Mengenal Polypyrrole / Zeolite (Nano-) Composites

Polipirol (PPy) telah menjadi subjek yang cukup menarik belakangan ini karena sifatnya yang unik seperti konduktivitas listrik yang baik, sintesis yang mudah, stabilitas termal dan lingkungan, dan berbagai aplikasi potensial. Data menunjukkan sintesis PPy melalui polimerisasi oksidasi kimia menggunakan CuCl sebagai oksidan dan deskripsi reaksi redoks polipirol.

Dalam beberapa dekade terakhir, beberapa upaya telah dilakukan untuk mengontrol dan meningkatkan sifat fisik, struktural, optik, dan elektronik dari polimer konduktif. Enkapsulasi polimer konduktif dalam host heterogen seperti zeolit ​​​​adalah metode yang efisien dan serbaguna untuk mengontrol dan meningkatkan sifat-sifat polimer tersebut di atas.

Aplikasi PPy

Peneliti mengaplikasikan lapisan ganda surfaktan terapan yang teradsorpsi pada TS-1 zeolit ​​sebagai cetakan untuk menghasilkan nanokomposit koloid dengan cangkang polipirol. Untuk tujuan ini, partikel zeolit ​​​​TS-1 didispersikan dalam air pada pH 8, diikuti dengan menambahkan setil-piridinium klorida (CPC). Campuran yang dihasilkan didiamkan pada suhu 25 C selama 1 hari.

Setelah 24 jam kesetimbangan, berbagai jumlah pirol ditambahkan ke larutan yang selanjutnya diseimbangkan selama 24 jam. Percobaan yang sama dilakukan tanpa menggunakan CPC untuk mengamati adsorpsi pirol pada nanopartikel TS-1. Polimerisasi pirol template secara perlahan dimulai dengan menambahkan sejumlah ekuimolar dari besi triklorida (FeCl), yang dilarutkan dalam 0,5 mL air, ke pirol yang dimuat.

Skema prosedur sintesis untuk persiapan nanokomposit cangkang inti yang digunakan peneliti, menemukan bahwa surfaktan teradsorpsi (BPK) memainkan peran penting untuk mencapai stabilitas koloid dari nanokomposit dan peningkatan konduktivitas selubung PPy pada inti TS-1. Konduktivitas kontak yang diamati dari nanokomposit adalah 5Scm untuk sampel dengan 8% berat penggabungan PPy, sedangkan bubuk PPy curah memiliki konduktivitas kontak 0,03 Scm.

Konduktivitas kontak yang tinggi berasal dari urutan molekul yang ditingkatkan dari rantai polimer yang tumbuh di lingkungan yang dibatasi secara nano-skopis. Selain itu, gambar mikroskop elektron transmisi (TEM) menunjukkan bahwa pembentukan ultrathin PPy lms (10–30 nm) pada partikel berukuran nano (100nm) dapat dicapai pada skala persiapan menggunakan self-assembled arrays (SAA) CPC pada TS- 1 nanopartikel zeolit ​​sebagai template.

Peneliti lain melaporkan sintesis dan karakterisasi nanokomposit polipirol/klinoptilolit dengan polimerisasi permukaan monomer pirol in situ menggunakan Fe3+asoksidan, yang tergabung pada permukaan dalam dan luar nanopartikel klinoptilolit. Analisis unsur menunjukkan pemuatan/penggabungan polipirol 9,18% berat dalam struktur klinoptilolit.

Mereka menemukan bahwa konduktivitas listrik pelet polipirol/klinoptilolit nanokomposit (45,57 S cm) lebih tinggi daripada pelet polipirol murni serupa (34,72 S cm), yang disintesis melalui metode polimerisasi oksidasi kimia menggunakan Fe3+ sebagai oksidan tanpa keberadaan nanopartikel klinoptilolit.

Hal ini mungkin berasal dari peningkatan keselarasan rantai PPy dalam struktur nanokomposit. Selain itu, gambar pemindaian mikroskop elektron (SEM) menunjukkan bahwa tatanan struktural dan kelurusan rantai polipirol ditingkatkan dengan deposisi pada permukaan nanopartikel klinoptilolit.

Elektroaktivitas nanokomposit polipirol/klinoptilolit dikonfirmasi dalam kondisi voltametri siklik. Diperkirakan bahwa elektroaktivitas yang diamati mencerminkan aktivitas redoks PPy yang disertakan pada permukaan dan pori-pori nanopartikel klinoptilolit. Elektroaktivitas ini juga terkait dengan deprotonasi/protonasi rantai PPy.

