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有机溶剂膜污染的分子动力学研究( Molecular dynamics investigation of membrane fouling in organic solvents )
Yunqiao Ma Sadiye Veliolu Ziqiang Yin Rong Wang Jia Wei Chew
膜污染是膜技术应用中的一个主要障碍，已被广泛研究。随着人们对有机溶剂应用的兴趣越来越大，对膜污染的理解也相应地进行了努力。本研究采用分子动力学模拟方法研究了聚丙烯腈(PAN)膜在水、甲酰胺和乙醇三种极性和质子性溶剂中对葡聚糖的不同吸附行为。葡聚糖对水的膜分离距离最小，乙醇次之，甲酰胺次之，这与水的通量下降相对于甲酰胺的更差一致。在水中最大的吸附倾向与最吸引人的葡聚糖-膜相互作用有关。另一方面，葡聚糖在甲酰胺和乙醇中的低吸附倾向与葡聚糖分子和膜的溶剂化作用增强有关，这阻碍了葡聚糖在膜上的吸附。尤其是甲酰胺，其吸附量最小，表现出最吸引人的溶剂-葡聚糖和溶剂-膜相互作用能，葡聚糖的溶剂可接近表面积(SASA)最大，并且溶剂分子在离膜最近的溶剂化壳层中的密度也最大。至于乙醇，它给出了最接近右旋糖酐一部分的溶剂化壳层中溶剂分子的最高密度。水对膜污染的溶剂化作用不同于其它极性和质子性溶剂的溶剂化作用，这对膜污染具有重要的意义，也凸显了加强对有机溶剂中膜污染行为的认识的必要性。
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