Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

SINTESIS, KARAKTERISASI, DAN APLIKASI MEMBRAN ZEOLITE UNTUK FILTRASI LARUTAN KCl.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "SINTESIS, KARAKTERISASI, DAN APLIKASI MEMBRAN ZEOLITE UNTUK FILTRASI LARUTAN KCl."— Transcript presentasi:

1 SINTESIS, KARAKTERISASI, DAN APLIKASI MEMBRAN ZEOLITE UNTUK FILTRASI LARUTAN KCl

2 Latar Belakang Reverse osmosis merupakan salah satu metode untuk pengolahan limbah menjadi air bersih yang memiliki prospek sangat baik di Indonesia dikarenakan banyaknya pabrik yang berdiri di Indonesia. Di samping itu, metode reverse osmosis dapat digunakan untuk desalinasi air laut guna meningkatkan kandungan NaCl dan senyawa- senyawa ionik lainnya pada garam yang dihasilkan. Hal ini akan meningkatkan kualitas garam yang dihasilkan

3 Latar Belakang Seperti yang kita ketahui bahwa sebagian besar wilayah kita terdiri dari lautan. Akan tetapi, menurut sumber yang diperoleh dari ah-ri-impor-garam-rp-900-miliar/ (yang dikutip dari kompas.com), Indonesia masih mengimpor garam sebanyak 1,58 juta ton per tahun senilai Rp 900 miliar

4 Latar Belakang Metode reverse osmosis yang ada saat ini masih menggunakan membran polimer yang memiliki kelemahan sebagai berikut (Li Liangxiong, et.al, 2004) : – Mudah terhidrolisis – Sensitif terhadap perubahan pH

5 Latar Belakang Penelitian yang dilakukan oleh Li Liangxiong, et.al menunjukkan bahwa membran anorganik yang dalam hal ini membran keramik (membran zeolit yang ditumbuhkan di atas support ceramic membrane)memiliki banyak keuntungan dibandingkan membran polimer, antara lain: – Fluks yang tinggi – Kestabilan kimia dan termal yang tinggi – Kemampuan untuk regenerasi – Biaya pretreatment yang lebih murah

6 Tujuan Penelitian Melakukan sintesis dan karakterisasi membran zeolit yang ditumbuhkan di atas support ceramic membrane secara in-situ hidrotermal. Menentukan besarnya fluks dan %rejeksi ion membran zeolit yang berhasil disintesis guna mengetahui efisiensi membran untuk aplikasi reverse osmosis. Melakukan studi komputasi untuk meramalkan hasil eksperimen kemudian membandingkan hasil eksperimen dengan hasil teoretis.

7 Cara Kerja Sintesis support ceramic membrane (Shu-Chuan Hang, et.al, 1998)

8 Sintesis hidrotermal membran zeolit I (membran zeolit yang menggunakan template TPABr) (Yushan Yan,et.al, 1995) Setelah 20 jam 50 ml aqua DM gr TPABr+ NaOH 0,4000 gr + Al 2 O gr + TEOS 3.3 mL Di-stirrer selama 24 jam Support Ceramic Membrane Larutan siap untuk sintesis hidrotermal Dimasukkan ke dalam teflon pada autoclave Autoclave di-seal Dipanaskan di oven pada suhu C selama 20 jam Autoclave dikeluarkan dari dalam oven, kemudian autoclave dibuka, dan sampel dikeluarkan dari autoclave Sampel dicuci dengan aqua DM dan dikeringkan di oven pada suhu C selama 12 jam Sampel di-furnace pada suhu C selama 12 jam Sampel siap dipakai dan dikarakterisasi

9 50 ml aqua DM mL TPABr+ NaOH 0,4000 gr + Al 2 O gr + TEOS 3.3 mL Di-stirrer selama 24 jam Support Ceramic Membrane Larutan siap untuk sintesis hidrotermal Dimasukkan ke dalam teflon pada autoclave Autoclave di-seal Dipanaskan di oven pada suhu C selama 20 jam Autoclave dikeluarkan dari dalam oven, kemudian autoclave dibuka, dan sampel dikeluarkan dari autoclave Sampel dicuci dengan aqua DM dan dikeringkan di oven pada suhu C selama 12 jam Sampel di-furnace pada suhu C selama 12 jam Sampel siap dipakai dan dikarakterisasi Sintesis hidrotermal membran zeolit I (membran zeolit yang menggunakan template TBABr)

10 Dasar-dasar Pemodelan Komputasi Pemodelan-pemodelan komputasi yang telah dilakukan sebelumnya (D.W. Lewis, et.al, 1995) memodelkan secara komputasi interaksi antara zeolite ZSM-5 dengan templatenya (TPABr) menggunakan teknik energy minimization dan metode molecular dyanmics seperti pada gambar di bawah ini : (Maria J. Sabater, et.al, 2001) melakukan pemodelan interaksi antara zeolite ZSM-18 dan template-nya seperti gambar di bawah ini :

11 Dasar-dasar pemodelan komputasi (German Sastre, et.al, 2002) melakukan pemodelan interaksi zeolite ZSM- 12 dengan template-nya : (H.Van Koningsveld, et.al, 1986) berhasil menggambarkan posisi zeolite ZSM-5 dan template-nya ion TPA + dari data XRD, yang ditunjukkan seperti gambar di bawah ini :

