【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及離子跨膜現象的測試方法的，尤其是指一種基于非平衡態熱力學的離子跨膜水合數測試方法。
技術介紹
1、離子的水合數（即離子周圍水分子的數量）對于理解離子跨膜過程、膜的選擇性以及離子在溶液中的行為具有重要意義。在許多應用中，例如膜過濾、電化學脫鹽、高價值金屬離子的選擇性回收等污廢水深度處理與資源回收過程，離子和水分子的相互作用對系統的性能有著重要影響。為了更好地理解這些現象，準確測定離子的水合情況至關重要。
2、傳統的離子水合數測試方法主要依賴于飛秒/質樸分析和分子仿真計算，但這些方法操作復雜、耗時，且需要較為特殊的實驗裝置和環境。
技術實現思路
1、為解決以上技術問題，本專利技術提供了一種基于非平衡態熱力學的離子跨膜水合數測試方法。本專利技術提供了一種通過非平衡態熱力學理論，結合電化學信號測量技術的方法，可以在相對簡單的實驗條件下，通過膜兩側電勢差的變化，計算離子跨膜的水合數，具有較高的精度和實用性。該方法主要應用于膜分離技術、電化學分析、以及離子水合作用研究等領域，為理解離子過膜過程中的離子行為提供重要的理論依據。
2、本專利技術的目的在于提供一種基于非平衡態熱力學的離子跨膜水合數測試方法，包括以下步驟：
3、將膜置于設有膜夾的h型電解池的第一電解池和第二電解池之間；
4、在所述第一電解池中注入含有鹽和不過膜的中性分子的混合溶液；
5、在所述第二電解池中注入與第一電解池相同濃度的鹽溶液；
6、設置兩
7、連接電化學工作站，測量膜兩側的電勢差，并記錄所述電勢差隨時間的變化；將電勢差與進行線性擬合，得到離子跨膜電勢差與時間之間的關系，根據以下公式計算所述離子跨膜水合數：
8、，
9、其中，是離子跨膜電勢差，n是離子跨膜水合數，f是法拉第常數，是水分子的摩爾體積，r是氣體常數，t是熱力學溫度，ci是混合溶液中不過膜中性分子的濃度，s(c0)是擬合系數，t是測試時間。
10、在本專利技術的一些實施例中，所述膜為陽離子交換膜、陰離子交換膜、反滲透膜、納濾膜、微濾膜或超濾膜。
11、在本專利技術的一些實施例中，所述鹽溶液為licl、nacl、kcl、kbr、ki、na2so4、mgcl2、cacl2溶液中的一種。
12、在本專利技術的一些實施例中，所述鹽溶液的濃度為0.01~1.00?mol/l。
13、在本專利技術的一些實施例中，所述鹽溶液的濃度為0.01~0.1?mol/l示例性地，可以為0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1mol/l等，或者任意兩個數值之間的任意區間值。
14、在本專利技術的一些實施例中，所述不過膜的中性分子選自葡萄糖、蔗糖和尿素中的一種或多種。
15、在本專利技術的一些實施例中，混合溶液中不過膜中性分子的濃度為0.1~2.00?mol/l。
16、在本專利技術的一些實施例中，混合溶液中不過膜中性分子的濃度為0.1~1.00?mol/l，示例性地，可以為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.00?mol/l等。
17、在本專利技術的一些實施例中，所述參比電極為ag/agcl電極或甘汞電極。
18、本專利技術所使用的h型電解池的裝置包括：電化學工作站、與電化學工作站連接的第一電解池和第二電解池，第一電解池與第二電解池相對設置，電解池裝置還包括連接第一電解池和第二電解池的膜夾，膜夾用于固定夾持膜，第一電解池內設置第一魯金毛細管，第一魯金毛細管的尖端從第一電解池中伸出并延伸至膜夾的第一側，第二電解池內設置第二魯金毛細管，第二魯金毛細管的尖端從第二電解池中伸出并延伸至膜夾的第二側，工作電極和工作傳感電極伸入至第一魯金毛細管內，第一電解池通過工作電極和工作傳感電極與電化學工作站連接，參比電極和對電極伸入至第二魯金毛細管內，第二電解池通過參比電極和對電極與電化學工作站連接；第一電解池內盛裝有鹽和不過膜的中性分子的混合溶液，第二電解池內盛裝有與第一電解池相同濃度的鹽溶液。
19、本專利技術的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：
20、該方法通過電化學工作站實時監測膜兩側電勢差變化，簡化了實驗流程，節省了時間和成本，避免了傳統方法所需的復雜實驗條件。本專利技術無需對樣品進行復雜的預處理，直接通過電化學測量獲得數據，操作簡便，適用性強，具有廣泛的應用前景，可應用于膜分離、電化學脫鹽、水處理等領域，幫助優化膜材料、提升電池性能和水處理效率等。
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1.一種基于非平衡態熱力學的離子跨膜水合數測試方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于非平衡態熱力學的離子跨膜水合數測試方法，其特征在于，所述膜為陽離子交換膜、陰離子交換膜、反滲透膜、納濾膜、微濾膜、超濾膜。
3.根據權利要求1所述的一種基于非平衡態熱力學的離子跨膜水合數測試方法，其特征在于，所述鹽溶液為LiCl、NaCl、KCl、KBr、KI、Na2SO4、MgCl2、CaCl2溶液中的一種。
4.根據權利要求1所述的一種基于非平衡態熱力學的離子跨膜水合數測試方法，其特征在于，所述鹽溶液的濃度為0.01~1.00?mol/L。
5.根據權利要求4所述的一種基于非平衡態熱力學的離子跨膜水合數測試方法，其特征在于，所述鹽溶液的濃度為0.01~0.1?mol/L。
6.根據權利要求1所述的一種基于非平衡態熱力學的離子跨膜水合數測試方法，其特征在于，所述不過膜的中性分子選自葡萄糖、蔗糖和尿素中的一種或多種。
7.根據權利要求1所述的一種基于非平衡態熱力學的離子跨膜水合數測試方法，其特征在于
8.根據權利要求7所述的一種基于非平衡態熱力學的離子跨膜水合數測試方法，其特征在于，混合溶液中不過膜中性分子的濃度為0.1~1.00?mol/L。
9.根據權利要求1所述的一種基于非平衡態熱力學的離子跨膜水合數測試方法，其特征在于，所述參比電極為Ag/AgCl電極或甘汞電極。
...【技術特征摘要】
1.一種基于非平衡態熱力學的離子跨膜水合數測試方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于非平衡態熱力學的離子跨膜水合數測試方法，其特征在于，所述膜為陽離子交換膜、陰離子交換膜、反滲透膜、納濾膜、微濾膜、超濾膜。
3.根據權利要求1所述的一種基于非平衡態熱力學的離子跨膜水合數測試方法，其特征在于，所述鹽溶液為licl、nacl、kcl、kbr、ki、na2so4、mgcl2、cacl2溶液中的一種。
4.根據權利要求1所述的一種基于非平衡態熱力學的離子跨膜水合數測試方法，其特征在于，所述鹽溶液的濃度為0.01~1.00?mol/l。
5.根據權利要求4所述的一種基于非平衡態熱力學的離子跨膜水合數測試方法...
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