Perpustakaan Digital ITB

Membran berbasis silikoaluminofosfat-34 (SAPO-34) merupakan kandidat yang baik untuk dimodifikasi menjadi membran berkinerja tinggi untuk proses CO2 capture. Material zeotipe SAPO-34 memiliki kerangka kristal CHA dengan mikropori berukuran kecil (0,38 nm), sehingga dapat memisahkan molekul CO2 dari CH4 berdasarkan perbedaan laju difusi. Membran SAPO-34 dapat difabrikasi menggunakan seed SAPO-34 melalui metode secondary growth. Hingga saat ini, defect membran akibat grain boundary yang terbentuk di antara seed SAPO-34 merupakan masalah terbesar yang mempengaruhi kinerja pemisahan dan menghambat komersialisasi membran SAPO-34. Populasi grain boundary pada membran SAPO-34 dapat dikurangi dengan memfabrikasi membran menggunakan seed SAPO-34 yang memiliki rasio-aspek (? = 0,5 x lebar / ketebalan) tinggi. Pada penelitian ini seed SAPO-34 dimodifikasi morfologinya dengan menambahkan polietilen glikol-6000 dan polietilen glikol- 20000 (PEG-6000 dan PEG-20000) ke dalam larutan sintesis sebelum perlakuan hidrotermal pada suhu 180oC selama 48 jam. Morfolin dipilih sebagai agen pengarah struktur organik (organic structure-directing agent / OSDA) untuk mendukung pembentukan kerangka CHA. Sisa-sisa molekul PEG dan morfolin dihilangkan dari produk dengan kalsinasi pada 550oC selama 6 jam. Produk yang telah dikalsinasi kemudian dikarakterisasi dengan difraksi sinar-X (XRD), scanning electron microscopy (SEM) dan energy-dispersive x-ray spectroscopy (EDS). Pola XRD dari produk hasil sintesis menunjukkan kemiripan yang sangat tinggi terhadap struktur CHA. Morfologi seed yang disintesis sebagaimana diamati pada citra SEM menunjukkan bentuk dasar kubus yang merupakan bentuk karakteristik material chabazite. Analisis EDS mengonfirmasikan keberadaan atom aluminium, silikon, dan fosfor dalam seed. Pengaruh pemberian PEG dipelajari dengan membandingkan kristalinitas-relatif dan rasioaspek seed yang diterjemahkan dari pola XRD dan citra SEM berturut-turut. Dari hasil analisis beberapa jenis seed hasil sintesis diketahui bahwa penambahan PEG mengakibatkan sebagian besar seed mengalami kerusakan bentuk kristal ringan hingga parah dan penurunan kristalinitas, dan sebagian seed lainnya mengalami perubahan morfologi dan kristalinitas. Partikel dua dimensi dengan rasio aspek rata-rata yang tinggi (?rata-rata = 5,26) dihasilkan dari penambahan PEG-20000 dan etanol murni, tetapi kristalinitasnya menurun secara tajam. Beberapa seed yang disintesis menggunakan tetraetil ortosilikat sebagai sumber silikon dan PEG-20000 sebagai aditif memperlihatkan partikel dengan morfologi unik dan rasio-aspek tinggi (? = 3,87 dan 6,84). Namun, keseragaman bentuk dan ukuran partikel sangat rendah. Penambahan PEG-6000 dan etanol murni menghasilkan seed SAPO-34 dengan nilai ?rata-rata yang cukup tinggi (1,59), kristalinitas yang cenderung terjaga (70,9%) dan distribusi ukuran partikel yang cukup baik sehingga cocok untuk difabrikasi menjadi membran SAPO-34. Secara keseluruhan, PEG-6000 dan PEG-20000 dengan penambahan etanol pada komposisi molar larutan sintesis tertentu dapat meningkatkan nilai ?rata-rata seed SAPO-34 yang dapat digunakan untuk memfabrikasi membran SAPO-34 dengan kinerja pemisahan yang lebih baik pada proses CO2 capture.