Sintesis Membran Matriks Tercampur Alginat/Zeolit Alam /Kaolin Untuk Pemisahan Gas CO2 dan CH4



Athaillah Athaillah(1*), Adhitasari Suratman(2), Suyanta Suyanta(3)

(1) Universitas Gadjah Mada
(2) Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, Indonesia
(3) Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, Indonesia
(*) Corresponding Author

Abstract


Telah dilakukan sintesis membran matriks tercampur (Mixed Matrix Membranes, MMMs) alginat/zeolit alam/kaolin untuk pemisahan gas CO2 dan CH4. Penelitian ini bertujuan mempelajari pengaruh variasi konsentrasi kandungan MMMs, ketebalan MMMs serta membandingkan pengisi anorganik multi komponen dengan komponen tunggal terhadap permeabilitas dan selektivitas CO2 dan CH4. Sintesis MMMs alginat/zeolit/kaolin dilakukan dengan mendispersikan zeolit:kaolin berdasarkan rasio berat 3:1 ke dalam larutan alginat dengan berbagai variasi konsentrasi kandungan dan ketebalan MMMs. MMMs alginat/zeolit/kaolin hasil sintesis dikarakterisasi dengan FTIR dan SEM serta dilakukan uji tarik mekanik untuk melihat kuat tarik dan persen perpanjangannya. MMMs alginat/zeolit/kaolin diuji permeabilitas dan selektivitas terhadap gas CO2 dan CH4berdasarkan variasi konsentrasi kandungan MMMs, variasi ketebalan MMMs dan perbandingan pengisi multi komponen dengan komponen tunggal. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dispersi zeolit dan kaolin dalam MMMs terjadi secara homogen. Penambahan zeolit dan kaolin dalam membrane alginat menurunkan kuat tarik dari 27,94 MPa menjadi 18,92 MPa dan meningkatkan persen perpanjangan dari 3,07% menjadi 3,67% pada kondisi MMMs optimum. Perbandingan konsentrasi optimum alginat/zeolit/kaolin dalam MMMs adalah 1,50:0,30:0,10 % (b/v) dengan ketebalan efektif adalah 0,07 mm dan menghasilkan nilai permeabilitas CO2   5,15 GPU dan CH41,27 GPU dengan selektivitas 4,06.

 


Full Text:

PDF


References

Adelnia, H., Bidsorkhi, H.C., Ismail, A.F. and Matsuura, T., 2015, Gas Permeability and Permselectivity Properties of Ethylene Vinyl Acetate/Sepiolite Mixed Matrix Membranes, Sep. Purif. Technol., 146, 351–357.

Alsari, A., Kruczek, B. and Matsuura, T., 2007, Effect of Pressure and Membrane Thickness on The Permeability of Gases in Dense Polyphenylene Oxide (PPO) Membranes:Thermodynamic Interpretation, Separ. Sci. Technol., 42, 2143–2155.

Bastani, D., Esmaeili, N. and Asadollahi, M., 2013, Polymeric Mixed Matrix Membranes Containing Zeolites as a Filler for Gas Separation Application: A Review, J. Ind. Eng. Chem., 19, 375–393.

Diestel L., Liu, X.L., Li, Y.S., Yang, W.S. and Caro, J., 2014,Comparative Permeation Studies on Three Supported Membranes: Pure ZIF-8, Pure Polymethylphenylsiloxane, and Mixed Matrix Membranes, Micropor. Mesopor. Mat., 189, 210–215.

Goh, P.S., Ismail, A.F., Sanip, S.M., Ng, B.C. and Aziz, M., 2011, Recent Advances of Inorganic Fillers in Mixed Matrix Membrane for Gas Separation, Sep. Purif. Technol., 81, 243–264.

Gong, H., Lee, S.S. and Bae, T.H., 2017, Mixed-Matrix Membranes Containing Inorganically Surface-Modified 5A Zeolite for Enhanced CO2/CH4 Separation, Micropor. Mesopor. Mat., 237, 82-89.

Gontard, N., Guilbert, S. and Cuq, J.L., 1993, Water and Glycerol As Plasticizers Affect Mechanical andWater Vapor Barrier Properties of an Edible Wheat Gluten Film, J. Food Sci., 58(1), 206-211.

Hambali, E., Mujdalifah, S., Tambunan, A.H., Pattiwiri, A.W. dan Hendroko, R., 2007, Teknologi Bioenergi, Agro Media Pustaka, Jakarta.

Han, Y., Liu, W., Zhou, J.and Chen, J., 2016, Interactions Between Kaolinite Al-OH Surface and Sodium Hexametaphosphate, Appl. Surf. Sci., 387, 759–765.

Haryati, T., 2006, Biogas: Limbah Peternakan yang Menjadi Sumber Energi Alternatif, Wartazoa, 16(3), 160-169.

Huang, Y. and Paul, D. R., 2007, Effect of Film Thickness on The Gas-Permeation Characteristics of GlassyPolymer Membranes, Ind. Eng. Chem. Res., 46, 2342-2347.

Jusoh, N., Yeong, Y.F., Chew, T.L., Lau K.K. and Shariff, A.M., 2016, Current Development and Challenges of MixedMatrix Membranes for CO2/CH4 Separation, Sep. Purif. Rev., 45, 321-344.

Kesuma, R.F., Sitorus, B. dan Adhitiyawarman, 2013, Karakterisasi Pori Adsorben Berbahan Baku Kaolin Capkala dan Zeolit Dealuminasi, Jurnal Kimia Khatulistiwa, 2(1), 19-23.

Noble, R.D., 2011, Perspectives on Mixed Matrix Membranes, J. Membrane. Sci., 378, 393–397.

Prince, E.C and Cheremisinoff, P.N., 1981, Biogas Production and Utilization, Ann Arbor Science Publisher Inc., Michigan.

Shaari, N., and Kamarudin, S.K., 2015, Chitosan and alginate Types of Bio-Membrane in Fuel Cell Application: An Overview, J. Power. Sources., 289, 71-80.

Thompson, J.A., Vaughn, J.T., Brunelli, N.A., Koros, W.J., Jones, C.W. and Nair, S., 2014, Mixed-Linker Zeolitic Imidazolate Framework Mixed-Matrix Membranes for Aggressive CO2 Separation from Natural Gas, Micropor. Mesopor. Mat., 192, 43-51.

Valero, M., Zornoza, B., Téllez, C. and Coronas, J., 2014, Mixed Matrix Membranes for Gas Separation by Combination of Silica MCM-41 and MOF NH2-MIL-53(Al) in Glassy Polymers, Micropor. Mesopor. Mat., 192, 23–28.

Widyanuriawan, D., 2014, Biogas Purification Using Natural Zeolite and NaOH, Appl. Mech. & Mater., 664, 415-418



Article Metrics

Abstract views : 2211 | views : 4093

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Bookmark and Share


ISSN 0215-9309 (Print)

Jumlah kunjungan : Web Analytics View my Stat.