限域传质分离膜

阐述了限域传质分离膜的研究背景及现状,分析了该领域面临的关键科学问题及研究思路,介绍了我国在此领域的研究进展,并提出了未来的发展方向。

限域传质分离机制初探:界面吸附层的“二次限域”效应

限域传质分离膜主要面向分子/离子水平的高精度分离过程,对解决CO2分离、共沸物分离、盐湖提锂、海水淡化等重大应用需求具有重要意义。然而目前,这类膜的限域传质机制研究滞后,理论模型缺乏,已不能满足材料和化工等学科高速发展的需求。用介科学观点思考限域传质分离膜同时具有高通量和高选择性这一反常现象,即突破Trade-off效应,这是选择性机制与通量机制之间的竞争与协调导致的。纳微固液界面处流体分子在界面处会优先吸附,形成稳定的吸附层,基于此本文提出了“二次限域”的假说,即界面诱导的类固态新界面会对中间流体再次产生限域效应。通过对比限域传质分离膜的孔道尺寸与二次限域尺寸,进一步认知了二次限域的选择性机制,并结合选择性机制与通量模型对膜通量和选择性的定量预测进行了初探,以期为精密构建限域传质膜提供理论基础。

受限空间分子自扩散性质的耗散粒子动力学模拟

基于耗散粒子动力学模拟研究了强排斥壁面作用下圆管状受限空间内单粒子及柔性链分子自扩散系数的变化规律,并对空间受限作用下分子扩散性质的各向异性进行了深入分析.结果表明,随着圆管管径的增大,单粒子及柔性链分子的自扩散系数均呈现先减小后增大的变化规律,且出现自扩散系数最小值对应的管径随链长的增加逐渐减小;柔性链分子因其在圆管中异于体相的伸展状况,自扩散系数的变化幅度随链长的增加而变大;圆管中分子径向自扩散系数随管径的增大逐渐增大,并与管径近似为指数关系,分子轴向自扩散系数则随管径的增大先减小后逐渐收敛于体相自扩散系数.