Polimer Konduktif/Zeolit​​(Nano-) Komposit: Bahan Yang Kurang Tereksploitasi

Zeolit ​​adalah kelompok besar alami dan sintetis, aluminosilikat terhidrasi (AS) dari unsur golongan I dan golongan II, khususnya, natrium, kalium, magnesium, kalsium, stron-tium, dan barium. Mereka memiliki jaringan tiga dimensi [AlO4]5 dan [SiO4]4 yang terhubung secara tetrahedral satu sama lain dengan berbagi semua atom oksigen.

Zeolit Alam

Zeolit ​​terbentuk di alam sebagai hasil peleburan lava vulkanik dan air laut jutaan tahun yang lalu, mengandung aluminosilikat terhidrasi alkali dan alkali tanah. Namun, alam membutuhkan 50.000 hingga 50.000 tahun untuk menyelesaikan reaksi. Ada lebih dari 45 jenis mineral zeolit ​​alam yang telah diidentifikasi dan lebih dari 150 zeolit ​​telah disintesis.

Jenis zeolit ​​alam yang paling umum adalah analcim, chabazite, clinoptilolite, erionite, mor-denite, dan phillipsite sedangkan untuk zeolit ​​sintetis; yang paling umum adalah zeolit ​​A, X, Y, dan ZSM-5. Zeolit ​​sintetis memiliki jangkauan sifat yang lebih luas dan rongga yang lebih besar daripada rekan-rekan alami mereka. Selain itu, sintetis tentu saja dapat dibuat dalam keadaan seragam, fase murni dan memungkinkan untuk membuat struktur zeolit ​​yang diinginkan yang tidak muncul di alam.

Kerangka kristal mereka diatur dalam struktur kisi inter-koneksi yang unik. Rumus kimia umum zeolit ​​adalah Mx/n[(AlO2)x(SiO2)y]$wH2O, di mana Mis adalah kation tanah alkali oralkaline, nis valensi kation, dengan jumlah molekul air per satuan sel, x dan jumlah total tetrahedral per unit sel, dan rasio y/x biasanya memiliki nilai 1 hingga 5.

Dalam beberapa tahun terakhir, zeolit ​​telah menarik banyak perhatian karena ukuran mikro dan nanoporinya yang terdefinisi dengan baik, selektivitas bentuk molekul, luas permukaan spesifik yang besar, keasaman intrinsik, tinggi (hidro) termal, stabilitas kimia, dan berbagai aplikasi komersial dan teknologi seperti saringan molekuler, penukar ion, penyerap, katalis, pembangun deterjen, semen (zeolit ​​alam), penggunaan pertanian, dan penghapusan selektif ion logam berat dari air laut dan air limbah industri.

Nano Komposit

Komposit adalah bahan yang dibuat dari campuran minimal dua komponen yang bila digabungkan akan menghasilkan suatu bahan dengan sifat fisika atau kimia yang berbeda nyata yang lebih unggul dari masing-masing bahan. Ketika fase terdispersi dalam skala nanometer, setidaknya dalam satu dimensi, hibrida disebut komposit nano.

Dalam penggabungan nanokomposit dari beberapa persen nano filler dalam matriks, seringkali sangat meningkatkan sifat fisikokimia, yang jarang ada dalam bahan murni atau komposit konvensional. Peningkatan sifat-sifat ini adalah hasil dari dispersi skala nanometer dari filler dalam matriks.

Dalam hal ini, polimer konduktif/zeolit ​​(nano-)komposit dapat digunakan sebagai bahan hibrid yang bermanfaat dalam berbagai aplikasi komersial dan teknologi seperti sensor, katoda sel, anti korosi, membran, dan penghilangan selektif ion logam berat dari air laut dan air limbah industri. Namun, bahan-bahan ini kurang dieksploitasi dan hanya ada sedikit penelitian yang dilakukan untuk persiapan dan aplikasi polimer konduktif/hibrida zeolit.

Polimer Konduktor

Ini adalah fakta yang menentukan bahwa polimer konduktif intrinsik (ICPs) telah merangsang minat besar atas dasar kepentingannya dalam penelitian ilmiah dasar dan aplikasi industri potensial, karena sifat semikonduktor dan optoelektroniknya yang unik.