Studi Polipirol

Ahli mensintesis polipirol terenkapsulasi dalam dua jenis zeolit ​​Y (NaY dan USY) dengan berbagai konsentrasi ion Cu II. Untuk tujuan ini, pertama-tama ion natrium dan proton dalam zeolit ​​ditukar dengan ion Cu II pada suhu 50 C selama 48 jam, menggunakan berbagai konsentrasi (1.0, 0,1, 0,01, dan 0,001) ion Cu II. Zeolit ​​penukar ion dan zeolit ​​tidak tertukar ion dikalsinasi, kemudian molekul pirol dimuat melalui proses difusi gas selama 2 jam.

Selanjutnya sampel dievakuasi selama 2 jam untuk menghilangkan kelebihan molekul pirol yang teradsorpsi pada permukaan zeolit. Kalsinasi dan enkapsulasi terus dilakukan dalam sistem tertutup tanpa memaparkan zeolit ​​ke udara. Mereka menemukan bahwa kemajuan polimerisasi tergantung pada kandungan ion Cu II, yaitu pirol dienkapsulasi sebagai polipirol dalam zeolit ​​NaY dan USY dengan konsentrasi ion Cu II yang tinggi, dan terutama sebagai oligomer pirol dan/atau monomer pada zeolit ​​dengan konsentrasi ion Cu II yang rendah.

Selanjutnya, spektrum resonansi paramagnetik elektron (EPR) mengungkapkan bahwa NaY dengan konsentrasi ion Cu II yang tinggi aktif untuk pembentukan polipirol polaron dalam kerangka, sedangkan USY dengan konsentrasi ion Cu II yang tinggi tidak. Studi properti termal (TG-DTA) menunjukkan bahwa stabilitas termal polipirol pada pirol/Cu–USY lebih tinggi daripada pada pirol/Cu–NaY.

Mereka menyimpulkan bahwa konduktivitas listrik NaY dan USY diduga meningkat dengan pemuatan polipirol di saluran zeolit. Data ilmiah menunjukkan ketergantungan frekuensi dari konduktivitas listrik NaY dan USY sebelum dan sesudah pemuatan polipirol. Perbedaan yang signifikan dari konduktivitas listrik sebelum dan sesudah pemuatan pirol diamati di wilayah frekuensi tinggi, meskipun konduktivitas listriknya rendah.

Konduktivitas listrik yang rendah ditafsirkan karena fakta bahwa elektroda pada disk yang dipadatkan bubuk tidak bersentuhan sepenuhnya dengan polipirol yang disiapkan dalam saluran zeolit.131 Konduktivitas listrik pirol/1.0Cu-NaY sekitar empat kali lebih tinggi daripada pirol/1.0Cu-USY di wilayah frekuensi tinggi.

Komposit polipirol/zeolit ​​(nano-) dapat dibuat dengan metode polimerisasi elektrokimia. Menggunakan polimerisasi elektrokimia, peneliti mensintesis kawat nano polipirol dalam saluran nano dari zeolit ​​alam klinoptilolit (HNZ) yang dimodifikasi proton dan zeolit ​​Y dalam bentuk asam (HY).

Mereka menemukan bahwa generasi PPy dengan aktivitas elektrokimia lebih disukai dalam lingkungan skala nano yang sangat asam, dibandingkan dengan polimer yang disintesis di inang tanpa modifikasi proton sebelumnya. Diusulkan bahwa respons reduksi/oksidasi adalah konsekuensi dari protonasi/deprotonasi polimer di mana ion H+ mungkin bertindak sebagai promotor transfer muatan.

Studi voltametri siklik dari PPy–HNZ dan PPy–HY yang disintesis menunjukkan sinyal redoks PPy yang terdefinisi dengan baik termasuk dalam HNZ, dibandingkan dengan komposit HY PPy dengan zeolit ​​3A (3A), dan poliamida 6 (PA): pelet iePPy_3A50, PA20_PPy13_3A50 lm, dan PA20_PPy13_3A50 berkas serat elektrospun, untuk empat uap kimia yang merupakan komponen umum pernis: aseton, metil etil keton(MEK), metanol, dan toluena. Sensitivitas listrik dari empat bahan penginderaan terhadap uap aseton, MEK, metanol, dan toluena, pada 3 vol% dalam N2 dicatat.

