Saputri, Sonnia Fauziah and Isnaini, Aprilia Wulan (2018) Pengaruh Gelombang Ultrasonik pada Pembuatan Adsorben Zeolit-Magnesium Silikat untuk Adsorpsi Karbon Dioksida,. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Biogas merupakan sumber alternatif energi terbarukan yang mempunyai potensi untuk memenuhi kebutuhan energi saat ini. Namun terdapat beberapa permasalahan pada proses produksi biogas, yaitu kualitas biogas yang masih rendah dan untuk meningkatkan kualitas biogas dapat dilakukan dengan mengurangi gas-gas yang dapat menurunkan kualitas biogas seperti gas CO2 yang memiliki kandungan cukup tinggi dan menyebabkan nilai kalor biogas menjadi rendah. Salah satu cara untuk mengurangi gas CO2 ini adalah proses adsorpsi. Metode adsorpsi menggunakan adsorben padat telah diteliti memiliki keuntungan pada pemisahan gas CO2 dalam biogas yaitu efisiensi penyerapan yang tinggi dan energi yang dibutuhkan pada proses rendah. Pada penelitian ini dilakukan pembuatan adsorben CO2 berbahan dasar zeolit alam Malang yang diimpregnasi dengan magnesium silikat dengan bantuan gelombang ultrasonik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh sonikasi pada pembuatan adsorben Zeolit-Magnesium Silikat serta mengetahui pengaruh sonikasi terhadap kapasitas adsorpsi gas karbondioksida oleh adsorben Zeolit-Magnesium Silikat. Zeolit alam Malang berukuran -50 +60 mesh diaktivasi menggunakan NaOH 1 M selama 24 jam. Selanjutnya, Zeolit alam Malang dikalsinasi pada Suhu 350oC selama 1,5 jam. Setelah itu Zeolit diimpregnasi dengan larutan natrium silikat dengan rasio massa antara waterglass dan air 60:50 w/w menggunakan bantuan gelombang ultrasonik dengan variasi waktu sonikasi 10, 20, 30, 40, 50 menit. Adanya gelombang ultrasonik ini diharapkan dapat membuat komponen Silikat (SiO32-) pada adsorben lebih tersebar merata diseluruh permukaan zeolit sehingga nantinya komposisi Mg2+ yang terimpregnasi juga meningkat. Kemudian, dilakukan perendaman zeolit yang telah terimpregnasi garam silikat dengan menggunakan larutan MgSO4 1,5 M selama 4 jam yang bertujuan agar terjadi interaksi antara garam silikat dan ion Mg2+ pada zeolit. Aplikasi adsorpsi dilakukan pada kolom fixed bed dengan komposisi Gas CO2: N2 adalah sebesar 45%:55% yang mana merupakan gas simulasi yang mendekati komposisi biogas. Gas CO2 yang sebelum dan sesudah melalui proses adsorpsi diuji konsentrasinya dengan menggunakan Simadzu Gas Chromatography dengan tipe GC-2014. Selanjutnya, Adsorben zeolit-magnesium silikat diuji menggunakan Kapasitas Tukar Kation (KTK) untuk mengetahui jumlah kation yang tersedia untuk dipertukarkan, serta Analisa Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) untuk mengetahui gugus fungsi pada zeolit sebelum dan sesudah termodifikasi. Hasil yang didapatkan dari penelitian ini menunjukkan bahwa proses impregnasi larutan ke dalam zeolit dengan bantuan gelombang ultrasonik (sonikasi) mampu meningkatkan nilai dari kapasitas tukar kation (KTK). Nilai KTK didapatkan yang tertinggi adalah pada Adsorben Zeolit-Magnesium Silikat dengan variasi waktu sonikasi 50 menit (A50) yaitu sebesar 89,21 meq/100 gr. Selanjutnya, lamanya proses sonikasi pada pembuatan Adsorben Zeolit magnesium silikat juga dapat mempengaruhi hasil kapasitas adsorpsi CO2 yang didapatkan. Kapasitas adsorpsi gas CO2 tertinggi terlihat pada Adsorben Zeolit-Magnesium Silikat dengan variasi waktu sonikasi selama 50 menit (A50) yang memiliki kapasitas adsorpsi yaitu sebesar 0,0717 mol CO2/gram adsorben.
