008240612s2023      us  |||||||||||||||c||eng  d
■001000016934025
■00520240214101519
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798380388542
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI30569775
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a540
■1001  ▼aWan,  Zhengyi.
■24510▼aChemical  and  Physical  Interfacial  Processes  Underlying  Environmental  Water▼h[electronic  resource]
■260    ▼a[S.l.]:▼bUniversity  of  Pennsylvania.  ▼c2023
■260  1▼aAnn  Arbor  :▼bProQuest  Dissertations  &  Theses,  ▼c2023
■300    ▼a1  online  resource(149  p.)
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-03,  Section:  A.
■500    ▼aAdvisor:  Francisco,  Joseph  S.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  Pennsylvania,  2023.
■506    ▼aThis  item  must  not  be  sold  to  any  third  party  vendors.
■520    ▼aUnderstanding  physical  and  chemical  processes  at  a  molecular  level  is  crucial  for  identifying  root  causes  of  environmental  problems  and  in  developing  innovative  solutions  for  a  sustainable  environment.  For  example,  understanding  the  physical  principles  underlying  desalination  processes  can  lead  to  more  efficient  and  sustainable  water  treatment  technologies.  Similarly,  studying  chemical  reactions  involved  in  ozone  depletion  can  help  improve  our  understanding  of  this  chemistry  behind  the  process,  and  inform  better  chemical  strategies  to  protect  the  ozone  layer.  By  using  advanced  computational  techniques,  including  high  level  quantum  chemical  methods,  classical  molecular  dynamics  simulations  and  ab  initio  molecular  dynamics  simulations,  the  chemical  and  physical  interfacial  processes  involved  in  environmental  sustainability  can  be  investigated  systematically.  This  thesis  explores  the  chemical  and  physical  interfacial  processes  fundamental  to  desalination  and  ozone  depletion  chemistry.  Enhanced  sampling  methods  such  as  umbrella  sampling  and  metadynamics  are  used  understand  the  energy  requirements  of  the  processes,  as  aided  by  free  energy  profiles.  Additionally,  further  analysis  is  conducted  to  study  the  effects  of  intermolecular  interactions,  hydration  number,  and  forces  in  the  systems  on  these  interfacial  processes.  Studies  from  this  thesis  yield  several  important  results:  (1)  an  understanding  of  the  anomalous  behavior  of  water  flow  through  narrow-diameter  carbon  nanotubes  (CNTs)  caused  by  cross-CNT-orifice  hydrogen  bonds;  (2)  an  understanding  of  the  effects  of  the  dipole  moment  of  nanopore  rims  on  water  desalination  and  the  underlying  mechanism;  (3)  an  understanding  of  the  reactive  uptake  of  chlorine  nitrate  (ClONO2)  at  the  air-water  interface  and  near-barrierless  reversible  hydrolysis  of  ClONO2;  (4)  a  molecular-level  insight  into  the  formation  of  Cl2O  resulting  from  ClONO2  exposure  to  the  interface  of  cloud  droplet  surfaces  and  the  ensuring  reaction  between  ClONO2  and  HOCl  on  cloud  droplet  surfaces;  and  (5)  an  understanding  of  the  catalytic  decomposition  of  NH2NOx  (x=1,2)  at  the  air-water  interface  and  the  molecular  mechanisms  involved.  By  studying  these  physical  and  chemical  processes,  we  have  uncovered  the  fundamental  molecular  interactions  and  chemical  processes  to  explain  anomalous  and  observed  chemical  behavior  of  interacting  chemical  systems  at  interfaces.
■590    ▼aSchool  code:  0175.
■650  4▼aChemistry.
■650  4▼aComputational  chemistry.
■650  4▼aSustainability.
■653    ▼aChemical  processes
■653    ▼aPhysical  interfacial  processes
■653    ▼aEnvironmental  problems
■653    ▼aAir-water  interface
■690    ▼a0485
■690    ▼a0219
■690    ▼a0640
■71020▼aUniversity  of  Pennsylvania▼bChemistry.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-03A.
■773    ▼tDissertation  Abstract  International
■790    ▼a0175
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2023
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T16934025▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.
■980    ▼a202402▼f2024