Dalam kondisi ini pelet PPy_3A50 dan PA20_PPy13_3A50 lm menunjukkan selektivitas tertinggi terhadap metanol relatif terhadap tiga uap kimia lainnya, sedangkan bundel serat elektrospun PA20_PPy13_3A50 relatif tidak sensitif terhadap semua uap kimia. Untuk serat PA20_PPy13_3A50 yang tidak sensitif, partikel PPy yang menghantarkan terlalu jauh satu sama lain; hal ini menyebabkan tidak hanya konduktivitas listrik spesifik yang buruk dari material, tetapi juga sensitivitas listrik yang rendah dari efek pembengkakan.

Percobaan PPy

Data penelitian melaporkan sintesis dan sifat penginderaan kelembaban dari polipirol yang didoping nikel oksida (NiO) enkapsulasi dalam silika mesopori SBA-15. Morfologi permukaan SBA-15 dan NiO-PPy/SBA-15 yang disintesis diamati dengan pemindaian mikroskop elektron (SEM). Untuk SBA-15 yang rapi, morfologinya terdiri dari beberapa batang pendek.

Diameter batang ini sekitar 300 nm. Namun, ketika PPy dienkapsulasi ke dalam SBA-15, diperoleh morfologi sekelompok batang. Dari Gambar 11b terlihat jelas bahwa morfologi ini mirip dengan morfologi SBA-15 murni. Hasil ini menunjukkan secara tidak langsung enkapsulasi NiO-PPy yang berhasil ke dalam saluran SBA-15. Mereka menyelidiki mekanisme sensitivitas dengan analisis arus searah (dc) dan arus bolak-balik (ac).

Dalam analisis arus searah (dc) tegangan operasi adalah 1 V, dan variasi arus pada kondisi kelembaban rendah dan kelembaban tinggi. Di lingkungan dengan kelembaban rendah , arus menurun secara linier dengan bertambahnya waktu. Hal ini menunjukkan bahwa hanya satu jenis pembawa yang mendominasi konduksi di lingkungan dengan kelembaban rendah. Mereka menyarankan bahwa pembawa ini adalah elektron.

Ketika kelembaban menjadi tinggi, puncak lain diperoleh pada kurva. Puncaknya menjadi lebih tinggi ketika kelembaban meningkat. Fenomena ini menunjukkan bahwa jenis pembawa lain mengambil bagian dalam konduksi dan fungsinya diperkuat dengan meningkatnya kelembaban. Mereka menyimpulkan bahwa partikel konduktif utama dalam kelembaban tinggi adalah ion. Kecepatan transmisi ion lebih rendah daripada elektron.

Ahli mensintesis polipirol/klinoptilolit (PPy/CL) nanokomposit dan menyelidiki efisiensinya untuk menghilangkan (II) dari larutan berair dalam percobaan batch. Pengaruh berbagai faktor seperti pH larutan, waktu kontak, dan konsentrasi larutan Ni(II) terhadap efisiensi penyisihan diselidiki. Kondisi optimum untuk efisiensi penyisihan yang tinggi termasuk penyesuaian nilai pH larutan menjadi 4, menggunakan nanokomposit untuk jangka waktu sekitar 24 jam.

Pengaruh waktu kontak, dan pH pada efisiensi penyisihan Ni(II). Mereka menyimpulkan bahwa, isoterm Freundlich memiliki korespondensi yang lebih baik dengan temuan eksperimental daripada dengan Langmuir dan mekanisme adsorpsi nanokomposit didefinisikan oleh kedua chelating dan pertukaran ion.

Peneliti lain juga mensintesis polipirol/zeolit ​​terfungsionalisasi tiol Beta/MCM-41 jenis mesopori silika nanokomposit (PPy/SH-Beta/MCM-41), dan menyelidiki kemampuannya untuk adsorpsi Hg2+ dari larutan berair dan air limbah industri. Untuk tujuan ini, zeolit ​​Beta/MCM-41 dimodifikasi oleh 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTMS), dan kemudian nanokomposit PPy/SH-Beta/MCM-41 dibuat dengan polimerisasi oksidatif in situ dari monomer pirol dengan adanya SH-Beta/MCM- 41. Perhitungan parameter termodinamika (DH,DS, dan DG) mengungkapkan bahwa adsorpsi ion merkuri ke PPy/SH-Beta/MCM-41 adalah proses endotermik dan spontan.

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.