Sintesis dan Karakterisasi Membran Penukar Anion Menggunakan Alkohol Polivinil-Poli(Diallyldimetilamonium Klorida)-Silikon Dioksida Dalam Pelarut Cyrene

Silalahi, Oviana Ajeng C and Prof. Dr. Ir. Yusuf Wibisono, S.TP., M.Sc., IPM and Inggit Kresna Maharsih, S.T., M.Sc (2024) Sintesis dan Karakterisasi Membran Penukar Anion Menggunakan Alkohol Polivinil-Poli(Diallyldimetilamonium Klorida)-Silikon Dioksida Dalam Pelarut Cyrene. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Di Indonesia, energi terbarukan hanya menyumbang 14.7% dari total pembangkit listrik, sementara 50% energi listrik dihasilkan dari pembakaran batu bara yang tidak ramah lingkungan. Salah satu solusi adalah teknologi elektrodialisis terbalik yang menggunakan membran penukar anion, yang memanfaatkan perbedaan salinitas antara air laut dan air sungai untuk menghasilkan energi listrik. Membran penukar anion pada penelitian ini dibuat dari kombinasi polimer inert seperti Alkohol Polivinil (PVA) dan polimer aktif seperti Poli(Diallyldimetilamonium Klorida) (PDDA) dalam pelarut Cyrene™. PVA dikenal karena sifat hidrofilik, non-toksik, dan dapat terurai secara bio, sedangkan PDDA berperan untuk memberikan gugus fungsi aktif. Penambahan aditif seperti SiO2 dapat meningkatkan kekuatan dan stabilitas membran. Pelarut Cyrene™ diproduksi dari limbah selulosa, adalah pelarut hijau yang lebih ramah lingkungan dibandingkan pelarut lain. Dalam penelitian ini, membran penukar anion disintesis dengan mencampurkan PDDA, Cyrene™, PVA, dan SiO2, yang kemudian dihomogenkan dan dicetak sebelum dikeringkan. Setelah itu, membran direndam dalam larutan GA, HCl, dan aseton, kemudian direndam kembali dengan larutan KOH untuk meningkatkan karakteristiknya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan SiO2 menghasilkan pori-pori membran yang lebih besar dan tekstur yang lebih kasar. Analisis morfologi menunjukkan penambahan SiO₂ menghasilkan poripori membran yang lebih besar dan tekstur yang lebih kasar. Analisis gugus fungsi menunjukkan variasi PVA dan SiO₂ mempengaruhi ikatan -OH, C-N, dan C-O. Uji kuat tarik menunjukkan nilai tertinggi pada perlakuan PVA 3,94 gram dan SiO2 4 ml (8,40537 N.mm- 2) dan kuat tarik basah tertinggi pada PVA 3,97 gram dan SiO2 8 ml (2,61812 N.mm-2). Permselectivity tertinggi tercapai pada PVA 3,97 gram dan SiO2 8 ml (38,433%), resistansi terendah pada PVA 3,97 gram dan SiO2 4 ml (2,6421 kΩ), dan IEC tertinggi pada PVA 3,97 gram dan SiO2 0 ml (1,74776 meq.g-1). Swelling degree terendah pada PVA 4,00 gram dan SiO2 0 ml (53,446%), dan FCD tertinggi pada PVA 3,94 gram dan SiO2 8 ml (2,96354 mmol.g-1). Hasil ini menunjukkan bahwa PVA, SiO₂, dan kombinasinya secara signifikan mempengaruhi sifat fisikokimia membran.

English Abstract

In Indonesia, renewable energy accounts for only 14.7% of total power plants, while 50% of electricity is produced from environmentally unfriendly coal combustion. One solution is the reverse electrodialysis technology that uses anion exchanger membranes, which utilizes the salinity difference between sea and river water to generate electricity. The membrane of the anion exchanger in this study is made from a combination of inert polymer such as Polyvinyl Alcohol (PVA) and active polymer such as Poli (Diallyldimetylamonium Chloride) (PDDA) in CyreneTM solvent. PVA is known for its hydrophilic, non-toxic, and biodegradable properties, while PDDA plays a role in providing active function groups. Additional additives such as SiO2 can increase membrane strength and stability. The CyreneTM solvent is produced from cellulose waste, which is a green solvent that is more environmentally friendly than other solvents. In this study, anion exchanger membranes were synthesized by mixing PDDA, CyreneTM, PVA, and SiO2, which were then homogenized and printed before drying. After that, the membrane is immersed in GA, HCl, and acetone solutions, then re-immersed with KOH solutions to enhance its characteristics. The results show that the addition of SiO2 produces larger membrane pores and a rougher texture. Morphological analysis showed the addition of SiO2 produced larger membrane pores and a rougher texture. Function cluster analysis showed variations of PVA and SiO2 affecting -OH, C-N, and C-O bonds. The pulling strength test showed the highest value on treatment of PVA 3,94 grams and SiO2 4 ml (8,40537 N.mm-2) and highest wet pulling force at 3,97 grams PVA and SiO2 8 ml (2,61812 N.mm-2). The highest permselectivity was achieved at PVA 3,97 grams and SiO2 8 ml (38,433%), the lowest resistance at 3,97 gram PVA and 4 ml SiO2 (2,6421 kΩ), and the highest IEC at 3,97 grams PVA & SiO2, 0 ml (1,74776 meq.g-1). The lowest swelling degree was at PVA 4.00 grams and SiO2 0 ml (53,446%), and the highest FCD was at 3,94 grams of PVA and 8 ml of SiO2. (2,96354 mmol.g-1). These results show that PVA, SiO2, and their combination significantly affect the physichochemical properties of membranes

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	052410
Divisions:	Fakultas Teknologi Pertanian > Keteknikan Pertanian
Depositing User:	soegeng sugeng
Date Deposited:	15 Nov 2024 03:02
Last Modified:	15 Nov 2024 03:02
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/228689

Text (DALAM MASA EMBARGO) Oviana Ajeng C Silalahi.pdf Restricted to Registered users only Download (5MB)

Actions (login required)

View Item