Secara khusus, politiofena terkonjugasi (PTh), polipirol (PPy), polianilin (PANI), dan turunannya menonjol sebagai anggota keluarga polimer terkonjugasi yang paling menjanjikan karena perilaku listriknya yang unik, stabilitas lingkungan dan termal yang sangat baik, sintesis berbiaya rendah, dan mekanis. kekuatan.

Polimer konduktor ini memiliki aplikasi potensial dalam pelindung interferensi elektromagnetik (EMI), baterai isi ulang, sensor kimia, sel fotovoltaik, membran pemisahan, matriks imobilisasi biomolekuler, perangkat korosi, dan penyerapan gelombang mikro.

Selain itu, mereka dapat digunakan sebagai pengisi konduktor dalam isolasi matriks polimer dalam persiapan komposit konduktor listrik. Komposit ini menawarkan potensi dalam perisai interferensi elektromagnetik, kemasan elektronik, perangkat layar dan elektroda.

Polimer konduktif dapat disintesis dengan elektrokimia atau oksidasi kimia dari monomer yang sesuai dalam berbagai pelarut organik dan/atau dalam media berair. Proses elektrokimia lebih menguntungkan karena sifat film seperti ketebalan dan konduktivitas dapat dikontrol oleh parameter sintesis seperti rapat arus, substrat, pH, sifat dan konsentrasi elektrolit. Selain itu, keuntungan lain dari pendekatan elektrokimia adalah doping yang simultan, penjeratan molekul dalam polimer konduktif, dan kemudahan sintesis.

Polimer Konduktif / Zeolit ​​​​(Nano-) Komposit

Penggabungan rantai polimer konduktif fungsional di dalam rongga zeolit ​​meningkatkan keselarasannya dan diharapkan dapat memperlambat penuaan dan meningkatkan konduktivitas listriknya. Selanjutnya, keasaman permukaan zeolit ​​memastikan adhesi yang sangat baik dari kedua bahan, dan sistem polimer/zeolit ​​konduktif menggabungkan mobilitas elektronik cepat dari polimer dengan kemampuan zeolit ​​untuk mengakomodasi kation yang dapat ditukar ke dalam strukturnya.

Polimer konduktif/komposit zeolit ​​(nano-) dapat dibuat dengan empat rute berbeda:

(i) monomer dilarutkan dalam pelarut organik dan melalui proses difusi dienkapsulasi ke dalam rongga zeolit, dan kemudian rantai polimer dibentuk menjadi rongga zeolit ​​dengan metode polimerisasi oksidasi,

(ii) zeolit ​​yang memiliki ion pengoksidasi, seperti Fe(III) atau Cu(II) yang masing-masing terpapar monomer dan uap asam,

(iii) pencampuran mekanis polimer konduktif dan bubuk zeolit, dan

(iv) polimerisasi in situ dari monomer yang sesuai dengan adanya zeolit, yang memungkinkan polimer terbentuk di dalam saluran zeolit ​​dan juga di luar rongga zeolit.

Di antara prosedur yang disebutkan untuk sintesis polimer konduktif/komposit zeolit ​​​​(nano-), dua metode khusus (i dan ii) lebih menarik karena rantai polimer dapat disintesis ke dalam rongga zeolit ​​​​dalam domain ukuran nanometer dan dapat ditingkatkan elek- tronik, mekanik, kimia, dan sifat optik karena pengorganisasian rantai polimer dalam skala nanometer. Semua prosedur untuk sintesis polimer konduktif/komposit zeolit ​​​​(nano-), sifat materialnya, dan aplikasinya dibahas pada bagian berikut.

Aplikasi Polimer

Berbagai aplikasi polimer penghantar listrik dalam beberapa tahun terakhir telah menyebabkan penelitian yang cepat di lapangan. Misalnya, polimer konduktor dapat digunakan sebagai komponen aktif dalam banyak aplikasi teknologi seperti dioda pemancar cahaya (LED), sel surya, sensor dan aktuator.

Di antara polimer konduktor, polipirol (PPy) telah menerima minat yang cukup besar karena stabilitas kimianya yang sangat baik, konduktivitas dan biokompatibilitasnya. Selain itu, dapat dengan mudah disintesis dengan biaya yang wajar dengan metode basah seperti metode oksidasi kimia.

