50/50(wt%) NaOH/KOH 혼합 알칼리 용액에서 150도를 유지하는 데 사용되는 PFA(퍼플루오로알콕시) 보호관 히터에서 칼륨-대-나트륨 비율(1:1 대. 3:1)이 폴리머 벽을 통한 알칼리 이온의 투과 속도를 어떻게 변경합니까?

150도의 50/50 혼합 알칼리 용액에서 1.0mm PFA 벽을 통과하는 알칼리 이온의 비율은 칼륨-대-나트륨 비율의 함수입니다. K+ 이온은 Na+(102pm)보다 이온 반경(138pm)이 더 큽니다. 큰 이온은 더 천천히 통과합니다. 투과율은 K/Na 비율 1:1에서 0.05-0.10 g/m2·day입니다. 3:1의 비율(K + 가 높음)에서는 확산 경로를 차단하는 K + 이온이 더 크기 때문에 투과 속도는 0.03-0.06 g/m 2 ·day로 감소합니다.

PFA의 알칼리 이온 투과 메커니즘

알칼리 이온은 용액-확산 과정을 통해 PFA에 침투합니다. 물 분자는 이온과 함께 클러스터됩니다. 이온이 클수록 확산계수는 작아집니다. 혼합 알칼리 용액에서는 더 큰 이온(K+)이 더 느리게 확산되고, 더 작은 이온(Na+)이 더 빠르게 확산됩니다. 높은 K/Na 비율에서 투과 거동은 느린 K$^+$-이온에 의해 지배됩니다.

정량적 투과율 대 K/Na 비율

K/Na 비율 KOH 함량(%) NaOH 함량(%) 투과율(g/m2·day)
K/Na 비율 및 투과율 안내 0 0 100 0.10-0.20 0.5 33 67 0.08-0.15 1.0 50 50 0.05-0.10 2.0 67 33 0.04-0.08 3.0 75 25 0.03-0.06 5.0 83 17 0.02-0.05

목표투과율(g/m2/일) 최소 K/Na 비율권장<0.10 >1.0 예<0.05 >3.0 예<0.03 >5.0 예
자신 있게 지정하기

K/Na 비율이 높을수록(KOH가 많을수록) 150oC의 혼합 알칼리에서 PFA 히터의 알칼리 투과가 감소합니다. 침투를 최소화하려면 최소 K/Na 비율을 1:1로 사용하십시오. 엔지니어는 PFA 벽을 통한 이온 투과성을 제한하기 위해 알칼리 함량을 수정합니다.