Path: Top > S3-Dissertations > Mathematics-FMIPA > 2017

SINTESIS MEMBRAN ZEOLIT ZSM-5 SECARA ELEKTRODEPOSISI DAN COATING PADA SUHU RENDAH UNTUK MENURUNKAN KADAR GAS KARBON MONOKSIDA

SYNTHESIS OF ZSM-5 ZEOLITE MEMBRANES BY BOTH ELECTRODEPOSITION AND COATING AT LOW TEMPERATURE TO REDUCE CARBON MONOSXIDE GAS CONCENTRATION

PhD Theses from JBPTITBPP / 2017-09-27 15:45:37
Oleh : ANA HIDAYATI MUKAROMAH (NIM: 30511001), S1 - Department of Chemistry
Dibuat : 2016-08-12, dengan 7 file

Keyword : Karbon monoksida, membran zeolit ZSM-5, elektrodeposisi, coating

Zeolite Socony Mobile-5 (ZSM-5) adalah kristal padatan berpori dengan struktur tiga-dimensi yang mengandung aluminosilikat, dibangun dari (SiO4)4- dan (AlO4)5-


dan memiliki ikatan tetrahedral dengan atom oksigen membentuk rantai pentasil. ZSM-5 merupakan zeolit yang disintesis dengan kandungan silika tinggi (rasio


Si/Al > 7), memiliki pori-pori berukuran sedang dengan cincin 10 dan mempunyai dua jenis saluran yaitu saluran lurus dengan ukuran 5,3 × 5,6 Å dan saluran berliku


(zig-zag) dengan ukuran 5,1 × 5,5 Å yang menghubungkan antara satu saluran lurus dengan saluran lainnya.


Sintesis ZSM-5 umumnya dilakukan dengan metode hidrotermal yaitu sintesis ZSM-5 dengan temperatur tinggi (> 100 °C), tekanan 200-300 bar, dalam suatu


pelarut air pada sistem tertutup (bomb condition) dengan autoklaf dan berlangsung selama 2-5 hari. Sintesis hidrotermal ini mempunyai kelemahan yaitu memerlukan


energi yang tinggi sehingga menyebabkan biaya produksi besar, dan menggunakan alat autoklaf yang terbuat dari stainless steel, sehingga memerlukan keselamatan dan keamanan yang lebih. Oleh karena itu, perlu dilakukan sintesis zeolit ZSM-5 pada suhu rendah (<100 °C). Penggunaan temperatur yang rendah dapat menyebabkan berkurangnya transfer panas ke dalam reaktor dan kristalisasi zeolit, sehingga diperlukan strategi alternatif yang dapat diaplikasikan untuk transfer


panas yang efektif di dalam reaktor yang terbuat dari plastik polipropilen selama sintesis ZSM-5. Membran zeolit ZSM-5 adalah prekursor zeolit ZSM-5 yang


dilapiskan pada penyangga seperti kasa baja tahan karat (stainless steel), dan sintesisnya dapat dilakukan secara elektrodeposisi dan coating pada suhu rendah.


Membran ZSM-5 dapat diaplikasikan untuk menurunkan gas CO di dalam ruang dan sebagai material catalytic converter. Gas karbon monoksida merupakan gas yang sangat beracun karena dapat berikatan dengan hemoglobin membentuk HbCO yang afinitasnya lebih besar darpada ikatan HbO2, sehingga tubuh akan kekurangan oksigen dan dapat menyebabkan kematian. Sumber gas CO antara lain


berasal dari asap rokok dan gas buang kendaraan bermotor.


