Presentasi jurnal membran 1a- FIX.docx
-
Upload
mohammad-risal-siregar -
Category
Documents
-
view
25 -
download
3
description
Transcript of Presentasi jurnal membran 1a- FIX.docx
Topik : LKM Zeolit Membran untuk Lookup Osmosis Desalinasi
Judul : Pengaruh dan Modifikasi Pori-pori intercrystalline
Author : Junhang Dong,Liangxiong Li,Tina M. Nenoff
Latar Belakang :
Zeolit adalah kristal aluminosilikat berpori dengan ukuran pori seragam mulai
from0.3Nm menjadi lebih nanometer tergantung pada struktur kristal tertentu. Karena bahan
kimia baik, termal, dan kestabilan mekanik,membran zeolit berpotensi berguna untuk
mengobati air limbah garam bawah keras kondisi yang melibatkan pelarut yang kuat, unsr –
unsur radioaktif, tingkat pH yang ekstrim dan tinggi, operasi temperatur, yang sulit untuk
menangani dengan teknologi konvensional seperti polimer proses RO membran.Pemisahan
cair didasarkan pada efek pengayak molekul dan / atau kompetitif adsorpsi-mekanisme difusi.
Dalam LKM zeolit, jalur transportasi massal utama adalah saluran lurus b -arah, yang
hampir silinder dengan diameter 0.55nm. Silika murni zeloit tidak mengandung muatan
kation kerangka – tambahan kompensator dan karenanya tidak memiliki ion kapasitas tukar.
Oleh karena itu, sempurna silika murni membran zeolit (yaitu kristal tunggal) adalah
diharapkan dapat memberikan tingkat penolakan ion tinggi untuk air asin dalam berbagai
kekuatan ion karena nomor hidrasi ion hampir independen dari konsentrasi ion. Namun,
tingkat penolakan ion pada membran zeolit polikristalin praktis ditemukan menurun dengan
meningkatnya konsentrasi ion dalam larutan umpan. Salah satu penyebab utama seperti
penurunan tingkat penolakan ion adalah pori-pori intercrystalline skala nanometer, yang ada
pasti dalam membran zeolit polikristalin.Untuk LKM membran, ukuran dari pori-pori
intercrystalline telah dilaporkan biasanya dalam kisaran 1 4 nm.
Pengaruh pori-pori intercrystalline pada penolakan ion selama RO melalui zeolit
membran tergantung pada kekuatan ionik larutan umpan. Dalam solusi ion rendah
konsentrasi, lapisan ganda dikenakan cukup tebal untuk tumpang tindih dalam skala
nanometer ruang intercrystalline, yang membatasi masuk dan gerak ion bermuatan. Namun,
dalam larutan dengan konsentrasi yang tinggi, lapisan ganda dapat dikurangi dengan
ketebalan Helmholtz lapisan. Pengurangan ketebalan lapisan ganda membuka intercrystal
pori-pori untuk ion untuk menyerap dengan resistensi kurang mengurangi penolakan ion
tingkat.
Dalam larutan air, permukaan zeolit silika murni memiliki negatif zeta potensi ketika
nilai pH di atas 34. Sebuah bermuatan listrik bentuk double-layer pada permukaan eksternal
kristal zeolit. Oleh karena itu, pori-pori intercrystalline skala nanometer juga dapat
membatasi ion transportasi oleh terkenal efek pengecualian Donnan ketika dikenakan double-
layer yang kental cukup efektif mempersempit jalur intercrystalline netral.
Tujuan :
1. Untuk mengetahui Lookup osmosis destilasi
2. Untuk mengetahui pengaruh dari pori – pori intercrstalline pada kinerja dari RO
membran zeolit
Objek Penelitian :
Zeolit sintetis
Membran LKM
Membran zeloit
Air DI
Mekanisme Percobaan :
A. Membalikkan ukuran osmosis
1. Percobaan RO dilakukan pada sistem cross-flow.
2. Untuk setiap larutan umpan, percobaan RO berlangsung selama lebih dari 120 jam
untuk mendapatkan fluks stabil dan penolakan ion tarif.
3. Membran dibilas untuk beberapa kali dan kemudian direndam dalam 500 ml air DI
semalam untuk mengekstrak solusi sisa dari membran dan substrat sebelum beralih ke
larutan umpan berikutnya komposisi yang berbeda.
Ion penolakan (ri) dan aliran air (Fw) didefinisikan sebagai berikut :
Dimana Ci, f dan Ci, p adalah konsentrasi ion i dalam pakan dan menyerap solusi,
masing-masing; Qw jumlah air yang dikumpulkan dalam period waktu operasi t ; Am adalah
efektif luas membran, dan εp adalah porositas substrat (30%).
