Моделирование проводящих нанопористых мембран с переключаемой ионной селективностью

Описание

Перевод названия: Modelling of Conductive Nanoporous Membranes with Switchable Ionic Selectivity

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2020

Ключевые слова: нанопора, проводящая поверхность, слой Штерна, ионная селективность, мембранный потенциал, математическое моделирование, nanopore, Conductive surface, Stern layer, ionic selectivity, membrane potential, mathematical modelling

Аннотация: Одним из современных направлений мембранной науки является разработка “умных” мембран, которые способны влиять на транспорт компонентов посредством внешнего воздействия. В случае ионов таким воздействием может быть электрическое поле, создаваемое проводящей поверхностью пор. В работе предложена математическая модель транспорта ионоПоказать полностьюв в цилиндрической нанопоре с электронным зарядом на проводящей поверхности и химическим зарядом, отделенным от поверхности слоем Штерна. Модель основана на одномерных уравнениях для потенциала, концентрации ионов и давления в диффузном слое. В работе она применяется для описания мембранного потенциала при нулевом токе, который характеризует величину и тип ионной селективности мембраны. Показано, что при изменении потенциала поверхности поры в направлении от отрицательных значений к положительным селективность поры непрерывно изменяется от катиона к аниону. Уменьшение емкости слоя Штерна или увеличение радиуса поры приводят к снижению ионной селективности. Наличие положительного (отрицательного) химического заряда вызывает смещение потенциала поверхности, при котором происходит переключение ионной селективности, в область отрицательных (положительных) значений. При указанном значении потенциала мембрана теряет селективность, диффузионный поток ионов достигает максимального значения, а осмотический перенос раствора прекращается. Предложенная модель позволяет количественно и качественно описать результаты экспериментов по переключаемой селективности трековых мембран, модифицированных слоем золота.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Мембраны и мембранные технологии

Выпуск журнала: Т. 10, 1

Номера страниц: 13-23

ISSN журнала: 22181172

Место издания: Москва

Издатель: Общество с ограниченной ответственностью Международная академическая издательская компания "Наука/Интерпериодика"

Авторы

  • Рыжков И. И. (Сибирский федеральный университет)
  • Вяткин А. С. (Институт вычислительного моделирования СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН)
  • Михлина Е. В. (Институт вычислительного моделирования СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН)

Вхождение в базы данных

  • Ядро РИНЦ (eLIBRARY.RU)
  • Список ВАК
  • Web of Science Russian Science Citation Index