Characterization of molecular diffusion in electrolyte systems

电解质系统中分子扩散的表征

基本信息

项目摘要

The proposed research project should contribute to a fundamental understanding of the diffusive mass transport in electrolyte systems. For this purpose, dynamic light scattering (DLS) experiments and equilibrium molecular dynamics (EMD) simulations should be further developed and used to characterize the diffusive mass transport in systematically selected systems. Besides molecular diffusion, also cluster diffusion can be present in electrolytes. Raman spectroscopy should be applied simultaneously with DLS and combined with EMD simulations to study the formation of clusters and their influence on molecular diffusion. For the determination of mass diffusivities, DLS analyzes microscopic concentration fluctuations present in fluids at macroscopic thermodynamic equilibrium. The temporal behavior of these fluctuations is governed by the molecular diffusion coefficient and the translational diffusion coefficient of clusters. By EMD simulations, the molecular diffusion coefficients can be accessed by investigating fluctuations on a nanometer scale. Here, the Maxwell-Stefan diffusion coefficient and the thermodynamic factor are calculated and combined to access the Fick diffusion coefficients directly measured by DLS. Furthermore, EMD simulations allow to evaluate the influence of the strong long-range intermolecular electrostatic interactions present in electrolytes on diffusion. While the DLS results are used to verify the EMD simulations, the combination of both methods with Raman scattering provides a close insight into the fluid structure. A flexible experimental setup including both light scattering techniques should be developed for the simultaneous and accurate investigation of diffusivities on different time scales and underlying molecular interactions. For gaining comprehensive information on the diffusive mass transport, selected combinations of salts, including ionic liquids, and organic solvents should be studied over broad ranges of temperature and composition. By a systematic variation of the solute and solvent, covering different molecule types and sizes, the influence of their physical characteristics on the diffusive process should be analyzed. While the diffusive mass transport for binary mixtures with three species is characterized by a single diffusion coefficient, the investigations in this research project should also be extended to four-species systems associated with a second-order diffusion coefficient matrix. Furthermore, the reliable database of diffusivities in electrolyte systems obtained from DLS experiments and EMD simulations and the fundamental knowledge gained from all employed methods should contribute to the development of a predictive engineering model for the molecular diffusion in electrolyte systems.
拟议的研究项目应有助于电解质系统中的扩散传质的基本理解。为此目的,动态光散射(DLS)实验和平衡分子动力学(EMD)模拟应进一步发展和用于系统选择的系统中的扩散传质的特征。除了分子扩散之外,在电解质中还可以存在团簇扩散。拉曼光谱应与DLS同时应用,并结合EMD模拟来研究团簇的形成及其对分子扩散的影响。为了确定质量扩散系数,DLS分析了宏观热力学平衡下流体中存在的微观浓度波动。这些波动的时间行为是由分子扩散系数和集团的平移扩散系数。通过EMD模拟,可以通过研究纳米尺度上的波动来获得分子扩散系数。在这里,Maxwell-Stefan扩散系数和热力学因子的计算和组合访问的菲克扩散系数直接测量DLS。此外,EMD模拟允许评估存在于电解质中的强长程分子间静电相互作用对扩散的影响。 虽然DLS结果被用来验证EMD模拟,这两种方法与拉曼散射的组合提供了一个密切的洞察到流体结构。一个灵活的实验装置,包括两个光散射技术应开发的同时和准确的调查扩散系数在不同的时间尺度和潜在的分子相互作用。为了获得关于扩散传质的全面信息,应在宽的温度和组成范围内研究盐(包括离子液体)和有机溶剂的选定组合。通过溶质和溶剂的系统变化,涵盖不同的分子类型和尺寸,应该分析它们的物理特性对扩散过程的影响。虽然三种二元混合物的扩散传质的特点是由一个单一的扩散系数,在这个研究项目的调查也应扩展到四种物质的系统与二阶扩散系数矩阵。此外,从DLS实验和EMD模拟获得的电解质系统中的扩散系数的可靠数据库和从所有采用的方法获得的基本知识,应有助于电解质系统中的分子扩散的预测工程模型的发展。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr.-Ing. Andreas Paul Fröba其他文献

Professor Dr.-Ing. Andreas Paul Fröba的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr.-Ing. Andreas Paul Fröba', 18)}}的其他基金

