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Probing the Internal Microstructure of Polyamide Thin-Film Composite Membranes Using Resonant Soft X-ray Scattering

机译：使用谐振软X射线散射探测聚酰胺薄膜复合膜的内部微观结构

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摘要

Characterization of the internal morphology of thin film composite membranes used in reverse osmosis (RO) is a prerequisite for understanding the connection between microstructure and water transport properties and is necessary for the design of membranes with improved performance. Here, we examine a series of fully aromatic polyamide active layers of RO membranes that vary in crosslinking using a combination of resonant soft X-ray scattering (RSoXS), transmission electron microscopy (TEM), and atomic force microscopy (AFM). Analysis of RSoXS profiles reveals a correlation between membrane structure and crosslinking density. Through a combination of scattering contrast calculations, TEM, and AFM micrographs, we assign the dominant contribution to RSoXS data as either surface roughness or chemical heterogeneity, depending on the X-ray energy used. Altogether, our results demonstrate the utility of soft X-ray scattering to examine the microstructure of water filtration membranes.
机译：反渗透（RO）中使用的薄膜复合膜的内部形态的表征是了解微观结构和水运输性能之间的连接，并且对于具有改进性能的膜设计是必要的。 在此，我们检查一系列完全芳族聚酰胺活性层的RO膜，其使用共振软X射线散射（RSOxs），透射电子显微镜（TEM）和原子力显微镜（AFM）的组合而变化。 RSOX型材的分析显示膜结构与交联密度之间的相关性。 通过散射对比计算，TEM和AFM显微照片的组合，我们将主导贡献为RSOX数据作为表面粗糙度或化学异质性分配，这取决于所使用的X射线能量。 完全，我们的结果证明了软X射线散射的效用，以检查水过滤膜的微观结构。

著录项

  • 来源
    《ACS Macro Letters》 |2018年第8期|共11页
  • 作者

    Culp Tyler E.; Ye Dan; Paul Mou; Roy Abhishek; Behr Michael J.; Jons Steve; Rosenberg Steve; Wang Cheng; Gomez Esther W.; Kumar Manish; Gomez Enrique D.;

  • 作者单位

    Penn State Univ Dept Chem Engn University Pk PA 16802 USA;

    Penn State Univ Dept Chem Engn University Pk PA 16802 USA;

    Dow Water &

    Proc Solut Edina MN 55439 USA;

    Dow Water &

    Proc Solut Edina MN 55439 USA;

    Dow Chem Co USA Analyt Sci Midland MI 48667 USA;

    Dow Water &

    Proc Solut Edina MN 55439 USA;

    Dow Chem Co USA Analyt Sci Midland MI 48667 USA;

    Lawrence Berkeley Natl Lab Adv Light Source Berkeley CA 94720 USA;

    Penn State Univ Dept Chem Engn University Pk PA 16802 USA;

    Penn State Univ Dept Chem Engn University Pk PA 16802 USA;

    Penn State Univ Dept Chem Engn University Pk PA 16802 USA;

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  • 正文语种 eng
  • 中图分类 有机化学;
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