正渗透离子截留性能的分子动力学模拟

杨洛鹏; 王战; 田永生; 张林华; 张慧

山东建筑大学学报 ›› 2024, Vol. 39 ›› Issue (04) : 32 -38.

正渗透离子截留性能的分子动力学模拟

杨洛鹏, 王战, 田永生, 张林华, 张慧

作者信息 +

Author information +

文章历史 +

摘要

正渗透离子截留性能的分子动力学模拟可为纳米孔材料的优化设计提供理论依据和技术指导。文章采用正渗透膜纳米通道模型，运用分子动力学模拟方法，模拟了不同孔径和亲水性纳米通道对离子的截留行为，分析了通道内离子截留率与离子水化数、离子水化半径及平均力势间的关系。结果表明：离子进入纳米通道需克服的能量势垒是由离子水化物的脱水引起，随纳米通道孔径的增大，离子水化物需脱去的水分子数减少；Na⁺和Cl^-的截留率随孔径的增大而降低，当孔径≥1.356 nm时，二者均可通过膜纳米通道；离子进入纳米通道需克服的能量势垒、膜纳米通道对离子的截留率均随亲水性的增强而降低。