正渗透过程中纳米碳管膜的盐水通道行为.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao1228ActaPhys．-Chim．Sin．，2011，27(1)：228-232January[Article]Ⅵnv．whxb．pku．edu．cn正渗透过程中纳米碳管膜的盐水通道行为贾玉香李燕胡仰栋(中国海洋大学化学化工学院，山东青岛266100)摘要：以纳米碳管(CNT)仿生构筑正渗透(FO)膜，采用分子动力学模拟的方法考察水和盐在由CNT(6，6)、CNT(7，7)、CNT(8，8)、CNT(9，9)、CNT(10，lo)、CNT(11，11)等不同尺寸纳米碳管构筑膜中，于2．5、3．75、5．0mol·L等不

2、同汲取液浓度下的传递行为．纳秒级的模拟得到水分子在不同尺寸纳米碳管膜内的分布，水通量的变化以及盐截留等情况．模拟结果表明，由CNT(8，8)构筑的正渗透膜表现出优异的通水阻盐性能．关键词：正渗透：膜分离：脱盐：纳米碳管：分子动力学模拟中图分类号：0648BehaviorofCarbonNanotubeMembranesasChannelsofSaltandWaterinForwardOsmosisProcessJIAYu—XiangLIYahHUYang—DongrCollegeofChem~tryandChemicalEngineering,OceanUnivers

3、ityofChina,Qingdao266100,ShandongProvince,R．China)Abstract：Weinvestigatedtheinfluenceofcarbonnanotube(CNT)sizeusingCNTsincludingCNT(6，6)，CNT(7，7)，CNT(8，8)，CNT(9，9)，CNT(10，1O)，andCNT(11，11)，andtheinfluenceofdrawsolutionconcentrations，suchas2．5，3．75，and5．0mel·L～，onthepermeationbehaviorsof

4、saltandwatermoleculesthroughthebiomimeticallymanufacturedforwardosmosis(FO)membranes．Nanosecond．scalemoleculardynamicsimulationswerecarriedouttoobtaintherelevantinformation．includingthedistributionsofthewatermolecules，waterflux，andsaltpermeationwithinthedifferentCNTmembranes．Simulationr

5、esultsshowthattheFOmembranelncorporatingCNT(8，8)canachievethehighes1waterfluxandalsotheIowestsaltpermeation．KeyWords：Forwardosmosis，Membraneseparation，Desalination，Carbonnanotube；Moleculardynamicssimulation充分利用海洋蕴藏的丰富水资源以解决人类所得一直是制约该技术走出实验室并实现大规模应用面临的淡水缺乏问题是发展“蓝色经济”的重要组成的瓶颈问题之一”】．部分．目前，

6、海水淡化方法众多．其中，经过多年的研众所周知，生物体内广泛存在着以相关组分化究和发展，反渗透技术的提高空间已近极限川．最学势差为推动力实现传递过程的生物通道．通过x近，正渗透作为一种潜在的水纯化和淡化新技术，以射线结晶学等现代技术人们对各种生物通道进行原其低能耗、耐污染等独特优势引起了广泛关注口．子水平上的三维结构分析，发现它们共同具有“孔道令人遗憾的是，正渗透过程所需选择性分离膜的获狭窄(亚纳米级)，且孔道内侧多为非极性的、憎水区Received：July12，201O：Revised：September20，201O：PublishedonWeb：November

7、19．2010．Correspondingauthor,Email：iiayx76@yahoo．com．en；Tel：+86—532．66781875TheprojectwassupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(20806076)andNationalKeyBasicResearchProgramofChina(973)(2003CB615706)．国家自然科学基金(20806076),f~家重点基础研究发展计划(973)f2003CB615706)资助项目(Editorialo