具有轴向温度梯度的通道中电解质的流动与流动电势

研究了轴向温度梯度对狭缝通道中压力驱动对称电解质的流动剖面和诱导流动电势的影响。基于非等温 Nernst-Planck 方程以及润滑近似下的泊松方程，推导了双电层（EDL）中离子分布的表达式。研究发现，热泳离子运动和依赖于温度的电泳离子迁移率会增加局部双电层厚度，而依赖于温度的介电常数会缩小双电层。在 Debye-Hückel 近似下，求解了带有相应电场体力项的 Navier-Stokes 方程。推导了非等温条件下流动剖面和诱导（流动）场的解析表达式。结果表明，在这种情况下，诱导电场是至少七个独立贡献的线性叠加。对于非常宽的通道，只有通常在体相电解质受温度梯度作用时存在的热电场（Soret 平衡）以及传统的压力诱导流动场是重要的。在极端受限条件下，由依赖于温度的电泳离子迁移率与离子和表面壁电荷相互作用之间的协同作用驱动的选择性热电迁移，引起了非平流起源的热电场。对于较宽的通道，除了由于介电常数温度依赖性而众所周知的热渗透外，还证明了温度梯度使双电层中的离子云脱离力学平衡。这导致了热渗透流，与其相关的离子平流可能诱导量级与更传统热效应引起的热电场相当的热电场。