外电场作用下水化聚全氟磺酸钾膜中水分子的电渗 - Ingenta Connect.PDF

理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao) October A cta Phys. Chim. Sin., 2010, 26(10) ：2659-2665 2659 [Article] 外电场作用下水化聚全氟磺酸钾膜中水分子的电渗迁移 素华1,2,3 严六明2, 纪晓波2 邵长乐2 陆文聪2 1 2 ( 上海大学材料科学与工程学院, 上海 200444; 上海大学理学院化学系, 上海 200444; 3 常熟理工学院 理与电子工程学院, 江苏常熟 215500) 摘要： 用分子动力学模拟方法研究外电场(简称电场)作用下水化聚全氟磺酸钾膜中水分子的电渗迁移运动, 并 + 分析探讨膜的结构与水分子的电渗迁移特性的关系. 结果表明, 无外加电场时水分子和K 的速度都服从麦克斯 + 韦分布; 施加适 电场时, 水分子和K 在垂直电场方向上的速度分量仍服从麦克斯韦分布, 但平行电场方向上 + 的速度分量则服从峰值漂移的麦克斯韦分布. 并且, 峰值漂移速度可作为水分子和K 的平均迁移速度的近似值, + 从而计算得到水分子的电渗系数. 结果还显示, K 第一配位层内平均含有约4.04 个水分子, 它们的平均迁移速 + 度只有K 的57%. 这部分水分子贡献的电渗迁移系数为总电渗迁移系数(2.97)的77%. 关键词： 分子动力学模拟; 质子交换膜; 外电场; 电渗迁移; 速度分布函数 中图分类号： O646 Electroosmotic Drag of Water in Hydrated Potassium Perfluorosulfonated Polymer Membrane in External Electric Fields ZHU Su Hua1,2,3 YAN Liu Ming2, JI Xiao Bo2 SHAO Chang Le2 LU Wen Cong2 1 ( College of Material Science and Engineering, Shanghai University, Shanghai 200444, P. R. China;