Sintesis Zeolit Chabazit Termodifikasi Zn2+ melalui Interkonversi Zeolit-Y untuk Adsorpsi CO2

Ely, Muhammad Iqram Febriansyah (2026) Sintesis Zeolit Chabazit Termodifikasi Zn2+ melalui Interkonversi Zeolit-Y untuk Adsorpsi CO2. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5004221144-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Zeolit chabazite (CHA) telah menarik perhatian sebagai adsorben CO2 karena memiliki ukuran pori yang sesuai dengan diameter kinetik molekul CO2 serta afinitas yang baik terhadap molekul CO2. Pada penelitian ini, zeolit CHA berhasil disintesis dari zeolit-Y melalui metode interzeolite transformation (IZT) tanpa penggunaan organic structure directing agent (OSDA) pada variasi suhu hidrotermal 95, 110, 120, dan 140 °C. Hasil penelitian menunjukkan bahwa suhu hidrotermal optimum diperoleh pada 120 °C dengan kristalinitas CHA terbaik. Selanjutnya, modifikasi Zn berhasil dilakukan melalui metode pertukaran ion dengan variasi loading Zn sebesar 7,5; 15; dan 30%. Zn-CHA 15 menunjukkan performa adsorpsi terbaik dengan peningkatan kapasitas adsorpsi CO2 sebesar 147,39% dibandingkan CHA tanpa modifikasi pada kondisi 1 bar dan 303 K. Studi kinetika adsorpsi menunjukkan bahwa adsorpsi CO2 pada CHA dan Zn-CHA 15 mengikuti model orde pertama semu. Analisis kesetimbangan adsorpsi menunjukkan bahwa model isoterm Dubinin-Radushkevich (D-R) memberikan kecocokan terbaik pada CHA dan model Langmuir pada Zn-CHA 15. Studi termodinamika menunjukkan bahwa proses adsorpsi CO2 pada CHA dan Zn-CHA 15 berlangsung secara eksotermis. Nilai energi bebas Gibbs (ΔG) yang negatif menunjukkan bahwa proses adsorpsi berlangsung secara spontan. Nilai perubahan entropi yang negatif menunjukkan terjadinya penurunan derajat kebebasan molekul CO2 selama proses adsorpsi. Selain itu, energi aktivasi yang bernilai negatif pada seluruh material menunjukkan bahwa proses adsorpsi lebih menguntungkan pada suhu rendah, dan modifikasi Zn mampu menurunkan hambatan energi adsorpsi. Kombinasi struktur mikropori CHA dan keberadaan situs aktif Zn menghasilkan adsorben dengan afinitas yang lebih tinggi terhadap CO2, sehingga Zn-CHA 15 menunjukkan potensi untuk dikembangkan sebagai adsorben CO2.
==================================================================================================================================
Chabazite (CHA) zeolite has attracted considerable attention as a CO2 adsorbent because of its pore size being well matched to the kinetic diameter of CO2 molecules and its high affinity toward CO2. In this study, CHA zeolite was successfully synthesized through zeolite-Y interconversion without the use of an organic structure-directing agent (OSDA) at hydrothermal temperatures of 95, 110, 120, and 140 °C. The results revealed that the optimum hydrothermal temperature was 120 °C, producing the highest crystallinity of CHA. Subsequently, Zn modification was successfully performed through the ion-exchange method with Zn loadings of 7.5, 15, and 30%. Among the prepared samples, Zn-CHA 15 exhibited the best adsorption performance, showing a 147.39% increase in CO2 adsorption capacity compared with pristine CHA at 1 bar and 303 K. Adsorption kinetics studies indicated that CO2 adsorption on both CHA and Zn-CHA 15 followed the pseudo first order model. Equilibrium analysis showed that the Dubinin-Radushkevich (D-R) isotherm model provided the best fit for CHA, while the Langmuir model best described Zn-CHA 15. Thermodynamic studies revealed that CO2 adsorption on both materials proceeded exothermically, with negative Gibbs free energy (ΔG) values confirming spontaneous adsorption. Negative entropy changes reflected a decrease in the degrees of freedom of CO2 molecules during adsorption. Furthermore, negative activation energies across all materials indicated that adsorption is more favorable at lower temperatures, and Zn modification reduced the energy barrier for adsorption. The combination of CHA microporous structure and Zn active sites renders Zn-CHA 15 a promising candidate for CO2 adsorbent development.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Adsorpsi CO2, Interzeolite Transformation, Konversi Zeolit-Y, Pertukaran ion Zn2+, Zeolit CHA, CHA Zeolite, CO2 Adsorption, Interzeolite Transformation, Zeolite-Y Conversion, Zn2+ Ion Exchange
Subjects:	Q Science Q Science > QD Chemistry Q Science > QD Chemistry > QD481 Chemical structure. Q Science > QD Chemistry > QD502 Chemical kinetics
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Muhammad Iqram Febriansyah Ely
Date Deposited:	01 Aug 2026 01:34
Last Modified:	01 Aug 2026 01:34
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/140754

Actions (login required)

View Item