用于增强盐度梯度下纳米孔离子扩散的有效带电外表面

高性能渗透能转换需要大的离子通量和高离子选择性，而外表面电荷可同时显著促进这两者，对于短纳米孔尤为明显。本文研究了在不同条件下带电外表面对离子扩散的增强作用，并探讨了相应的有效带电面积。模拟表明，对于长度更短、直径更宽、表面电荷密度更大、或处于更高盐度梯度下的纳米孔，外表面电荷对离子扩散的促进作用更为显著。纳米孔附近带电环形区域的有效宽度与孔长成反比，并与孔径、盐度梯度和表面电荷密度呈线性关系。由于有效带电面积在单纳米孔离子扩散传播至多孔膜情形中具有重要作用，我们的结果可为实际高性能渗透能收集用多孔膜的设计与制备提供有益指导。