Tujuan penelitian ini adalah menentukan rasio luas permukaan dan volume reaktor yang dapat menghasilkan kristalinitas tinggi pada sintesis zeolit ZSM-5 pada suhu rendah selama 4 hari, mengoptimasi variasi rasio mol H2O/Si dengan rasio mol prekursor Si/Al = 100; NaOH/Si = 0,14, dan TPABr/Si =0,086; dalam mensintesis


zeolit ZSM-5 pada suhu rendah yang menghasilkan prekursor berbentuk larutan pada reaktor dengan rasio luas permukaan dan volume reaktor yang menghasilkan


kristalinitas tinggi, mengoptimasi kondisi sintesis membran zeolit ZSM-5 secara elektrodeposisi pada suhu rendah meliputi parameter waktu elektrodeposisi, arus,


jarak kedua elektrode, dan pH, mensintesis membran zeolit ZSM-5 secara elektrodeposisi pada suhu 90 °C menggunakan kasa baja tipe 304 ukuran 400 mesh dengan luas permukaan 4,00 cm2, mensintesis membran zeolit ZSM-5 secara coating pada suhu 90 °C menggunakan kasa baja dan kasa baja AISI 316 ukuran 180 mesh, masing-masing dengan luas permukaan 36,00 cm2, mengaplikasikan membran zeolit ZSM-5 yang disintesis secara elektrodeposisi, dan coating baik sebagai adsorben dan sebagai material catalytic converter dalam gas buang


kendaraan bermotor untuk menurunkan konsentrasi gas CO, mengkarakterisasi zeolit ZSM-5 dan membran zeolit ZSM-5 sebelum dan sesudah diaplikasikan dengan XRD, FTIR, dan SEM-EDX. Penelitian ini menghasilkan kondisi sebagai berikut: rasio luas permukaan terhadap volume reaktor I adalah 1,44 mempengaruhi proses transfer panas yang


lebih efektif dan kristalinitas zeolit ZSM-5 di dalam sintesis zeolit ZSM-5. Rasio mol H2O/SiO2 = 62,29 menghasilkan prekursor zeolit dalam bentuk larutan dan


kristalinitas 83,18 %, digunakan untuk mensintesis membran zeolit ZSM-5 secara elektrodeposisi pada suhu rendah. Kondisi parameter terbaik dalam mensintesis


membran zeolit ZSM-5 secara elektrodeposisi yang dapat menghasilkan membran dengan kristalinitas tinggi diperoleh waktu elektrodeposisi 60 menit; arus 0,02 A;


jarak elektroda 1,5 cm; dan pH 11. Metoda coating dapat digunakan untuk mensintesis membran zeolit ZSM-5 pada suhu rendah (90° C). Aplikasi membran ZSM-5 sebagai adsorben untuk menurunkan gas CO di dalam ruang 3L. dari 999 mg/L menjadi 0 mg/L dalam waktu 100 menit, dan dapat menurunkan gas CO pada gas buang dari 0,2% menjadi 0,01% selama 10 menit. Berdasarkan hasilhasil tersebut di atas dapat disimpulkan bahwa geometri reaktor berpengaruh


terhadap kristalinitas zeolit ZSM-5. Rasio luas permukaan terhadap volume reaktor berpengaruh terhadap kristalinitas zeolit ZSM-5. Membran zeolit ZSM-5


dapat direkomendasikan sebagai adsorben gas CO.

Deskripsi Alternatif :

Zeolite Socony Mobile (ZSM-5) is porous crystalline solid with a threedimensional structure containing aluminosilicate built from (SiO4)4- and (AlO4)5- and having tetrahedral bonding with oxygen atoms that form pentasil chains. ZSM-5 is a zeolite synthesized with high silica (Si/Al ratio > 7) having mediumsized


pores with rings of 10 and with two types of channels, namely straight channel with a size of 5.3 × 5.6 Å and zig-zag channel with a size of 5.1 × 5.5 Å connecting between one and another straight line. Synthesis of ZSM-5 is generally performed by hydrothermal method using high temperature (above 100 °C), 200-300 bar pressure, in water solvent inside a closed system (bomb condition) with autoclave for 2-5 day. Hydrothermal synthesis has weakness that it requires high energy causing high production cost, and it uses autoclave made of stainless steel requiring safety and security. Thus, it is necessary to synthesize zeolite ZSM-5 at low temperatures (< 100 °C). The use of lower temperatures could cause reduced heat transfer to the reactor and zeolite crystallization, necessitating alternative strategies that could be applied for effective heat transfer in the reactor made of polypropylene plastic during the synthesis of ZSM-5.ZSM-5 zeolite membrane is a precursor of zeolite ZSM-5 coated on a support such as gauze stainless steel and its synthesis could be done by electrodeposition and coatings at low temperatures. Carbon monoxide is a highly poisonous gas because it could bind to hemoglobin to form HbCO which affinity is greater than the HbO2 bonding, so that the body will be deprived of oxygen, which could lead to death. Among sources of CO gas are cigarette smoke and motor vehicle


