Pemanfaatan Limbah Botol Plastik Polyethyelene Terephthalate (PET) Sebagai Membran Dan Modifikasinya Untuk Pengolahan Air Dan Pemisahan Gas

Ali, Badrut Tamam Ibnu (2023) Pemanfaatan Limbah Botol Plastik Polyethyelene Terephthalate (PET) Sebagai Membran Dan Modifikasinya Untuk Pengolahan Air Dan Pemisahan Gas. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 7004201001_Dissertation.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 September 2025. Download (8MB) | Request a copy

Abstract

Pencemaran lingkungan yang diakibatkan oleh limbah plastik PET menjadi masalah serius berbagai negara di dunia. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan membran dari limbah prlastik PET untuk pengolahan air dan pemisahan gas. Untuk mendapatkan membran PET dengan kinerja tinggi, membran dimodifikasi dengan penambahan aditif jenis garam anorganik (LiCl) dan jenis polimer (PEG-400) untuk pengolahan air dan dengan pengisi (zeolit-NaY) serta teknik penggabungan (blending) dengan polimer pebax untuk pemisahan gas. Pendekatan komputasi dilakukan juga pada penelitian ini untuk memilih pelarut yang tepat untuk PET. Preparasi membran dilakukan dengan teknik inversi fasa nonsolvent induced phase separation. Berdasarkan hasil perhitungan komputasi dengan metode DFT/B3LYP/def2-SVP dan conductor-like polarizable continuum model, pelarut fenol merupakan pelarut terbaik untuk PET karena memiliki nilai energi solvasi paling rendah (-101,879 Kjmol-1) dan energi ikat paling tinggi (2,4 Kjmol-1) dibanding pelarut organik lainnya. Hasil penelitian menunjukkan membran PET termodifikasi LiCl mampu menjernihkan air dengan kualitas memenuhi standar dari Permenkes Nomor 32 Tahun 2017. Kualitas air tersebut mencapai kekeruhan sebesar 1,42 NTU, 374 ppm untuk TDS, 37 ppm untuk TSS, 2,45 ppm untuk COD, dan 1,24 ppm untuk BOD dari air sungai yang sebelum proses penyaringan dengan membran menunjukkan kekeruhan sebesar 400 NTU, 506 ppm untuk TDS, 793 ppm untuk TSS, 17,05 ppm untuk COD, dan 6,94 ppm untuk BOD. Selain itu, untuk aplikasi pemisahan gas membran PET dengan penambahan Pebax 9% menunjukkan peningkatan permeabilitas pada gas CO2, CH4 dan H2 berturut-turut sebesar 750±0,06, 600±0,21, dan 2500±0,31%. Pada pemisahan CO2/CH4, membran PET-PBX 9% memiliki permeabilitas CO2 tertinggi dengan peningkatan sebesar 21±0,03% dari membran PET tanpa Pebax. Penambahan zeolit-NaY mampu menghasilkan peningkatan permeabilitas gas CO2 sebesar 1044 ± 0,20 % dari membran PET tanpa zeolit.
========================================================================================================================
Environmental pollution caused by PET plastic waste is a serious problem in many countries. This study aims to produce membranes from PET plastic waste for water treatment and gas separation. The PET membrane was modified to obtain high-performance PET membranes by adding inorganic salt (LiCl) and polymer (PEG-400) additives for water treatment and with fillers (zeolite-NaY), as well as blending techniques with pebax polymers for gas separation. This study also used a computational approach to choose the right solvent for PET. Membrane preparation was carried out using the nonsolvent-induced phase separation technique. Based on the results of computational calculations using the DFT/B3LYP/def2-SVP method and the conductor-like polarizable continuum model, phenol solvent is the best solvent for PET because it has the lowest solvation energy value (-101.879 Kjmol-1) and the highest binding energy (2.4 Kjmol-1) compared to other organic solvents. The results showed that the LiCl-modified PET membrane could purify water with a quality that met the standards of Permenkes Number 32 of 2017. The water quality reached turbidity of 1.42 NTU, 374 ppm for TDS, 37 ppm for TSS, 2.45 ppm for COD, and 1.24 ppm for BOD from river water which before the membrane filtering process showed turbidity of 400 NTU, 506 ppm for TDS, 793 ppm for TSS, 17.05 ppm for COD, and 6.94 ppm for BOD. In addition, for gas separation applications, PET membranes with the addition of 9% Pebax showed an increase in permeability to CO2, CH4, and H2 gases, respectively 750 ± 0.06, 600 ± 0.21, and 2500 ± 0.31%. In the CO2/CH4 separation, the 9% PET-PBX membrane had the highest CO2 permeability with an increase of 21 ± 0.03% compared to the PET membrane without Pebax. Zeolite-NaY increased the permeability of CO2 gas by 1044 ± 0.20% compared to the PET membrane without zeolite.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	Limbah Botol Plastik PET, Pemilihan Pelarut, Modifikasi Membran, Pengolahan Air, Pemisahan Gas PET Plastic Bottle Waste, Solvent Selection, Membrane Modification, Water Treatment, Gas Separation
Subjects:	T Technology > TP Chemical technology > TP159.M4 Membranes (Technology) T Technology > TP Chemical technology > TP248.25.M45 Membrane reactors T Technology > TP Chemical technology > TP248.25.M46 Membrane separation
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	Badrut Tamam Ibnu Ali
Date Deposited:	04 Aug 2023 07:19
Last Modified:	04 Aug 2023 07:19
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/101351

Actions (login required)

View Item