柱状石墨烯膜反渗透滤盐特性及机理

• 作者: 张泽程 刘珍 王孟妮 张福建 张忠强
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 柱状石墨烯 反渗透 分子动力学 氢键 水合离子
• 年，卷（期）: 2021,（9）
• 所属期刊栏目: 物理学交叉学科及有关科学技术领域|INTERDISCIPLINARY PHYSICS AND RELATED AREAS OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
• 页码范围: 339-348
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.70.20201764

摘要

柱状石墨烯在能源气体的存储运输和气体净化分离等方面备受关注,但其在海水淡化方面受到了大面积制备的限制,其反渗透特性和机理尚未明晰.本文运用分子动力学方法研究了不同压强、温度和膜的剪切运动对柱状石墨烯膜反渗透滤盐特性的影响规律.结果表明:压强较大时,水通量随着压强的增加而线性增加;温度的升高能提升水分子渗透率,但对离子截留率的影响不大;反渗透膜的剪切运动虽然会阻碍水分子的渗透,但相应地可以提高离子截留率.对氢键和离子水合结构的分析表明,反渗透膜的剪切运动可以提高氢键和离子水合壳的稳定性,但温度的升高会产生相反的效果.本文结果有助于深入理解柱状石墨烯膜在不同条件下的脱盐性能,进一步验证了柱状石墨烯膜在海水淡化领域的巨大应用潜力.