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氢化多孔石墨烯反渗透特性及机理分析

张忠强 于凡顺 刘珍 张福建 程广贵

氢化多孔石墨烯反渗透特性及机理分析

张忠强, 于凡顺, 刘珍, 张福建, 程广贵
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-11-18

氢化多孔石墨烯反渗透特性及机理分析

  • 1. 江苏大学机械工程学院,微纳米科学技术研究中心
  • 2. 江苏科技大学
  • 3. 江苏大学机械工程学院
  • 4. 江苏大学
  • 通信作者: 张忠强, zhangzq@mail.ujs.edu.cn
    基金项目: 国家级-国家自然科学基金(11872192;51675236)

摘要: 单层石墨烯凭借超薄的厚度和优异的力学化学防污性能,使其成为新一代纳滤膜材料的最佳选择之一。本文采用经典分子动力学方法,研究了盐水在氢化多孔石墨烯反渗透膜中的反渗透特性。结果表明,水渗透量会随着驱动力、孔径和温度的增加而增加;而孔径大于水合半径的条件下,盐离子截留率会随驱动力和温度的增加而降低。当反渗透膜和盐水存在切向运动时,随着切向速度的增加可以有效提高盐离子截留率和减弱浓差极化现象,但也在一定程度上牺牲了水通量。通过分析水流沿渗透方向的能障分布、水分子的氢键分布和离子水合状态,解释了各参数变化对盐水在氢化多孔石墨烯中反渗透特性的影响机理。研究结果将提供基于单层多孔石墨烯反渗透特性的理论认识,并将为纳米级反渗透膜的设计提供帮助。

English Abstract

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