B. Modifikasi Membran
Gambar ilustrasi prinsip modifikasi membran dengan pengendapan oligomer ion dalam pori-
pori intercrystalline
Al3+ oligomer Larutan prekursor disusun mengikuti prosedur yang dikembangkan
oleh Pinnavaia, et al. A 0.20 M larutan NaOH ditambahkan tetes demi tetes kedalam 0,10 M
AlCl3 larutan di bawah kuat diaduk pada 55 ° C. Volumetrik rasio NaOH dan AlCl3 solusi
dikontrol untuk memberikan rasio hidrolisis akhir (OH - / Al3+ ) Dari 2,0 untuk memastikan
ukuran oligomer yang relatif kecil (0.84nm) dalam prekursor . Campuran tersebut kemudian
diaduk selama 12 jam pada suhu yang sama. Resultan Al3+ larutan prekursor oligomer yang
disimpan dalam lemari es pada suhu 5 ° C sebelum digunakan. Al3+ oligomer yang
disetorkan ke wilayah intercrystal oleh counter-difusi proses di mana solusi prekursor
oligomer mengalir pada satu sisi membran sementara 0,05 M larutan NaOH mengalir di sisi
lain.
Oligomer ionik dengan densitas muatan yang tinggi juga dapat membentuk jaringan
dibebankan kuat dalam ruang intercrystal yang membatasi pintu masuk dan kation
transportasi. Membran sel direndam dalam bak air (± 0,2 C, RDL 20,GCA) untuk kontrol
suhu. Modifikasi membran dilakukan pada 55 ° C sampai memfasilitasi difusi dan
selanjutnya oligomerize dari spesies prekursor ion. Setelah modifikasi, membran dibilas
secara menyeluruh dengan deionize air dan kemudian dikeringkan pada150 ° C dalam aliran
udara selama 12 jam.
Gambar di atas menunjukkan skematis peralatan eksperimen digunakan untukmodifikasi membran
Hasil :
Karakterisasi membran
Gambar pertama menunjukkan SEM gambar dari α-alumina yang didukung membran LKM zeolit berpori. Ketebalan membran zeolit adalah 2,5-3,0 pM menurut pengamatan SEM. Sedangkan gambar kedua adalah pola XRD dari partikel zeolit dikumpulkan dari fase cair sisa dan membran pendukung. Pola XRD menunjukkan LKM fase murni pada α-alumina substrat dan orientasi acak kristal di lapisan membran .
RO Permeasi Perilaku sebelum Modifikasi
Membran ini pertama kali diuji oleh RO untuk NaCl larutan garam tunggal dengan
konsentrasi yang bervariasi 0,005 – 0,3 M ketergantungan penolakan ion (ri, Yaitu rNa +)
Pada konsentrasi pakan ditemukan berbeda dalam dua rentang konsentrasi. R Na +sedikit
menurun dari 97,8% menjadi 97% disertai dengan penurunan kecil dalam aliran air sebagai
konsentrasi pakan meningkat dari 0,005-0,1 M.
Gambar di atas menunjukkan penolakan fluks ion dan air 0,01 M larutan umpan NaCl diperoleh pada tekanan pakan yang berbeda.
Pengaruh Modifikasi Membran
Perbandingan antara penolakan ion sebelum dan sesudah modifikasi
menunjukkan bahwa pori-pori intercrystalline relatif besar telah efektif menyempit
dengan permukaan diubah potensial dengan biaya sangat Al3 +oligomer. Membran
asli dipamerkan penurunan terus-menerus ri mulai dari 84,1% pada konsentrasi
sangat rendah (0,01 M). Setelah modifikasi, ri tetap hampir tidak berubah ketika
konsentrasi NaCl meningkat dari 0,01-0,1 M. Namun, ri pada membran
dimodifikasi mulai menurun agak parah sebagai Konsentrasi NaCl meningkat
menjadi 0,3 dan 1,0 M sebagai akibat dari ion meningkat pesat fluks (Gambar 10)
dalam rentang konsentrasi yang tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa modifikasi
pori-pori intercrystalline relatif kecil tidak sangat efektif dengan ukuran besar Al
3 + oligomer.
Kesimpulan :
Polikristalin membran zeolit praktis pasti mengandung skala nanometer pori-pori
intercrystalline, yang menurunkan efisiensi penolakan ion terutama untuk tinggi
solusi pakan konsentrasi dan solusi yang mengandung kation multivalen.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pori-pori intercrystalline yang tidak
diinginkan dapat dikurangi dengan cara mendepositokan oligomer ion logam. Metode ini
tidak perlu perlakuan suhu yang tinggi dan dapat dilakukan secara online selama operasi RO.