Film Zeolit ​​​​untuk Aplikasi Penghematan Energi

Zeolit ​​​​sintetis biasanya diproduksi sebagai bubuk kristal halus. Sebelum digunakan, bubuk diaglomerasi menjadi bola, tablet dan ekstrudat dengan penambahan pengikat non-zeolitik. Aditif pengikat memberikan aglomerat zeolit ​​​​dengan kekuatan mekanik yang tinggi dan ketahanan gesekan.

Namun, karena pengikat biasanya ada dalam jumlah hingga 50 berat % mereka mengencerkan fase aktif dan dapat menyumbat pori-pori zeolit. Dengan demikian, persiapan aglomerat zeolit ​​tanpa pengikat dengan stabilitas mekanik yang tinggi dan struktur terbuka untuk memastikan jalur difusi pendek adalah teknologi yang sangat penting.

Ada juga sejumlah aplikasi yang membutuhkan bahan komposit yang terdiri dari film zeolit ​​tipis untuk mencapai fungsionalitas baru. Pada bagian berikut, perkembangan dalam pembuatan film zeolit ​​pendukung untuk pemisahan, reaktor membran, perangkat sel bahan bakar dan sensor kimia akan dipertimbangkan.

Membran Zeolit

Membran adalah fase intervensi yang bertindak sebagai penghalang aktif atau pasif antara gas atau cairan yang berdekatan dengannya di bawah kekuatan pendorong. Secara umum proses pemisahan banyak digunakan di industri karena konversi kimianya seringkali tidak lengkap.

Dengan demikian teknologi membran adalah metode pemisahan yang paling menarik karena biayanya yang rendah, selektivitasnya dan dalam hal membran anorganik stabilitas termal, mekanik dan kimianya tinggi. Selama 20 tahun terakhir pengembangan membran berbasis zeolit ​​telah menarik banyak upaya penelitian.

Harapan besar terkait zeolit ​​sebagai media pemisahan didasarkan pada selektivitasnya yang dapat digunakan untuk memisahkan molekul dengan perbedaan ukuran di bawah 1 Å. Selain selektivitas yang tidak terurai, sifat-sifat khusus dari membran zeolit ​​yang menarik perhatian para ilmuwan akademis dan aplikasi adalah:

(i) stabilitas jangka panjang pada suhu tinggi,

(ii) ketahanan terhadap lingkungan yang keras,

(iii) ketahanan terhadap penurunan tekanan tinggi,

(iv) kelambanan degradasi mikrobiologis,

(v) kemudahan pembersihan dan aktivasi katalitik.

Ketertarikan pada membran zeolit ​​juga terkait dengan kebutuhan saat ini untuk meminimalkan konsumsi energi dan teknologi yang lebih bersih. Informasi rinci dapat ditemukan dalam literatur saat ini dan beberapa ulasan yang sangat baik berhubungan dengan subjek membran zeolitik. Dalam ikhtisar ini kami akan secara singkat mempertimbangkan berbagai jenis membran zeolit ​​​​dan bidang utama aplikasinya.

Membran Zeolit ​​ Polikristalin

Pembuatan membran zeolit ​​telah dipelajari secara aktif selama dua dekade terakhir. Pada awal tahun 90-an penelitian diorientasikan pada pembuatan membran zeolit ​​swadaya.

Film zeolit ​​pertumbuhan antar dibuat pada pendukung sementara seperti teflon atau selulosa. Antarmuka berair-udara atau berair-organik juga telah digunakan untuk menumbuhkan film zeolit ​​mandiri.

Rute untuk preparasi membran zeolit ​​ini telah ditinggalkan dengan cepat karena karakteristik mekanik yang buruk dari film zeolit ​​berdiri bebas. Akibatnya bagian utama dari penelitian membran zeolit ​​dikhususkan untuk membran yang didukung.

Pendekatan ini terdiri dari kristalisasi hidrotermal in situ dari film yang relatif tipis pada dukungan berpori pra-bentuk yang memberikan ketahanan mekanis dari membran zeolit. Di antara berbagai jenis bahan anorganik pendukung yang paling sering digunakan adalah alumina berpori, titania, zirkonia, logam, gelas dan karbon.

Kontinuitas, homogenitas, keutuhan dan kurangnya retakan dan lubang kecil sangat penting untuk kinerja pemisahan film zeolit ​​yang didukung. Kontak antara penyangga dan lapisan zeolit ​​sangat penting untuk sifat-sifat lapisan zeolit ​​yang sedang tumbuh.

Nukleasi dan pertumbuhan kristal pada penyangga dapat diinduksi sendiri atau dipromosikan oleh fungsionalisasi awal penyangga. Dalam kasus kedua, pembibitan adalah pendekatan yang paling banyak digunakan, meskipun sejumlah pendekatan berbeda telah dikembangkan selama bertahun-tahun.

Sebagian besar upaya telah ditujukan untuk pengembangan pendekatan yang memungkinkan pengendapan benih zeolit ​​​​yang seragam pada penyangga. Setelah perlakuan hidrotermal dengan campuran sintesis yang sesuai, benih menginduksi kristalisasi homogen yang menghasilkan film zeolit ​​kontinu dengan daya rekat yang baik ke substrat.

