Analisis Pembentukan Partikel Makropori Pada Spray Pyrolysis

Tyassena, Flaviana Yohanala Prista (2015) Analisis Pembentukan Partikel Makropori Pada Spray Pyrolysis. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
Preview
Text
2312201203-Master Thesis.pdf - Published Version

Download (5MB) | Preview

Abstract

Partikel makropori telah diaplikasikan dalam berbagai bidang seperti seperti katalis, membran pemisahan dan pemurnian, microelectronic, dan elektroda fuel cell, untuk memperluas permukaannya. Pada penelitian ini akan dibuat partikel makropori yang pada khususnya ingin diaplikasikan pada fuell cell atau katalis. Partikel makropori memiliki pori yang lebih besar dibandingkan dengan partikel mikropori atau mesopori, sehingga perpindahan massa di dalam partikel tersebut akan lebih mudah dan nilai hambatan difusivitasnya lebih kecil. Metode yang akan digunakan dalam sintesa partikel adalah metode sacrificial template, dengan polystyrene sebagai template dan zirkonia sebagai partikel utama. Sacrificial template dipilih karena mudah, dapat mengatur porositas, distribusi ukuran pori, dan morfologi pori dari partikel yang dihasilkan melalui pemilihan partikel templatenya. Sedangkan polystyrene yang nantinya akan digunakan sebagai template dibuat dengan metode konvensional, yakni melalui pengadukan dengan magnetic stirer. Sintesa polystyrene ini dilakukan dengan menggunakan KPS (Kalium Persulfat) sebagai inisiator, tanpa menggunakan surfaktan. Pada pembuatan polystyrene ini akan dilihat pengaruh waktu pengadukan, jumlah penambahan styrene, dan jumlah inisiator. Untuk penghilangan template, dipilih metode spray pyrolysis karena relatif mudah, ukuran partikel yang dihasilkan dapat dikontrol, dan dapat diaplikasikan secara kontinyu. Ultrasonic nebulizer digunakan untuk menghasilkan droplet dari larutan prekursor yang terdiri dari campuran koloid polystyrene dan larutan ZrCl4 dengan konsentrasi tertentu. Droplet ini akan dibawa oleh udara menuju reaktor yang dipanaskan dengan tubular furnace sehingga akan terbentuk partikel makropori yang akan ditangkap oleh electrostatic precipitator. ZrCl4 dengan pemanasan suhu tinggi akan bereaksi dan menghasilkan partikel ZrO2 yang bersifat kristal. Untuk mencoba hal tersebut larutan ZrCl4 tanpa polystyrene terlebih dahulu disintesa dengan spray pyrolysis menggunakan beberapa variasi suhu furnace. Beberapa parameter seperti laju alir, diameter pipa, ukuran template, dan konsentrasi template terhadap prekursor dicoba divariasikan untuk mengetahui dampaknya terhadap morfologi partikel yang dihasilkan. SEM (Scanning Electron Microscope) digunakan untuk menganalisa morfologi partikel sedangkan XRD (X-ray Diffraction) untuk menganalisa fase kristal dan diameter kristal yang dihasilkan. ============================================================================================ Macroporous particles have been applied in various fields such as catalysts, separation and purification membrane, microelectronic, and fuel cell electrodes, to expand its surface. This study was aimed to produce macroporous particles which in particular will be applied in fuel cells or catalyst. Macroporous particles have the largest pores, so that the mass transfer inside the particles will be bigger and diffusivity barriers value will be less. Sacrificial template method was used in the synthesis of particles, with polystyrene as template and zirconia as the primary particles. It was chosen because it is easy and can control porosity, pores size distribution, and pores morphology. While polystyrene which would be used as a template prepared by conventional methods, by stirring with a magnetic stirrer. Polystyrene spheres had been synthesized using potassium persulphate (KPS) as initiators without using any surfactant or stabilizing agent. The influences of mixing time, ammount of styrene monomers, and ammount of initiators were studied in this research. Spray pyrolysis method was selected for removing the template, because it is relatively easy, can control the particle size, and can be applied continuously. Ultrasonic nebulizer was used to generate droplets from precursor solution consisting of a mixture of colloidal polystyrene and ZrCl4 solution with a certain concentration. These droplets would be carried by air to the reactor which was heated by tubular furnace. Macroporouss particles would be formed inside the reactor, then captured by the electrostatic precipitator. ZrCl4 by high temperature heating would react and produce crystalline ZrO2 particles. ZrCl4 solution was synthesized previously without any polystyrene by spray pyrolysis using some variations of the furnace temperature. The influences of carrier gas flow rate, pipe diameter, template size, and template concentration in precursor solution in the obtained particles morphology would be observed. Scanning Electron Microscope (SEM) was used to analyze partcles morphology, while X-Ray Diffraction (XRD) was used to analyze crystal phase and crystal size.

Item Type: Thesis (Masters)
Additional Information: RTK 668.423 3 Tya a
Uncontrolled Keywords: partikel makropori, spray pyrolysis, template polystyrene, zirkonia
Subjects: Q Science > QD Chemistry > QD501 Catalysis. Catalysts.
T Technology > TP Chemical technology > TP156 Crystallization. Extraction (Chemistry). Fermentation. Distillation
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Chemical Engineering > (S2) Master Theses
Depositing User: Mr. Tondo Indra Nyata
Date Deposited: 12 Jun 2017 03:14
Last Modified: 12 Jun 2017 03:14
URI: http://repository.its.ac.id/id/eprint/41591

Actions (login required)

View Item View Item