12 Ring 4  E = 4, kj/mol Ring 5  E = 3, kj/mol

13 Ring 6  E = 2, kj/mol Ring 7  E = 912,973 kj/mol

14 Ring 8  E = kj/mol Ring 9  E = kj/mol

15 Ring 10  E = kj/mol ORGANIC TEMPLATE TPABr Ring 4  E = 4, kj/mol

16 Ring 5  E = 3, kj/mol Ring 6  E = 2, kj/mol

17 Ring 7  E = kj/mol Ring 8  E = kj/mol

18 Ring 9  E = kj/mol Ring 10  E = kj/mol

19 Jumlah RingTBABrTPABr 44, , , , , , ,

20 Grafik Jumlah Ring Vs. Energi

21 Analisis Energi sistem pada pembentukan ring 4 – ring 10 yang menggunakan template TBABr sistem yang menggunakan TPABr (kecuali jumlah ring 6) Dengan demikian jumlah pori yang berukuran kecil pada sistem yang menggunakan TBABr > sistem yang menggunakan TPABr

22 ANALISIS Dapat diramalkan bahwa jumlah volume permeat (setelah kompaksi) yang melalui membran zeolit yang menggunakan TBABr akan lebih kecil dibandingkan dengan membran zeolit yang menggunakan TPABr Dapat diramalkan pula bahwa % rejeksi ion oleh membran zeolit yang menggunakan TBABr > membran zeolit yang menggunakan TPABr Hal ini sesuai dengan hasil eksperimen

23 Hasil Eksperimen

24

25

26 Sebelum diberi tekanan (1000x) Zeolit dengan template TBABr Zeolit dengan template TPABr support

27 Zeolit dengan template TBABr (perbesaran 500x) Zeolit dengan template TPABr (Perbesaran 500x)

28 Support membrane (perbesaran 5000x) Zeolit yang tumbuh pada support membrane dengan menggunakan template TBABr (perbesaran 5000x)

29 Bagian penampang

30 EDX ZEOLITE DENGAN TEMPLATE TBABr

31 EDX ZEOLIT DENGAN TEMPLATE TPABr

32 Setelah diberi tekanan 10 psi (muka atas) Zeolite dengan template TBABr Zeolite dengan template TPABr Support membrane

33 Penampang Zeolite dengan template TBABr Zeolite dengan template TPABr Support membrane

34 EDX Zeolit dengan template TBABr

35 EDX Zeolit dengan template TPABr

36 EDX Support Membrane

37 Kesimpulan Membran zeolit berhasil ditumbuhkan di atas support membrane ceramic secara in-situ hidrotermal baik yang menggunakan template TBABr maupun yang menggunakan template TPABr %Rejeksi ion K + untuk membran zeolit yang disintesis menggunakan TBABr > membran zeolit yang disintesis menggunakan TPABr Hasil studi komputasi dapat meramalkan secara kualitatif hasil eksperimen yang akan didapat.

38 Referensi Li, Liangxiong; Dong, Junhang; Nenoff, Tina M.; Lee, Robert. Desalination by reverse osmosis using MFI zeolite membranes. Journal of Membrane Science 243 (2004) 401. Yan, Yushan; Davis, Mark E.; Gavalas, George R. Preparation of Zeolite ZSM-5 Membranes by In-Situ Crystallization on Porous alpha Al 2 O 3. Ind. Eng. Chem. Res., 1995, 34(5),

39 Referensi Huang, Shu-Chuan; Huang, Chung-Tai; Lu, Shih- Yuan; Chou, Kan-Sen. Ceramic-Polyaniline Composite Porous Membranes. Journal of Porous Materials, 6 (1999), Lewis, D.W.; Freeman, C.M.; Catlow, C.R.A. Predicting theTemplating Ability of Organic Additives for the Synthesis of Microporous Materials. J.Phys.Chem. 1995, 99,

40 Referensi Sabater, Maria J.; Sastre, German. A Computational Study on the Templating Ability of the Trispyrrolidinium Cation in the Synthesis of ZSM- 18 Zeolite.Chem.Mater., 2001, 13(12), Sastre, German; Leiva, Sandra; Sabater, Maria J.; Gimenez, Ignacio; Rey, Fernando; Valencia, Suzana; Corma, Avelino. Computational and Experimental Approach to the Role of Structure-Directing Agents in the Synthesis of Zeolites : The Case of Cyclohexyl Alkyl Pyrrolidinium Salts in the Synthesis of , EU-1, ZSM-11, and ZSM-12 Zeolites. J.Phys.Chem. B, 2003, 107, Koningsveld, H.Van; Bekkum, H.Van; Jansen, J.C.; On the Location and Disorder of the Tetrapropylammonium (TPA) Ion in Zeolite ZSM-5 with Improved Framework Accuracy. Acta Cryst., 1987, B43,


Download ppt "SINTESIS, KARAKTERISASI, DAN APLIKASI MEMBRAN ZEOLITE UNTUK FILTRASI LARUTAN KCl."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google