Path: TopS2-ThesesChemistry-FMIPA2012

STUDI PENGARUH PENAMBAHAN Nb2O5 DALAM MOF DARI ZrCl4 DENGAN ASAM 1,4-BENZENADIKARBOKSILAT (H2BDC) SEBAGAI MATERIAL PENYIMPAN GAS HIDROGEN

STUDY OF THE EFFECT OF Nb2O5 ADDITION IN MOF FROM ZrCl4 WITH 1,4-BENZENEDICARBOXYLIC ACID (H2BDC) AS HYDROGEN STORAGE MATERIAL

Master Theses from JBPTITBPP / 2017-09-27 15:39:37
Oleh : HUSNI WAHYU WIJAYA (NIM : 20510007); Pembimbing 1 : Prof. Djulia Onggo, Ph.D; Pembimbing 2: Aep Patah, Ph.D., S2 - Chemistry
Dibuat : 2012, dengan 7 file

Keyword : MOFs, Penyimpan gas hidrogen, Asam 1,4-benzenadikarboksilat, Penambahan Nb2O5, Teknik Schlenk, Solvotermal.

Persediaan bahan bakar fosil yang terus menipis dan pembakarannya menghasilkan karbon dioksida yang menyebabkan terjadinya efek rumah kaca mendorong pemakaian bahan bakar alternatif yaitu gas hidrogen. Akan tetapi penggunaan gas hidrogen masih belum praktis dan memerlukan penanganan yang tepat. Metode penyimpanan konvensional dengan memampatkan gas hidrogen masih menyisakan masalah berupa faktor keamanan yang belum terjamin dan kapasitas penyimpanannya yang masih rendah. Sekarang ini, beberapa teknik penyimpanan gas hidrogen dengan melibatkan material yang dapat menyerap gas hidrogen sehingga dapat dijadikan tangki penyimpanan hidrogen. Golongan material yang mempunyai potensi tersebut adalah hidrida logam dan material berpori. Hidrida logam yang mempunyai massa per volum yang besar menyebabkan penggunaan golongan senyawa ini menjadi tidak praktis sehingga material berpori yang bersifat ringan khususnya metal-organic frameworks (MOFs) menjadi kandidat sebagai penyimpan gas hidrogen. MOFs merupakan senyawa koordinasi dari ion logam atau kluster dengan ligan jembatan (biasanya ligan organik) membentuk kerangka-kerangka polimer koordinasi sehingga membentuk material berpori. Pori tersebut dapat ditempati oleh molekul-molekul gas hidrogen sehingga dapat dijadikan tempat penyimpanan. Variasi logam, ligan, atau penambahan material lain dapat meningkatkan jumlah hidrogen yang tersimpan di dalamnya. MOF dari ZrCl4 dengan asam 1,4-benzenadikarboksilat disintesis dalam DMF menggunakan teknik Schlenk pada 120 oC selama 24 jam menghasilkan produk berupa bongkahan putih yang mengandung kluster Zr6O4(OH)4(CO2)12. Adanya kluster ini ditunjukkan muncul puncak khas pada 20 7,4 dan 8,6 dari data XRD dan modus longitudinal dan transversal dari Zr-O2 muncul di daerah IR 549, 654, dan 746 cm‾1. Keberadaan gugus karboksilat yang terikat pada kluster ditunjukkan dengan adanya vibarasi ulur COO‾ pada 1589 dan 1395 cm‾1. Karakteristik porinya meliputi luas permukaan Langmuir 847,330 m2/g, BET 539,785 m2/g, daerah mikropori sebesar 59,11%, dan diameter pori diameter pori mencapai 3,551




































































