Optimasi Dispersi Filler Fe3O4/Zeolit-NaY dalam Mixed Matrix Membrane Berbasis PVDF

Hanifah, Rifdah (2024) Optimasi Dispersi Filler Fe3O4/Zeolit-NaY dalam Mixed Matrix Membrane Berbasis PVDF. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5004201152-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Polutan organik dalam air limbah adalah bahan-bahan yang berasal dari sisa makanan, deterjen, dan bahan-bahan organik yang tidak terurai secara sempurna. Filtrasi membran merupakan suatu metode yang unggul dalam mengurangi kadar air limbah. Namun, metode ini hanya mampu memisahkan polutan, yang berarti polutan yang disaring harus menjalani pengolahan tambahan. Oleh karena itu, mixed matrix membrane (MMM) dengan filler katalis yang diintegrasikan dengan reaksi Fenton merupakan solusi yang efektif dan efisien untuk memisahkan dan mendegradasi MB dalam air limbah. Pada penelitian ini membran komposit disintesis menggunakan metode inversi fasa. Penelitian ini bertujuan untuk memvariasikan proses urutan fabrikasi terhadap kinerja membran yang diberi kode K_PVDF untuk proses fabrikasi yang diawali dengan dispersi komposit dan P_KFeZ4 untuk fabrikasi yang diawali dengan pelarutan polimer. MMM yang dihasilkan kemudian dikarakterisasi menggunakan FTIR, XRD, SEM, WCA. Hasil dari kedua variasi menunjukkan pola XRD dan spektra FTIR hanya untuk puncak PVDF yang disebabkan oleh konsentrasi Fe3O4/Zeolit-NaY yang lebih rendah. Data SEM permukaan kedua membran K_PVDF dan P_KFeZ4 menunjukkan adanya partikel pada permukaan. Akan tetapi, hasil EDX membran K_PVDF 0,5% menunjukkan dispersi filler yang lebih terdistribusi merata dibandingkan P_KFeZ4 0,5% yang terlihat adanya penumpukan Fe pada membran. Peningkatan jumlah katalis pada variasi
K_PVDF, menghasilkan nilai WCA yang lebih tinggi dari 80,41° menjadi 82,7°, yang menyebabkan penurunan fluks air dari 23,529 menjadi 11,022 L.m-2.h-1. Sebaliknya, untuk variasi P-KFeZ4, nilai WCA menurun dari 86,81° menjadi 81,09° sedangkan fluks air meningkat dari 13,181 menjadi 40,122 L.m-2.h-1. Berdasarkan uji rejeksi membran dengan metilen biru 10 ppm, variasi K-PVDF dapat mendegradasi MB hingga 97,83%, sedangkan variasi P_KFeZ4 hanya mencapai 95,32%. membran dengan ukuran pori yang lebih besar dan terdistribusi merata meningkatkan nilai sudut kontak yang juga meningkatkan kemampuan membran melewati air sebanding dengan tingginya persentase rejeksi yang diperoleh. Oleh karena itu pada penelitian ini dapat disimpulkan bahwa proses fabrikasi yang diawali oleh dispersi komposit (K_PVDF) memiliki kinerja yang lebih optimum dibandingkan membran yang diawali dengan proses fabrikasi dispersi polimer (P_KFeZ4).
========================================================================================================================
Organic pollutants in wastewater are materials derived from food waste, detergents, and incompletely decomposed organic materials. Membrane filtration is an excellent method of reducing wastewater levels. However, it is only capable of separating pollutants, which means the filtered pollutants must undergo additional treatment. Therefore, a Mixed Matrix Membrane (MMM) with catalyst filler integrated with the Fenton reaction is an effective and efficient solution to separate and degrade MB in wastewater. In this study, the composite membrane was synthesized using the phase inversion method. This study varies the fabrication sequence process on membrane performance-coded K_PVDF for fabrication that begins with composite dispersion and P_KFeZ4 for fabrication that begins with polymer dissolution. The resulting MMMs were then characterized using FTIR, XRD, SEM, and WCA. The results of both variations showed XRD patterns and FTIR spectra only for PVDF peaks caused by lower Fe3O4/Zeolite-NaY concentrations. SEM surface area data for both K-PVDF and P-KFeZ4 membranes showed the presence of particles on the surface. However, the EDX results of the 0.5% K_PVDF membrane showed a more evenly distributed filler dispersion compared to P_KFeZ4, which showed a buildup of Fe on the membrane. Increasing the amount of catalyst in the K_PVDF variation resulted in higher WCA values from 80.41 to 82.7°, which caused a decrease in water flux from 23.529 to 11.022 L.m-2.h-1. In contrast, for the P_KFeZ4 variation, the WCA value decreased from 86.81° to 81.09° while the water flux increased from 13.181 to 40.122 L.m-2.h-1. Based on the membrane rejection test with 10 ppm MB, the K_PVDF variation can degrade MB up to 97.83%, while the P_KFeZ4 variation only reaches 95.32%. Membranes with larger and evenly distributed pore sizes increase the contact angle value, which also increases the ability of the membrane to pass water proportional to the high percentage of rejection obtained. Therefore, in this study, it can be concluded that the fabrication process initiated by the composite dispersion (K_PVDF) has a higher optimum performance than the membrane initiated by the polymer dispersion fabrication process (P_KFeZ4).

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Air Limbah, Reaksi Fenton, Fe3O4/Zeolit-NaY, Mixed Matrix Membrane, PVDF. Wastewater, Fenton Reaction, Fe3O4/Zeolit-NaY, Mixed Matrix Membrane, PVDF.
Subjects:	Q Science > QD Chemistry > Polymerization
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Rifdah Hanifah
Date Deposited:	12 Aug 2024 04:05
Last Modified:	12 Aug 2024 04:05
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/114930

Actions (login required)

View Item