsci.2020.11817310.1016/j.memsci.2020.118173 ↗
68. 10.1021/acs.chemmater.9b0490710.1021/acs.chemmater.9b04907 ↗
69. 10.1021/acsanm.1c0188610.1021/acsanm.1c01886 ↗
70. 10.1016/j.memsci.2017.08.06110.1016/j.memsci.2017.08.061 ↗
71. 10.1103/PhysRevApplied.12.04403410.1103/PhysRevApplied.12.044034 ↗
72. 10.1016/j.seppur.2020.11670810.1016/j.seppur.2020.116708 ↗
73. 10.1016/j.molliq.2021.11595710.1016/j.molliq.2021.115957 ↗
74. 10.1016/j.seppur.2021.11881810.1016/j.seppur.2021.118818 ↗
75. 10.1021/acsmaterialslett.0c0056010.1021/acsmaterialslett.0c00560 ↗
76. 10.1103/PhysRev.145.22410.1103/PhysRev.145.224 ↗
77. 10.1103/PhysRev.148.37510.1103/PhysRev.148.375 ↗
78. 10.1103/PhysRev.150.28510.1103/PhysRev.150.285 ↗
79. 10.1103/PhysRevE.60.555210.1103/PhysRevE.60.5552 ↗
80. 10.1103/PhysRevE.65.01120210.1103/PhysRevE.65.011202 ↗
81. 10.1021/la015532n10.1021/la015532n ↗
82. 10.1103/PhysRevLett.87.05570110.1103/PhysRevLett.87.055701 ↗
83. Woo H.-J. · 2002 · 144 · 15510.1016/S0167-2991(02)80129-X ↗
84. 10.1016/S0927-7757(02)00048-110.1016/S0927-7757(02)00048-1 ↗
85. 10.1063/1.175613110.1063/1.1756131 ↗
86. 10.1515/jnetdy.2006.01510.1515/jnetdy.2006.015 ↗
87. 10.1039/b516036g10.1039/b516036g ↗
88. 10.1063/1.283728710.1063/1.2837287 ↗
89. 10.1021/la801972e10.1021/la801972e ↗
90. 10.1007/s10909-009-9916-910.1007/s10909-009-9916-9 ↗
91. 10.1039/b925672e10.1039/b925672e ↗
92. 10.1063/1.355878210.1063/1.3558782 ↗
93. 10.1016/j.micromeso.2011.12.02910.1016/j.micromeso.2011.12.029 ↗
94. 10.1063/1.481111110.1063/1.4811111 ↗
95. 10.1021/la403053710.1021/la4030537 ↗
96. 10.1002/aic.1484610.1002/aic.14846 ↗
97. 10.1021/acs.langmuir.9b0011210.1021/acs.langmuir.9b00112 ↗
98. 10.1007/s10450-020-00285-610.1007/s10450-020-00285-6 ↗
99. 10.1021/acs.jpcc.1c0659210.1021/acs.jpcc.1c06592 ↗
100. 10.1063/5.008724910.1063/5.0087249 ↗