《表3 粒子体积值：硼酸、硼酸盐及其络合物在反渗透膜内扩散过程的分子模拟》

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《硼酸、硼酸盐及其络合物在反渗透膜内扩散过程的分子模拟》

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由图5用式（2）计算得各个分子或离子的扩散系数值如表1和表2所示，各个粒子的体积如表3所示，膜体系即含有反渗透膜的体系，溶液即不含反渗透膜的体系。均方位移曲线显示水分子的扩散状态相对稳定，线性关系较好，其他粒子的运动状态不太稳定，有轻微振荡出现。分析表1和表2可知每种粒子在溶液中的扩散系数均大于在膜中的扩散系数，水分子的扩散系数值远大于各种溶质分子或离子的扩散系数值。由于粒子的扩散系数易受电荷、体积等因素的影响，硼酸分子H3BO3与硼酸盐H4BO4-的体积相差不大，但因硼酸盐H4BO4-带一个单位负电荷，与硼酸分子相比其扩散系数要小一个数量级，可见在粒子体积相差不大的情况下，扩散系数值会受到电荷效应的影响。在溶液中和膜中扩散系数大小顺序均符合:硼酸分子>钠离子>硼酸盐，表明受电荷效应的影响，带负电荷的粒子的扩散系数要小于不带电荷的粒子，体积较大粒子的扩散系数小于体积较小者，具体哪种因素在扩散系数的计算中起主导作用，还要依据反渗透膜的类型，粒子的种类及电荷等情况具体分析。在溶液中，体积小的硼酸盐H4BO4-的扩散系数小于体积大的山梨醇-硼酸盐络合物，可见在此体系，电荷效应的影响大于体积对扩散系数的影响。然而在膜体系中，由于受到聚酰胺膜复杂的分子结构的影响，体积较大的山梨醇-硼酸盐络合物的扩散受其影响较大，此时山梨醇-硼酸盐络合物和硼酸盐的扩散系数值相差不大。与单络合物相比，双络合物由于分子体积增大，扩散系数更小。因此在反渗透络合强化脱硼过程中应保持过量的山梨醇添加量，以提高其双络合物浓度。比较同一体系（溶液体系或膜体系）内不带电荷类粒子和带电荷类粒子的扩散系数值，不带电荷类和带电荷类均有粒子体积越大，扩散系数反而越小的趋势。由于甲基和氨基的影响，单N-甲基D-葡糖胺-硼酸盐络合物在含有TMC单体的反渗透膜中的扩散系数均大于其他络合物在含TMC单体的膜中的扩散系数，而在HT/MMPD反渗透膜中，单N-甲基D-葡糖胺-硼酸盐络合物的扩散系数是5种络合物中最低的。对于单D-甘露醇-硼酸盐络合物和单D-葡萄糖酸钠-硼酸盐络合物具体在哪种膜内的扩散系数较低，要视膜的单体类型而定。单D-葡萄糖酸钠-硼酸盐络合物在含有MPD单体的膜类型中扩散系数较低，而单D-甘露醇-硼酸盐络合物在含有MMPD单体的膜类型中扩散系数较低。