Adsorpsi Elektrostatik Biji Nano Zeolit

Pendekatan penyemaian pertama kali dilaporkan oleh Tsapatsis dan rekan kerja. Metode ini didasarkan pada aplikasi aluminium hidroksida sebagai pengikat. Metode lain, yang mungkin paling banyak digunakan dalam preparasi film zeolit, didasarkan pada adsorpsi elektrostatik biji nano zeolit.

Yaitu, permukaan substrat yang dimodifikasi muatannya oleh polimer kationik, kristal zeolit ​​koloid bermuatan negatif kemudian diadsorpsi dan benih diinduksi untuk tumbuh menjadi film padat terus menerus dengan perlakuan hidrotermal dengan larutan sintesis segar atau gel.

Kristal zeolit ​​koloid juga telah diendapkan pada tumpuan datar dengan spin-coating. Ketebalan film spin-on dapat dikontrol sampai batas tertentu dengan meningkatkan langkah spin-coating. Namun, meskipun halus, film terdiri dari kristal non-intergrown diskrit, yang mungkin menjadi kelemahan untuk beberapa aplikasi.

Film-film kontinyu dari endapan oleh biji spin-coating dapat diperoleh dengan pertumbuhan kristal sekunder. Perlu disebutkan bahwa pendekatan ini hanya berlaku untuk penyangga datar. Kristal zeolit ​​yang terbentuk sebelumnya juga telah diendapkan pada penyangga tiga dimensi (manik-manik dan serat) dengan ablasi laser.

Kristal ini pada perlakuan hidrotermal tumbuh menjadi film terus menerus. Terlepas dari kelebihan metode ablasi laser, teknik ini cukup eksotis dan tidak dapat diterapkan di banyak laboratorium penelitian. Metode lain yang tidak konvensional untuk menempelkan kristal zeolit ​​koloid bermuatan positif (potensi zeta dikendalikan oleh pH media) adalah dengan deposisi elektroforesis.

Data analisis merangkum jenis kerangka zeolit ​​yang paling umum digunakan dalam preparasi membran. Seperti dapat dilihat yang paling penting dari sudut pandang industri bahan zeolit ​​telah disiapkan dalam bentuk film intergrown untuk keperluan membran.

Membran zeolit ​​yang tersedia bervariasi dalam komposisi dan ukuran pori sehingga menawarkan kesempatan untuk menyesuaikan modul membran dengan kekhasan proses pemisahan. Selain ukuran pori, ketersediaan jenis zeolit ​​yang berbeda memungkinkan untuk mengontrol sifat hidrofilik/hidrofobik membran.

Misalnya, membran zeolit ​​kaya silikon (silicalit-1) bersifat inert dan hidrofobik, sedangkan membran zeolit ​​kaya aluminium (NaX, NaA) bersifat hidrofilik. Penggabungan atom asing dalam kerangka zeolit ​​juga mengubah sifat hidrofilik / hidrofobik dan dapat mempengaruhi pengangkutan molekul melalui saluran.

Kation yang paling sering digunakan untuk substitusi isomorfik Si dan/atau Al dalam membran zeolit ​​adalah Ga, B, Fe, V dan Ti. Kation penyeimbang muatan yang mengkompensasi muatan tak jenuh kerangka zeolit ​​merupakan alat lain untuk membatasi secara fisik dan memodifikasi karakteristik membran zeolit ​​secara kimia.

Mekanisme Transportasi

Sebelum membahas pemisahan yang berbeda pada membran berbasis zeolit, mekanisme transportasi layak untuk dibahas. Membran zeolit ​​membedakan campuran molekul berdasarkan pengayakan molekuler atau mekanisme difusi permukaan. Lebih tepatnya mekanisme pemisahan melalui membran zeolit ​​dapat direkapitulasi menjadi:

(i) penyaringan molekuler;

(ii) dikendalikan difusi dan

(iii) permeasi terkontrol adsorpsi.

Secara umum pemisahan dengan zeolit ​​berpori kecil yaitu berdasarkan molecular sieving, dimana molekul yang terdiskriminasi lebih besar dari ukuran porinya. Permeasi yang dikontrol difusi dan adsorpsi mengatur mekanisme pemisahan ketika ukuran pori-pori lebih besar dari molekul yang akan dipisahkan.

Harus disebutkan bahwa masalah serius dalam pemanfaatan membran adalah penyegelan komposit zeolit-keramik, terutama dalam kasus modul tubular. Penyegelan membran zeolit ​​tubular yang kedap gas dan suhu tinggi tetap menjadi masalah yang sulit diatasi pada skala industri.

Membran zeolit ​​digunakan dalam dua kelompok utama pemisahan, yaitu gas-uap dan cair-cair. Kedua kelompok ini penting dari sudut pandang industri dan lingkungan. Misalnya, pemisahan CO2 dari campuran gas yang berbeda adalah salah satu masalah lingkungan yang paling serius saat ini.