English Abstract
Biogas is an alternative source of renewable energy that has the potential to meet current energy needs. However there are several problems in the biogas production process, namely the quality of biogas that is still low and to improve the quality of biogas can be done by reducing gases which can reduce the quality of biogas such as CO2 gas which has a high content and causes the biogas calorific value to be low. One way to reduce CO2 gas is the adsorption process. The adsorption method using solid adsorbent has been studied to have advantages in the separation of CO2 gas in biogas namely high absorption efficiency and energy required in low processes. In this research, CO2 adsorbent made from Malang natural zeolite was made which was impregnated with magnesium silicate with the help of ultrasonic waves. This study aims to determine the effect of sonication on the preparation of Zeolite-Magnesium Silicate adsorbents and determine the effect of sonication on the adsorption capacity of carbon dioxide by Zeolite-Magnesium Silicate adsorbent. Malang natural zeolite with the size of -50 +60 mesh was activated using NaOH 1 M for 24 hours. Furthermore, Malang natural zeolite was calcined at 350oC for 1.5 hours. After that Zeolite was impregnated with sodium silicate solution with a mass ratio between waterglass and water 60:50 w / w using ultrasonic waves with variations of the sonication time of 10, 20, 30, 40, 50 minutes. The presence of ultrasonic waves is expected to make the Silicate component (SiO32-) on the adsorbent more evenly spread throughout the zeolite surface so that later the impregnated Mg2+ composition also increases. Then, immersion of impregnated zeolite with silicate salt was carried out using a 1.5 M MgSO4 solution for 4 hours which aimed to interact between silicate salts and Mg2+ ions on zeolites. The adsorption application is carried out in a fixed bed column with the composition of CO2: N2 is 45%: 55% which is a simulation gas that approaches the composition of biogas. The concentration of CO2 before and after the adsorption process was tested by using Simadzu Gas Chromatography with GC-2014 type. Furthermore, the adsorbent zeolite-magnesium silicate was tested using Cation Exchange Capacity (CEC) to determine the number of cations available to be exchanged, and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) Analysis to determine the functional groups in zeolites before and after modification. The results obtained from this study indicate that the process of impregnating the solution into zeolites with the help of ultrasonic waves (sonication) is able to increase the value of cation exchange capacity (CEC). The highest CEC value was obtained at Zeolite-Magnesium Silicate adsorbent with a variation of 50 minutes sonication time (A50) that is equal to 89.21 meq / 100 gr. Furthermore, the length of the sonication process in the manufacture of magnesium silicate adsorbent Zeolite can also influence the results of CO2 adsorption capacity obtained. The highest CO2 gas adsorption capacity was seen in the Zeolite-Magnesium Silicate adsorbent with a variation of sonication time for 50 minutes (A50) which had an adsorption capacity of 0.0717 mol CO2 / gram adsorbent.
| Item Type: | Thesis (Sarjana) |
|---|---|
| Identification Number: | SKR/FT/2018/1184/051900134 |
| Uncontrolled Keywords: | adsorpsi, CO2, KTK, Sonikasi, zeolit Adsorption, CEC, CO2, Sonication, Zeolite |
| Subjects: | 500 Natural sciences and mathematics > 541 Physical chemistry > 541.3 Miscellaneous topics in physical chemistry > 541.33 Surface chemistry > 541.335 Adsorption |
| Divisions: | Fakultas Teknik > Teknik Kimia |
| Depositing User: | Budi Wahyono Wahyono |
| Date Deposited: | 25 Jun 2019 02:14 |
| Last Modified: | 29 Mar 2022 01:27 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/163066 |
Preview |
Text
Sonnia Fauziah Saputri Dan Aprilia Wulan Isnaini.pdf Download (3MB) | Preview |
Actions (login required)
 |
View Item |