Влияние конечного размера ионов на транспорт электролита в нанофильтрационных мембранах

Ryzhkov, Ilya I.; Minakov, Andrey V.; Рыжков, Илья И.; Минаков, Андрей В.

Влияние конечного размера ионов на транспорт электролита в нанофильтрационных мембранах

Ryzhkov, Ilya I., Minakov, Andrey V., Рыжков, Илья И., Минаков, Андрей В.

Дата публикации: 2017-05

Дата публикации в реестре: 2020-03-31T23:16:38Z

Аннотация:

Проведено теоретическое исследование транспорта электролита через нанофильтрационную мембрану под действием разности давлений. Стенки пор являются проводящими с заданным по- тенциалом. Учитывается конечный размер ионов за счет введения дополнительного слагаемого в электрохимический потенциал. Для описания течения электролита в нанопоре, соединяющей два резервуара б ольшего диаметра, численно решаются двумерные уравнения Навье–Стокса, Пуассона и модифицированное уравнение Нернста–Планка. Расчеты проводятся для водного раствора хло- рида калия. Показано, что в случае точечных ионов значения концентрации противоионов вблизи стенки поры не соответствуют физически допустимым при больших приложенных потенциа- лах. При учете конечных размеров ионов концентрация противоионов существенно уменьшает- ся, достигая максимально возможного значения вблизи стенки. Это приводит к уменьшению осмотического скачка давления и увеличению потенциала внутри поры. Более сильное исключе- ние коионов при учете их конечного размера вызывает увеличение задержания соли, мембранного потенциала и требуемого перепада давлений