Di sisi lain, H2 adalah karir energi bersih dan dengan potensi pasar yang tinggi. Akibatnya banyak penelitian telah dilakukan untuk mengekstrak hidrogen dari H2/N2, H2/O2, H2/CH4 dan campuran gas multi komponen. Pemisahan cair-cair pada membran zeolit ​​​​adalah alternatif yang menjanjikan dari proses intensif energi seperti distilasi.

Alkohol yang berbeda (metanol-, etanol-, propanol-, butanol-, dll) - campuran air menjadi sasaran pemisahan dengan membran zeolit. Terobosan pertama adalah komersialisasi membran zeolit ​​jenis LTA untuk produksi etanol bebas air oleh Mitsui & Co. Ltd., Jepang.

Faktor pemisahan air/etanol adalah sekitar 10.000. Unit ini membuktikan kelayakan preparasi membran zeolit tabung skala besar (panjang 1 m) bebas cacat. Di sisi lain, upaya besar yang dilakukan pada preparasi membran zeolit yang mampu memberikan pemisahan isomer xilena yang memuaskan tidak tercapai.

Akhir-akhir ini, pencapaian grup Tsapatsis dalam preparasi membran tipe-MFI berorientasi-b dan penghapusan cacat batas butir dengan pemrosesan termal cepat membawa kembali optimisme akan keberhasilan penerapan industri membran tipe-MFI dalam proses penting ini.

Membran zeolit ​​juga dianggap sebagai alternatif menarik dari membran polimer dalam pemurnian air. Reverse osmosis saat ini merupakan teknologi desalinasi yang paling penting, yang diperkirakan akan terus berkembang.

Secara teoritis, ion terhidrasi dapat sepenuhnya dikeluarkan oleh membran zeolit ​​​​dengan bukaan pori lebih kecil dari ukuran ion terhidrasi. Membran silikalit-1 (tipe MFI) menunjukkan rejeksi garam 77%, tetapi fluks air relatif rendah (0,003 m3 m-2 hari-1).

Membran zeolit ​​berpori besar (tipe EMT) telah digunakan dalam pemurnian air payau. Ciri khas membran adalah permeabilitas air yang tinggi dari lapisan zeolit ​​yang relatif tipis (~2 m) (Gambar 10). Eksperimen nanofiltrasi dilakukan dengan Al(NO3) sebagai zat terlarut ionik pada berbagai kekuatan ionik (konsentrasi NaCl yang berbeda) dan etilen glikol (EG) dan polietilen glikol (PEG) dengan berat molekul berbeda sebagai zat terlarut non-ionik.

Membran ini menunjukkan retensi tinggi dan spesies non-ionik dari larutan berair. Singkatnya, membran zeolit ​​diharapkan dapat mengatasi tantangan yang tidak dapat dihadapi oleh membran polimer. Penelitian aktif pada preparasi membran zeolit ​​telah berlangsung lebih dari 20 tahun dengan tujuan untuk mentransfer sifat intrinsik zeolit ​​yang unik ke modul membran.

Distributor Zeolit Untuk Berbagai Aplikasi dan Industri

Jika Anda adalah perusahaan yang membutuhkan zeolit untuk pengolahan berbagai produk Anda, kami siap membantu. Ady Water jual zeolit untuk filter air jenis batu, pasir, dan tepung. Kemasan zeolit per karung 20 kilogram dan eceran 4 kilogram.

Kami juga sudah suplai zeolit ke industri food and beverage, berbagai BUMN, kebutuhan softener (Pelunak Air / Pengurang Kesadahan Air) rumah tangga. Semua produk kami ready stock. Selain itu, kami juga dapat memberikan suplai hingga puluhan ton secara rutin per bulan atau sesuai dengan kebutuhan Anda.

Untuk informasi lebih lanjut bisa hubungi kami di;

Pusat Zeolit Unggulan Ady Water Bandung

Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194

 

Zeolit Filtrasi Air Jakarta

Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830

 

Zeolit Untuk Air Bersih Jakarta Barat

Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480

 

 Atau Anda juga bisa langsung kontak sales kami secara langsung baik via phone maupun WhatsApp:

•         0821 2742 4060 (Ghani)

•         0812 2165 4304 (Yanuar)

•         0821 2742 3050 (Rusmana)

•         0821 4000 2080 (Fajri)

•         0812 2445 1004 (Kartiko)

•         0812 1121 7411 (Andri)               

Untuk Anda yang membutuhkan zeolit baik untuk kebutuhan pengolahan air rumah tangga maupun industri termasuk bagi Anda yang menjalankan bisnis pengolahan air, silahkan kontak kami segera.

Jika Anda memiliki pertanyaan seputar zeolit, silahkan kontak kami untuk diskusi lebih lanjut dan temukan produk zeolit sesuai kebutuhan. Kami di Ady Water menawarkan zeolit terbaik untuk berbagai aplikasi. Silahkan datang ke kantor kami atau kontak sales kami di nomor di atas. Terima kasih.