Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2023

Идентификатор DOI: 10.31857/S2218117223050024

Ключевые слова: electrobaromembrane method, highly selective separation, Ion separation, electroosmosis, nanofiltration membrane, track-etched membrane, электробаромембранный метод, высокоселективное разделение, разделение ионов, электроосмос, нанофильтрационная мембрана, трековая мембрана

Аннотация: Представлены результаты теоретического анализа влияния электроосмотического потока на электромиграционный и конвективный перенос конкурирующих ионов, разделяемых электробаромембранным методом. Разделяемые ионы одного знака заряда движутся в электрическом поле через поры трековой мембраны к соответствующему электроду, при этом за счет перепада давления на мембране создается соразмерный встречный конвективный поток. Упрощенная модель, основанная на уравнении конвективной электродиффузии и Хагена–Пуазейля, позволяет анализировать экспериментальные данные, используя только эффективные числа переноса ионов в мембране в качестве подгоночных параметров. С использованием 2D математической модели, описываемой системой уравнений Нернста–Планка, Навье–Стокса и Пуассона показано, что электроосмотический поток может быть причиной превышения эффективных чисел переноса конкурирующих ионов над их значениями в растворе, даже если эти ионы являются коионами для мембраны. The results of a theoretical analysis of the influence of the electroosmotic flow on the electromigration and convective transport of competing ions separated by the electrobaromembrane method are presented. Separated ions of the same charge sign move in an electric field through the pores of a track-etched membrane to the corresponding electrode, while due to the pressure drop across the membrane, a commensurate counter convective flow is created. A simplified model based on the equation of convective electrodiffusion and Hagen–Poiseuille equation allows the analysis of experimental data applying only the ion effective transport numbers in the membrane pores as fitting parameters. Using a mathematical model described by the system of equations of Nernst–Planck, Navier–Stokes and Poisson, it is shown that the electroosmotic flow can cause the effective transport numbers of competing ions to exceed their values in solution, even if these ions are coions for the membrane.

Журнал: Мембраны и мембранные технологии

Выпуск журнала: Т.13, №5

Номера страниц: 423-432

ISSN журнала: 22181172

Место издания: Москва

Издатель: Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН, Российская академия наук

• Бутыльский Д. Ю. (ФГБОУ ВО Кубанский государственный университет)
• Мареев С. А. (ФГБОУ ВО Кубанский государственный университет)
• Рыжков И. И. (Сибирский федеральный университет)
• Уртенов М. Х. (ФГБОУ ВО Кубанский государственный университет)
• Апель П. Ю. (Объединенный институт ядерных исследований)
• Никоненко В. В. (ФГБОУ ВО Кубанский государственный университет)

• Ядро РИНЦ (eLIBRARY.RU)