Sintesis Material Fungsional Berbasis Silika dan Aplikasinya

Ajiz, Hendrix Abdul (2024) Sintesis Material Fungsional Berbasis Silika dan Aplikasinya. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 7008202001-Dissertation.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2026. Download (12MB) | Request a copy

Abstract

Silika sebagai material dengan sifat mekanik yang kuat dan memiliki karakteristik yang dapat distrukturisasi, dimodifikasi, hingga dibentuk sebagai material komposit diinvestigasi lebih lanjut. Strukturisasi morfologi partikel silika sebagai material berpori dilakukan dengan menggunakan metode konsekutif sol-gel spray drying dalam satu tahap sintesis. Sodium silikat digunakan sebagai sumber silika dan sodium lauryl sulfat (SLS) digunakan sebagai templat. Luas permukaan partikel yang dihasilkan memiliki hubungan yang linear terhadap konsentrasi SLS. partikel silika yang diaplikasikan sebagai adsorben zat warna methylene blue memiliki kapasitas adsorpsi sebesar 142,9 mg/g mendekati karbon nanofiber dengan kapasitas adsorpsi sebesar 149,3 mg/g. Sintesis partikel silika berpori dipengaruhi secara langsung oleh konsentrasi prekursor dan kondisi operasi spray drying. Meningkatnya luas permukaan partikel silika seiring dengan meningkatnya konsentrasi SLS diakibatkan adanya peningkatan aktivitas pembentukan pori oleh SLS. Tingginya luas permukaan yang ditunjukkan dari morfologi partikel berpori dan sifatnya yang dapat dimofifikasi sehingga selektif tehadap molekul suatu senyawa tertentu menjadikannya sesuai untuk diaplikasikan sebagai carbon capture. Modifikasi permukaan dilakukan dengan menggunakan metode ex-situ dan in-situ. Jenis modifiying agent divariasikan dengan menggunakan basis aminopropyl dan selulosa yang dilarutkan dalam dua jenis yang berbeda yakni: DMSO/NH4OH dan NaOH/urea. Modifikasi menggunakan aminopropyl secara ex-situ menunjukkan loading amine yang lebih kecil sebesar 0,9610 mmol/gram silika dibandingkan dengan metode in-situ yang mencapai 1,2845 mmol/gram. Silika yang termodifikasi melalui in-situ menghasilkan kinerja adsorpsi gas CO2 yang lebih tinggi hingga 2,32 mmol/gram silika dibandingkan melalui ex-situ dengan kandungan amina yang lebih rendah hanya 2,28 mmol/gram silika pada tekanan atmosfer. Modifikasi berbasis selulosa dengan sistem pelarut DMSO/NH4OH dan NaOH/urea yang dilakukan melalui metode in-situ menunjukkan nilai loading amine yang merata. Peningkatan konsentrasi SLS sebagai agen pengontrol morofologi menunjukkan perubahan bentuk partikel dengan kecenderungan yang berbeda tergantung dari jenis modifiying agent yang digunakan. Adsorben silika termodifikasi selulosa dengan sistem pelarut NaOH/urea memiliki kemampuan adsorpsi gas CO2 yang lebih tinggi mencapai 12,85 mmol/gram silika jika dibandingkan dengan menggunakan sistem pelarut DMSO/NH4OH yang hanya sebesar 5,32 mmol/gram silika. Secara keseluruhan menunjukkan bahwa modifiying agent berbasis selulosa memiliki kemampuan kinerja sebagai carbon capture yang lebih baik daripada aminopropyl. Hal tersebut menunjukkan kuantitas amina yang dapat tercangkok pada permukaan partikel berpengaruh secara langsung terhadap kinerja yang dihasilkan. Dalam bidang konservasi energi, silika berperan sebaga stabilizer ZnO quantum dots (QDs) sebagai material fotoluminescence. Silika sebagai matriks padat yang berifat transparan dapat memberikan kestabilan terhadap karakteristik fungsional ZnO QDs baik dalam fase koloid maupun dalam bentuk partikel kompositnya. Penambahan SiO2 menunjukkan fotoluminesensi yang bergantung pada panjang gelombang eksitasi. Selain itu juga, penambahan SiO2 dapat meningkatkan intensitas fotoluminesensi tanpa menggeser puncak emisi. Jumlah nanopartikel silika yang cukup untuk menjebak nanopartikel ZnO dalam droplet merupakan faktor penting selain ukuran dan keseragaman partikel yang menyebabkan tingginya intensitas emisi PL.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	Aerosol, Silika, Morfologi, Surfaktan anionik, Carbon capture, Selulosa, Fotoluminesensi, Oksida logam, Organosilan. Aerosols, Silica, Morphology, Anionic Surfactants, Carbon capture, Cellulose, Photoluminescence, Metal oxides, Organosilane.
Subjects:	T Technology > TP Chemical technology T Technology > TP Chemical technology > TP245.S5 Silica gel. T Technology > TP Chemical technology > TP994 Surface active agents.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	Hendrix Abdul Ajiz
Date Deposited:	07 Feb 2024 08:28
Last Modified:	07 Feb 2024 08:28
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/106410

Actions (login required)

View Item