2,977 nm diperoleh dari pengukuran adsorpsi isotermal. Nilai luas permukaan yang diperoleh dari penelitian ini relatif lebih rendah dari yang telah dilaporkan. Penambahan Nb2O5 pada MOF dari ZrCl4 dengan asam 1,4-benzenadikarboksilat menghasilkan produk serbuk putih dengan struktur utama yang sama dengan MOF di atas. Hal ini dibuktikan dari data XRD dan IR yang masing-masing menunjukkan puncak khas untuk MOF tersebut. Akan tetapi, penambahan Nb2O5 ini meningkatkan karakter pori seperti luas permukaan Langmuir bertambah sebanyak 250 m2/g, BET bertambah sebanyak 75 m2/g, daerah mikropori mencapai 81,16% dan diameter pori mencapai 3,551 nm. Selain itu pola XRD menunjukkan juga keberadaan Nb2O5 dan ukuran partikel MOF yang diperoleh sekitar 300 nm berdasarkan hasil analisa menggunakan SEM. Upaya sintesis MOF berbasis niobium telah dilakukan dengan solvotermal variasi suhu dan waktu reaksi. Reaksi pada 200 oC selama 24 jam menghasilkan serbuk berwarna coklat kekuningan sedangkan pada kondisi 180 oC selama 3 hari dihasilkan putih. Analisa kedua produk tersebut menggunakan IR, XRD, dan termogravimetri menunjukkan bahwa keduanya bukan senyawa MOF seperti yang ditargetkan karena tidak menunjukkan karakter umum dari MOF.

Deskripsi Alternatif :

Hydrogen gas can be used as an alternative energy because fossil fuel demands increase rapidly while its supply is unrenewable and the product of fuels combustion is CO2 that caused greenhouse effect. The storage of H2 gas needs a large tank with high pressure caused impractical equipment. To overcome this problem the H2 gas can be stored in materials such as metal hydride or porous materials. However, mass per volume for metal hydride is high so porous materials become candidate for hydrogen storage especially metal-organic frameworks (MOFs). MOFs are coordination compound from metal ion or cluster with bridging ligand (organic ligand) built frameworks coordination polymer and formed porous material. The porous are host filled by guest molecule such as hydrogen and make them as storage. And also, MOFs is promising material for hydrogen storage because it has large surface area and highly porosity so the hydrogen adsorption should be higher than the other porous materials. Metals and/or organic ligands that formed of MOFs can be vary or addition other materials to the MOFs will enhance the amounts of hydrogen storage. MOF from ZrCl4 with 1,4-benzenedicarboxylic acid was reported and has high hydrogen up take, thermal stability, and relatively chemical resistance. In this research we reprepared this MOF using different technique, Schlenk technique at 120 oC 24 h, produced white solid contained cluster Zr6O4(OH)4(CO2)12. This cluster revealed by appeared peak at 20 7.4 and 8.6 from XRD pattern and at IR region showed peaks at 1589 and 1395 cm-1 indicated strecting of carboxylate groups, CO2, and triple peaks at 549, 654, and 746 cm-1 for longitudinal and transverse modus of Zr─O2. Pore parameters such as Langmuir surface area 847.330 m2/g, BET surface area 539.785 m2/g, micropore area 59.11%, and pore diameter 2.977 nm measured by isotherm adsorption. This result showed that surface area smaller than previous reported. The addition of Nb2O5 on those MOF produced white powder with same parent structure. Confirmation using XRD and IR measurements showed that the specific peaks are similar as reported, except appeared Nb2O5 peaks at XRD in this material. Nb2O5 that added caused increasing Langmuir surface area up to 250 m2/g, increasing BET surface area up to 75 m2/g, micropore area become 81.16%, and pore diameter become 3.551 nm. The particle size by SEM analysis is around 300 nm. In addition, MOF niobium based tried to synthesis by solvothermal with varying temperature and time of reaction. Reaction at 200 oC 24 hours produced brown-yellow powder but when run at 180 oC 3 days produced white powders. Both products analyzed using IR, XRD, and thermogravimetry showed that both of them not MOFs like as target.

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...

  • Pembimbing 1 : Prof. Djulia Onggo, Ph.D; Pembimbing 2: Aep Patah, Ph.D., Editor: Alice Diniarti

File PDF...