pH调控矩形纳米通道中电动力学驱动非牛顿流体的离子输运与选择性
流体动力学
2021-11-09 v1 应用物理
化学物理
摘要
在本研究中，分析了长pH调控矩形纳米通道内幂律流体电动力学驱动流的离子输运与选择性。通过非均匀网格的有限差分程序对电势和动量方程进行数值求解。考虑了非线性Poisson-Boltzmann方程以及表面上的缔合/解离反应。此外，在三维空间中采用有限元方法进行数值模拟，以将结果与二维分析所得结果进行比较。而且，推导了狭缝纳米通道极限情形在Debye-Hückel近似下的解析解，并将其结果与数值模拟所得结果进行比较。研究表明，通道长宽比可影响所有物理化学参数。观察到平均速度和对流离子电导是流动行为指数的强递减函数。通过研究非牛顿流体行为效应，揭示其对离子电导的影响在溶液pH值较高时变得显著，且其变化可改变纳米通道内阴离子输运方向。此外，表明流动行为指数可强烈影响纳米通道的离子选择性，其变化可用于使选择性作为pH的函数经过最大值。
引用
@article{arxiv.2111.04057,
title = {Ionic Transport and Selectivity of Electrokinetically-Actuated Non-Newtonian Flows within a pH-Regulated Rectangular Nanochannel},
author = {Mohammad Ali Vakili and Morteza Sadeghi and Mohammad Hassan Saidi and Ali Moosavi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.04057},
year = {2021}
}
备注
51 pages, 14 figures