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电控离子选择渗透膜分离过程传质模型的构建
电控离子选择渗透膜分离过程传质模型的构建
作者:
高凤凤
张雪锋
张忠林
郝晓刚
原文服务方:
太原理工大学学报
电控离子选择渗透膜分离
离子传质
数值模拟
浓度分布
电阻分布
摘要:
[目的]电控离子选择渗透(electrochemically switched ion permselectivity,ESIP)是一种新型的离子选择性膜分离技术,已成功应用于低浓度目标离子的高效、连续、选择性分离.然而,离子在膜内传质不符合 Nernst-Planck 理论,建立 ESIP 离子传质模型有助于人们理解 ESIP 分离过程.[方法]在 ESIP 膜分离系统中,为研究离子在膜上双脉冲电势与极室槽电压耦合动态场中的传质行为,提出了修正的 Nernst-Planck 模型.根据唐南(Donnan)平衡以及电中性假设等,建立了 ESIP 膜分离过程的离子传递稳态模型.通过数值模拟考察了电流密度、膜厚、膜内离子活性位点浓度对膜分离系统中离子浓度和电阻分布的影响.[结果]在原料侧扩散层和膜相内,膜厚和离子活性位点浓度对离子浓度分布影响较大,降低膜厚、提高离子活性位点浓度是提高离子传质的主要方式.在高电流密度、低膜厚和高离子活性位点浓度下,原料侧扩散层电阻在整体电阻中占主导作用,通过增加流体流速或减小腔室厚度以提高离子传质速率.在低电流密度、较高膜厚下,Donnan 层电阻占主导作用,通过增加膜的离子活性位点来提高离子传质速率.[结论]在高电流密度、低膜厚和高离子活性位点浓度下,减弱扩散层电阻(增加流体流速、减少腔室厚度)是实现ESIP 性能优化的主要途径.
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文献信息
篇名
电控离子选择渗透膜分离过程传质模型的构建
来源期刊
太原理工大学学报
学科
关键词
电控离子选择渗透膜分离
离子传质
数值模拟
浓度分布
电阻分布
年,卷(期)
2024,(4)
所属期刊栏目
研究方向
页码范围
36-44
页数
9页
分类号
字数
语种
中文
DOI
10.16355/j.cnki.issn1007-9432tyut.2023.04.004
五维指标
传播情况
被引次数趋势
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版权信息
全文
全文.pdf
引文网络
引文网络
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共引文献
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2024(0)
参考文献(0)
二级参考文献(0)
引证文献(0)
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研究主题发展历程
节点文献
电控离子选择渗透膜分离
离子传质
数值模拟
浓度分布
电阻分布
研究起点
研究来源
研究分支
研究去脉
引文网络交叉学科
相关学者/机构
期刊影响力
太原理工大学学报
主办单位:
太原理工大学
出版周期:
双月刊
ISSN:
1007-9432
CN:
14-1220/N
开本:
大16开
出版地:
太原市迎泽西大街79号3337信箱
邮发代号:
创刊时间:
1957-01-01
语种:
汉语
出版文献量(篇)
4103
总下载数(次)
0
总被引数(次)
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