Thermophysical Properties of Long-Chained Hydrocarbons, Alcohols, and their Mixtures with Dissolved Gases
长链烃、醇及其与溶解气体的混合物的热物理性质
  • 批准号:
    392447067
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Accurate determination of binary gas diffusion coefficients by using laser-optical measurement methods and molecular dynamics simulations
利用激光光学测量方法和分子动力学模拟准确测定二元气体扩散系数
  • 批准号:
    289947578
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Characterization of molecular diffusion in liquids with dissolved gases
溶解有气体的液体中分子扩散的表征
  • 批准号:
    279736335
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Diffusion coefficients of gas mixtures using a Loschmidt cell combined with holographic interferometry
使用洛施密特池与全息干涉测量相结合的气体混合物的扩散系数
  • 批准号:
    190778119
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Charcterization of the nature of interactions in ionic liquid co-solvent mixtures by dynamic light scattering (DLS)
通过动态光散射 (DLS) 表征离子液体共溶剂混合物中相互作用的性质
  • 批准号:
    91551556
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Gezielte Einstellung von Tropfenkondensation an durch Ionenimplantation modifizierten metallischen Oberflächen
离子注入改性金属表面液滴凝结的针对性调节
  • 批准号:
    5451396
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Experimental investigation of viscosity, interfacial tension, and thermal conductivity of oil-refrigerant mixtures by light scattering and conventional techniques
通过光散射和常规技术对油-制冷剂混合物的粘度、界面张力和导热系数进行实验研究
  • 批准号:
    531028594
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Units
Development of the shadowgraph method for the accurate determination of diffusivities of fluid mixtures under high pressures and high temperatures
开发用于准确测定高压高温下流体混合物扩散率的阴影图方法
  • 批准号:
    379151958
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Influence of dissolved hydrogen on the thermophysical properties of organic liquids
溶解氢对有机液体热物理性质的影响
  • 批准号:
    524349465
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Dropwise condensation heat transfer of fluids with low surface tension
低表面张力流体的滴状冷凝传热
  • 批准号:
    498053068
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

配子生成素GGN不同位点突变损伤分子伴侣BIP及HSP90B1功能导致精子形成障碍的发病机理
  • 批准号:
    82371616
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
MYRF/SLC7A11调控施万细胞铁死亡在三叉神经痛脱髓鞘病变中的作用和分子机制研究
  • 批准号:
    82370981
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
PET/MR多模态分子影像在阿尔茨海默病炎症机制中的研究
  • 批准号:
    82372073
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
GREB1突变介导雌激素受体信号通路导致深部浸润型子宫内膜异位症的分子遗传机制研究
  • 批准号:
    82371652
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    45.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
靶向PARylation介导的DNA损伤修复途径在恶性肿瘤治疗中的作用与分子机制研究
  • 批准号:
    82373145
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
O6-methyl-dGTP抑制胶质母细胞瘤的作用及分子机制研究
  • 批准号:
    82304565
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
OBSL1功能缺失导致多指(趾)畸形的分子机制及其临床诊断价值
  • 批准号:
    82372328
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Irisin通过整合素调控黄河鲤肌纤维发育的分子机制研究
  • 批准号:
    32303019
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
转录因子LEF1低表达抑制HMGB1致子宫腺肌病患者子宫内膜容受性低下的分子机制
  • 批准号:
    82371704
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
上皮细胞黏着结构半桥粒在热激保护中的作用机制研究
  • 批准号:
    31900545
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Characterization of the RRS: a new chromosomal structural element in E. coli
RRS 的表征:大肠杆菌中的一种新染色体结构元件
  • 批准号:
    10752809
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Molecular, Cellular, and Tissue Characterization Unit
分子、细胞和组织表征单元
  • 批准号:
    10904040
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Characterization of HIV-1 Genome Dimerization: A Strain Specific Dimerization Mechanism
HIV-1 基因组二聚化的表征:毒株特异性二聚化机制
  • 批准号:
    10618005
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Structural characterization of interacting and aggregating cataract-associated crystallins
白内障相关晶状体蛋白相互作用和聚集的结构表征
  • 批准号:
    10463640
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Structural and functional characterization of phosphoglycosyl transferases from human pathogens
人类病原体磷酸糖基转移酶的结构和功能表征
  • 批准号:
    10413360
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Regulation and functional characterization of ciliary calcium signaling
睫状体钙信号传导的调节和功能特征
  • 批准号:
    10245017
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Regulation and functional characterization of ciliary calcium signaling
睫状体钙信号传导的调节和功能特征
  • 批准号:
    10004124
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Structural characterization of interacting and aggregating cataract-associated crystallins
白内障相关晶状体蛋白相互作用和聚集的结构表征
  • 批准号:
    10218184
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
High throughput optical coherence tomography (OCT)-based imaging platform for label-free, non-invasive characterization of 3D tumor spheroids.
基于高通量光学相干断层扫描 (OCT) 的成像平台,用于对 3D 肿瘤球体进行无标记、非侵入性表征。
  • 批准号:
    10225615
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Regulation and functional characterization of ciliary calcium signaling
睫状体钙信号传导的调节和功能特征
  • 批准号:
    10463683
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了