Water transport and desalination through double-layer graphyne membranes
Notice bibliographique
Résumé
Non-equilibrium molecular dynamics simulations of water-salt solutions driven through single and double-layer graphyne membranes by a pressure difference created by rigid pistons are carried out to determine the relative performance of the membranes as filters in a reverse osmosis desalination process. It is found that the flow rate of water through a graphyne-4 membrane is twice that of a graphyne-3 membrane for both single and double-layer membranes. Although the addition of a second layer to a single-layer membrane reduces the membrane permeability, the double-layer graphyne membranes are still two or three orders of magnitude more permeable than commercial reverse osmosis membranes. The minimum reduction in flow rate for double-layer membranes occurs at a layer spacing of 0.35 nm with an AA stacking configuration, while at a spacing of 0.6 nm the flow rate is close to zero due to a high free energy barrier for permeation. This is caused by the difference in the environments on either side of the membrane sheets and the formation of a compact two-dimensional layer of water molecules in the interlayer space which slows down water permeation. The distribution of residence times of water molecules in the interlayer region suggests that at the critical layer spacing of 0.6 nm, a cross-over occurs in the mechanism of water flow from the collective movement of hydrogen-bonded water sheets to the permeation of individual water molecules. All membranes are demonstrated to have a high salt rejection fraction and the double-layered graphyne-4 membranes can further increase the salt rejection by trapping ions that have passed through the first membrane from the feed solution in the interlayer space.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».