exhaust. ZSM-5 membrane could used to lower the CO gas in the chamber and as catalytic converter material.


Aim of this study was 1. To determine the ratio of surface area and volume of reactor capable of producing high crystallinity on the synthesis of zeolite ZSM-5


at low temperatures for 4 days. 2. To optimize variation of mole ratio of H2O/Siwith the mole ratio of precursor Si/Al = 100; NaOH/Si = 0,14, dan TPABr/Si =0,086; in synthesis of zeolit ZSM-5 at low temperatures, which produce precursor in a form of solution in a reactor with a ratio of surface area and volume of the reactor capable of producing high crystallinity. 3 To optimize the synthesis condition of zeolit ZSM-5 membrane by electrodeposition at low temperatures including parameters of electrodeposition time, current, distance


between two electrodes, and pH. 4. To synthesize zeolite ZSM5 membrane by electrodeposition at 90 °C using a gauze steel with a type of 304 and size of 400 mesh with a surface area of 400 mm2. 5. To synthesize zeolite ZSM-5 membrane by coating at a temperature of 90 °C using a gauze steel with a type of stainless steel of AISI 316 a size of 180 mesh, with a surface area of 36.00 cm2. 6. ZSM-5 zeolite membrane synthesized by electrodeposition and coating, could be applied both as adsorbent and as catalytic converter material in motorized vehicle


exhaust gas. This study aimed to reduce the level of CO gas, and to characterize ZSM-5 zeolite and ZSM-5 zeolite membranes before and after application with XRD, FTIR, and SEM-EDX. This research resulted in the following conditions: the ratio of surface area to volume of the first reactor is 1.44 influence more effective heat transfer process and the crystallinity of the zeolite ZSM-5 in the synthesis of ZSM-5 zeolite. Mole ratio H2O / SiO2 = 62.29 produce zeolite precursor in solution form and crystallinity of 83.18%, is used to synthesize ZSM-5 zeolite membrane by electrodeposition at a low temperature. Conditions best parameters in synthesizing ZSM-5 zeolite membrane by electrodeposition which can produce membranes with high crystallinity was obtained within 60 minutes electrodeposition; current 0.02 A; electrode spacing of 1.5 cm; and pH 11. The coating method can be used to synthesize ZSM-5 zeolite membranes at low temperature (90 °C). Applications membrane ZSM-5 as an adsorbent for lowering the CO gas in the chamber 3L. of 999 mg / L to 0 mg / L in 100 minutes, and can


reduce the CO gas in the flue gas of 0.2% to 0.01% for 10 minutes. Based on these results it can be concluded that the reactor geometry affect the crystallinity of the zeolite ZSM-5. The ratio of surface area to volume ratio of the reactor affect the crystallinity of the zeolite ZSM-5. ZSM-5 zeolite membrane can be recommended as adsorbent CO gas.

Beri Komentar ?#(0) | Bookmark

PropertiNilai Properti
ID PublisherJBPTITBPP
OrganisasiS
Nama KontakUPT Perpustakaan ITB
AlamatJl. Ganesha 10
KotaBandung
DaerahJawa Barat
NegaraIndonesia
Telepon62-22-2509118, 2500089
Fax62-22-2500089
E-mail Administratordigilib@lib.itb.ac.id
E-mail CKOinfo@lib.itb.ac.id

Print ...

Kontributor...

  • , Editor: Latifa Noor

File PDF...