Effect of ion sizes on separation characteristics of nanofiltration membrane systems تأثير أحجام الأيون على خواص الفصل لأنظمة الترشيح بالأغشية الدقيقة جدا

Abstract

The effect of the ion size on salt rejection is investigated using the Donnan steric pore model (DSPM) This model accounts for the transport phenomena occurring inside the membrane through the appropriate ion sizes Four hydrated ions (Na Mg2 Cl SO42 ) are considered The ion radius is determined from StokesEinstein relationship (Stokes radius) the Born’s theory (Born’s effective radius) and the strength of hydration (Pauling radius) Experimental data validate predictions of ion rejections It was found that ionic hydration has strong influence on the diffusion properties of ions which affects significantly the ion rejections The charge density across the surface of the membrane varies according to the choice of radius of solute causes remarkable variations in the model prediction It was also found that the charge density should be predicted accurately to obtain the surface potential which will aid in the improvement of membrane performance and also give approximate index for fabrication of thin film composite layer membrane

استخدم في هذه الورقة نموذج رياضي لدراسة تأثير حجم الأيون على فصل الملح، وأدخل هذا النموذج الرياضي في اعتباره ظواهر الانتقال التي تحدث داخل الغشاء بواسطة أحجام أيونية مناسبة استخدمت أربعة أيونات مبللة هي أيونات الصوديوم والمغنسيوم والكلور والسلفيت في هذه الدراسة وأوجد نصف قطر الأيون بواسطة استوك انشطاين (نصف قطر استوك)، ونظرية بورن (نصف قطر بورن)، وقوة التبلل (نصف قطر باول) استخدمت النتائج المعملية لتحقيق حسابات فصل الأيون لقد أثبتت هذه الدراسة أن تبلل الأيون له تأثير قوي على خواص الانتشار الأيوني والتي لها تأثير قوي على فصل الأيون، وكذلك تتغير كثافة الشحنة الكهربية على سطح الغشاء بناء على اختيار نصف قطر الأيون مما يؤدي إلى اختلاف في حسابات النموذج الرياضي وكذلك أثبتت هذه الدراسة بأن كثافة الشحنة الكهربية يجب أن تحسب بدقة للحصول على جهد سطحي يمكن أن يساعد في تحسين أداء الغشاء وإعطاء معامل تقريبية تساعد في صناعة الغشاء الطبقي الرقيق