【摘 要】
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基于生物离子孔道的特性,孔径在2-3 nm之间的垂直有序介孔二氧化硅自支撑薄膜(SNM)能够较好地模拟生物膜中的离子孔道[1]。在低离子强度(1 mM KCl)的情况下,双电层重叠,外加电场有利于调节纳米孔内多组分离子的传输行为。当外施加正电压时,即电场方向从料液指向渗透液,阳离子(MV2+)受到的驱动力是浓度梯度与电迁移力之和。因此,MV2+的通量较仅浓差扩散产生的通量明显变大,且随着外加电场强
【机 构】
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浙江大学化学系分析化学研究所,杭州,310058
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基于生物离子孔道的特性,孔径在2-3 nm之间的垂直有序介孔二氧化硅自支撑薄膜(SNM)能够较好地模拟生物膜中的离子孔道[1]。在低离子强度(1 mM KCl)的情况下,双电层重叠,外加电场有利于调节纳米孔内多组分离子的传输行为。当外施加正电压时,即电场方向从料液指向渗透液,阳离子(MV2+)受到的驱动力是浓度梯度与电迁移力之和。因此,MV2+的通量较仅浓差扩散产生的通量明显变大,且随着外加电场强度的增加而增加,如图1(a)实心点所示。此时,阴离子(FL2-)受到的电迁移力作为阻力,其方向和浓度梯度方向相反,抑制FL2-跨膜传输行为,如图1(a)空心点所示。当电迁移力的大小大于等于浓度梯度的大小时,FL2-的通量为零,紫外光谱仪(QE pro)检测不到FL2-的信号,进而使SNM的离子选择性趋于无穷大。反向外加电场强度方向,可以观察到相反的现象。如图1(b)所示,当电场强度方向由渗透液指向料液时,MV2+的跨膜传输行为被抑制,而FL2-的跨膜通量显著增加[2]。但是,FL2-的通量随外加电场增加而增加的幅度较MV2+的增加幅度并不明显。总之,SNM在外加电场作用下具有分离多组分离子的作用,同时对于分离金属离子也存在潜在应用价值。
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