外电场作用下水化聚全氟磺酸钾膜中水分子的电渗迁移

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;施加适当电场时,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%.