Pengaruh Variasi Penambahan Gaya Magnet Terhadap Posisi Filler dan Kinerja Mixed Matrix Membrane

Safitri, Nabila (2024) Pengaruh Variasi Penambahan Gaya Magnet Terhadap Posisi Filler dan Kinerja Mixed Matrix Membrane. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5004201123_Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2026. Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Polutan organik dalam limbah industri tanpa pengolahan yang tepat dapat menjadi masalah serius bagi ekosistem dan kesehatan manusia. Karena itu, diperlukan metode pengolahan yang efektif agar air limbah yang dibuang tidak mencemari lingkungan. Salah satu metode yang banyak dikembangkan adalah Mixed Matrix Membrane (MMM). Dalam penelitian ini, MMM dengan filler katalis untuk menginisiasi reaksi Fenton dieksplorasi sebagai upaya untuk meningkatkan kinerja membran. Fe3O4 merupakan suatu besi oksida yang umum digunakan dalam reaksi Fenton. Karena sifat magnetiknya, material ini sering mengalami aglomerasi dan sulit terdispersi sebagai filler dalam membran, untuk mengatasi masalah tersebut, Fe3O4 dikompositkan dengan zeolit NaY sebagai support. Membran dengan komposit katalis yang terdispersi sebagai filler umumnya memiliki kinerja yang lebih rendah dibandingkan membran yang dilapisi komposit katalis pada permukaannya, namun membran tersebut akan lebih rentan mengalami leaching. Untuk mengatasi hal ini, penelitian ini mengembangkan MMM dengan filler Fe3O4/Zeolit NaY berbasis PVDF menggunakan metode NIPS dengan penambahan gaya magnet sebelum proses casting untuk mempelajari pengaruh perubahan posisi filler. Hasil analisis menunjukkan bahwa komposit Fe3O4/Zeolit NaY berhasil bermigrasi ke permukaan membran dengan bantuan penambahan gaya magnet selama proses casting. Penambahan filler komposit menghasilkan MMM dengan sudut kontak yang lebih kecil dibandingkan membran PVDF murni, sehingga membran bersifat lebih hidrofilik. Membran dengan variasi gaya magnet di permukaan selama 3 menit (M3) dan konsentrasi komposit tertinggi (1,5%) menunjukkan peningkatan signifikan terhadap hidrofilisitas (sudut kontak 91,83° - 79,76°) dan fluks air (9,98 L.m-2.h-1 – 47,08 L.m-2.h-1). Berdasarkan pengujian kinerja, membran ini juga memiliki persentase rejeksi tertinggi (97-98%) dibandingkan PVDF murni dan MMM lainnya. Nilai rejeksi relatif stabil seiring meningkatnya persen filler dengan nilai fluks MB yang terus meningkat (11,7 L.m-2.h-1 – 36 L.m-2.h-1). Hal ini disebabkan oleh kontak langsung antara MB dengan filler katalis yang mendekati permukaan membran, sehingga reaksi Fenton pada pemisahan polutan menjadi lebih efektif dan membran dapat merejeksi polutan dengan persentase yang tinggi.
==============================================================================================================================
Organic pollutants from industrial effluents without proper treatment can be a serious problem for ecosystems and human health. Therefore, an effective treatment method is needed so that the discharged wastewater does not pollute the environment. One method that is widely developed is Mixed Matrix Membrane (MMM). In this study, MMM with catalyst filler to initiate Fenton reaction was explored as an effort to improve membrane performance. Fe3O4 is an iron oxide that is commonly used in the Fenton reaction. Due to its magnetic properties, this material often agglomerates and is difficult to disperse as a filler in the membrane, to overcome this problem, Fe3O4 was composited with zeolite NaY as a support. Membranes with catalyst composites dispersed as fillers generally have lower performance than membranes coated with catalyst composites on the surface, but these membranes will be more susceptible to leaching. To overcome this, this research developed MMM with PVDF-based Fe3O4/Zeolite NaY filler using the NIPS method with the addition of magnetic force before the casting process to study the effect of changes in filler position. The analysis showed that Fe3O4/Zeolite NaY composite successfully migrated to the membrane surface with the help of magnetic force addition during the casting process. The addition of composite filler produces MMM with a smaller contact angle than pure PVDF membrane, so the membrane is more hydrophilic. Membrane with magnetic force variation on the surface for 3 minutes (M3) and the highest composite concentration (1,5%) showed significant improvement in hydrophilicity (contact angle 91,83° - 79,76°) and water flux (9,98 L.m-2.h-1 – 47,08 L.m-2.h-1). Based on performance testing, this membrane also has the highest percentage of rejection (97-98%) compared to pure PVDF and other MMMs. The rejection value is relatively stable as the filler percent increases with the increasing MB flux value (11,7 L.m-2.h-1 - 36 L.m-2.h-1). This is due to the direct contact between MB and catalyst filler which is close to the membrane surface, so that the Fenton reaction in pollutant separation becomes more effective and the membrane can reject pollutants with a high percentage.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Mixed Matrix Membrane, Fenton, Fe3O4/Zeolit NaY, PVDF, Metilen Biru (MB), Methylene Blue (MB)
Subjects:	Q Science > QD Chemistry Q Science > QD Chemistry > QD547 Flocculation, precipitation, adsorption, etc. Q Science > QD Chemistry > QD63.S4 Separation (Technology)
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Nabila Safitri
Date Deposited:	22 Aug 2024 02:39
Last Modified:	22 Aug 2024 02:39
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/113123

Actions (login required)

View Item