Sayangnya, PPy mengalami beberapa masalah seperti sifat rapuh, tidak larut, dan tidak dapat meresap karena struktur tulang punggung terkonjugasinya yang kaku. Sifat-sifat ini telah membuatnya menjadi tantangan untuk menghasilkan solusi dan pemrosesan lelehan dari bahan yang disintesis.

Selain itu, konduktivitas bahan menurun dari waktu ke waktu atau oleh lingkungan, yaitu penuaan. Untuk mengatasi masalah yang disebutkan di atas, beberapa padatan anorganik telah dimasukkan ke dalam sistem PPy. Hal ini telah menghasilkan fabrikasi material komposit yang memiliki karakteristik semikonduktor yang stabil dari polimer konduktor dan sifat mekanik dan kimia dari komponen anorganik.

Kombinasi polimer penghantar dan padatan anorganik yang memiliki struktur berlapis dan berpori merupakan salah satu strategi untuk mendapatkan komposit dengan sifat fisikokimia yang baru. Zeolit, bahan mikropori aluminosilikat dengan kerangka tiga dimensi, dianggap sebagai kandidat yang baik untuk tugas ini.

Hal ini karena strukturnya yang terdiri dari pori-pori, saluran dan sangkar dengan bentuk dan dimensi yang berbeda dalam skala nanometer menjadikannya sebagai inang yang menjanjikan untuk melakukan rantai polimer. Beberapa gugus fungsi ionik dari zeolit ​​dapat bertindak sebagai dopan dalam host yang melakukan matriks polimer selama proses sintesis yang akan mengontrol sifat listriknya yang penting untuk aplikasi elektronik dan fotonik.

Selain itu, keasaman permukaan zeolit ​​memberikan daya rekat yang sangat baik antara kedua bahan, yaitu polimer konduktor dan zeolit. Fitur-fitur ini dapat menghasilkan kombinasi mobilitas elektronik yang cepat dari polimer konduktor dengan kemungkinan mengakomodasi kation yang dapat ditukar dari zeolit ​​​​ke struktur polimer konduktor. Oleh karena itu, komposit polimer/zeolit ​​konduktor diharapkan menunjukkan peningkatan sifat listrik, termal, mekanik dan penginderaan.

Sintesis komposit zeolit ​​juga menarik perhatian dalam aplikasi bio-absorbansi. Misalnya, perlakuan hidrotermal digunakan untuk membuat zeolit/kitosan kelapa sawit aktif dan komposit karbon aktif zeolit. Selain itu, zeolit ​​​​disintesis dari abu limbah kelapa sawit dan direndam dengan ion Li untuk digunakan sebagai katalisis yang mengubah gliserol produk samping biodiesel menjadi gliserol karbonat.

Kopling antara PPy dan bahan zeolit ​​nanopori telah menarik perhatian yang signifikan karena monomer PPy, yaitu pirol, cukup kecil untuk menampung ke dalam saluran dan pori-pori zeolit. Ditemukan bahwa 9,18% PPy yang dimasukkan ke dalam sistem inang zeolit ​​klinoptilolit alam meningkatkan konduktivitas sebesar 1,3 kali lipat dari PPy murni. Ditemukan juga bahwa pengenalan 0,1% PPy ke dalam kerangka host zeolit ​​H-Beta yang disintesis telah meningkatkan konduktivitas listrik sistem sebesar 0,8 kali lebih tinggi daripada PPy.

Sebagian besar karya sebelumnya telah memulai penyelidikan komposit zeolit ​​​​yang diperkenalkan dengan jumlah PPy yang berbeda. Studi listrik sebelumnya telah menunjukkan bahwa konduktivitas listrik PPy dapat ditingkatkan dengan memasukkan zeolit ​​N (LNZ) tipe Linde ke dalam PPy.

Oleh karena itu, ada kebutuhan untuk mengevaluasi sifat fisik keseluruhan sistem inang PPy yang digabungkan dengan jumlah zeolit ​​yang berbeda. Sifat fisik komposit PPy/zeolit ​​diperkirakan bervariasi sesuai dengan komposisi unsur, tekstur, sifat berpori dan gugus fungsi ionik zeolit ​​yang digunakan yang dapat berperan sebagai dopan dalam sistem PPy.

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.