Path: Top S3-Dissertations Chemistry 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 / 2017-04-27 14:17:01
Oleh : ANA HIDAYATI MUKAROMAH ( NIM : 30511001), Department of Chemistry
Dibuat : 2017, 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 mempunyaidua 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 menggunakanalat 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 reactor 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 diaplikasika 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 membrane 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 hasil-hasil 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.

Beri Komentar ?#(0) | Bookmark

PropertiNilai Properti
ID PublisherJBPTITBPP
OrganisasiDepartment of Chemistry
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