Kinetic Trapping and Adsorption Equilibration of Binary Mixtures within Nanopores
Kinetic Trapping and Adsorption Equilibration of Binary Mixtures within Nanopores
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纳米孔内二元混合物的动力学捕获和吸附平衡
DOI：
10.1021/acs.jpcc.9b11978
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Calbi, M. Mercedes
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Morgan, Sean M.;Calbi, M. Mercedes
我们通过动力学蒙特卡罗方案模拟纵向孔内混合物的吸收动力学，研究了限制性纳米多孔材料中二元气体混合物竞争吸附的动力学。气体的吸附/解吸事件仅发生在孔的末端，孔内的气体传输仅限于单列扩散。在这些条件下，我们展示了物种吸附/解吸速率之间的差异，以及单列扩散施加的传输限制，如何导致较弱物种最终捕获在平衡状态。在这种情况下，虽然混合物沿孔的总分布在平衡时是均匀的，但各个组分的分布却并非如此。值得注意的是，这种动力学捕获导致吸附混合物的组成偏离预期的平衡状态。
We investigate the kinetics of competitive adsorption of binary gas mixtures in restrictive nano-porous materials by simulating the uptake dynamics of the mixture inside a longitudinal pore via a Kinetic Monte Carlo scheme. Adsorption/desorption events of the gas occur only through the ends of the pore, and the gas transport inside the pore is limited to single-file diffusion. Under these conditions, we show how the difference between the adsorption/desorption rates of species, together with the transport restrictions imposed by the single-file diffusion, leads to eventual trapping of the weaker species at equilibrium. In this situation, while the total distribution of the mixture along the pore is uniform at equilibrium, the distributions of the individual components are not. Remarkably, this kinetic trapping causes a deviation from the composition of the adsorbed mixture expected at equilibrium.
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