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https://hdl.handle.net/20.500.14094/90005531
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90005531 (fulltext)
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13.3 MB
5
メタデータ
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メタデータID
90005531
アクセス権
open access
出版タイプ
Version of Record
タイトル
Molecular Dynamics Simulation Study of Polyamide Membrane Structures and RO/FO Water Permeation Properties
著者
Yoshioka, Tomohisa ; Kotaka, Keisuke ; Nakagawa, Keizo ; Shintani, Takuji ; Wu, Hao-Chen ; Matsuyama, Hideto ; Fujimura, Yu ; Kawakatsu, Takahiro
著者ID
A1665
研究者ID
1000050284162
KUID
https://kuid-rm-web.ofc.kobe-u.ac.jp/search/detail?systemId=068cd11cb52f55d1520e17560c007669
著者名
Yoshioka, Tomohisa
吉岡, 朋久
ヨシオカ, トモヒサ
所属機関名
先端膜工学研究センター
著者名
Kotaka, Keisuke
著者ID
A1685
研究者ID
1000060423555
KUID
https://kuid-rm-web.ofc.kobe-u.ac.jp/search/detail?systemId=a1ea8968e41175ff520e17560c007669
著者名
Nakagawa, Keizo
中川, 敬三
ナカガワ, ケイゾウ
所属機関名
科学技術イノベーション研究科
著者ID
A1272
研究者ID
1000090607574
KUID
https://kuid-rm-web.ofc.kobe-u.ac.jp/search/detail?systemId=1480f4804acb44af520e17560c007669
著者名
Shintani, Takuji
新谷, 卓司
シンタニ, タクジ
所属機関名
科学技術イノベーション研究科
著者名
Wu, Hao-Chen
著者ID
A0449
研究者ID
1000050181798
KUID
https://kuid-rm-web.ofc.kobe-u.ac.jp/search/detail?systemId=cf05eae6434f2f92520e17560c007669
著者名
Matsuyama, Hideto
松山, 秀人
マツヤマ, ヒデト
所属機関名
先端膜工学研究センター
著者名
Fujimura, Yu
著者名
Kawakatsu, Takahiro
収録物名
Membranes
巻(号)
8(4)
ページ
127-127
出版者
MDPI
刊行日
2018-12-06
公開日
2019-01-23
抄録
Polyamide (PA) membranes possess properties that allow for selective water permeation and salt rejection, and these are widely used for reverse osmotic (RO) desalination of sea water to produce drinking water. In order to design high-performance RO membranes with high levels of water permeability and salt rejection, an understanding of microscopic PA membrane structures is indispensable, and this includes water transport and ion rejection mechanisms on a molecular scale. In this study, two types of virtual PA membranes with different structures and densities were constructed on a computer, and water molecular transport properties through PA membranes were examined on a molecular level via direct reverse/forward osmosis (RO/FO) filtration molecular dynamics (MD) simulations. A quasi-non-equilibrium MD simulation technique that uses applied (RO mode) or osmotic (FO mode) pressure differences of several MPa was conducted to estimate water permeability through PA membranes. A simple NVT (Number, Volume, and Temperature constant ensemble)-RO MD simulation method was presented and verified. The simulations of RO and FO water permeability for a dense PA membrane model without a support layer agreed with the experimental value in the RO mode. This PA membrane completely rejected Na+ and Cl- ions during a simulation time of several nano-seconds. The naturally dense PA structure showed excellent ion rejection. The effect that the void size of PA structure exerted on water permeability was also examined.
キーワード
molecular dynamics
polyamide
water permeability
reverse osmosis
forward osmosis
カテゴリ
科学技術イノベーション研究科
先端膜工学研究センター
学術雑誌論文
権利
© 2018 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland.
This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
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資源タイプ
journal article
言語
English (英語)
eISSN
2077-0375
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DOI
https://doi.org/10.3390/membranes8040127
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