3 Metode Sintesis Zeolit di Lab; Ionotermal, Fusi Alkali dan Sol-Gel

Sampai saat ini, berbagai metode fisikokimia dan solvotermal telah diadopsi dan dikembangkan untuk menghasilkan zeolit ​​sintetis seperti metode hidrotermal (Sugano et al., 2005), metode fusi alkali (Wajima et al., 2008), metode sol-gel (Tsujiguchi et al., 2008). al., 2014), dan metode pelindian alkali (Shoppert et al., 2017).

Namun, pilihan pendekatan sintesis tergantung pada jenis zeolit ​​yang akan dihasilkan. Masing-masing metode memiliki beberapa kelebihan dan sedikit keterbatasan. Di sini, setelah sebelumnya kami jelaskan metode solvotermal dan hidrotermal pada artikel sebelumnya, kali ini kami akan memaparkan metode sintesis zeolit dengan metode ionotermal, fusi alkali dan pencucian dan metode sol – gel.

Metode Ionotermal

Sintesis ionotermal mengacu pada penggunaan cairan ionik dan mereka terutama didasarkan pada senyawa tekanan uap rendah (Barrer, 1982). Oleh karena itu, cairan ionik bertindak sebagai pelarut dan template potensial atau agen pengarah struktur secara bersamaan dalam pembentukan padatan.

Secara umum, metode hidrotermal, solvotermal dan ionotermal serupa, kecuali penggunaan pelarut yang berbeda (Parnham dan Morris, 2007). Oleh karena itu, ketiga metode ini memiliki faktor yang sama untuk sintesis zeolit ​​(Abdullahi et al., 2017).

Peletakan batu pertama area ini dilaporkan oleh Cooper dan rekan kerjanya pada tahun 2004, mereka menggunakan pelarut eutektik yang dalam (misalnya, 1-etil-3-methylimidazolium bromide dan urea/choline chloride) untuk menyiapkan beberapa bahan berbeda tergantung pada kondisinya (Cooper et al., 2004).

Metode ini memiliki berbagai keuntungan yang penting. Data menunjukkan bahwa salah satu keuntungannya adalah pelarut ini bisa bertindak sebagai sebuah agen pengarah terstruktur atau template. Produk ini juga mudah untuk didapatkan. Selain itu, untuk menghilangkannya juga cukup mudah karena template dan pelarut ini merupakan spesies yang sama.

Selain itu, metode termal ion menghasilkan ukuran kristal yang besar dan kemampuan untuk membuat fase kristal. Juga mudah untuk mengontrol komposisi kristal yang tumbuh (Meligrana et al., 2006; Yoldi et al., 2019). Namun kekurangannya adalah produksi bahan kimia beracun dan waktu operasi yang tinggi. Beberapa penelitian juga telah dilaporkan untuk mensintesis zeolit.

Misalnya, pertama kali, pada tahun 2004, Cooper et al. (2004) melaporkan penggunaan cairan ionik atau campuran eutektik sebagai pelarut untuk menghasilkan zeolit ​​sintetis. Baru-baru ini, metode ini semakin diminati oleh komunitas ilmiah zeolit. Ada banyak laporan tentang pembuatan zeolit ​​sintetis menggunakan metode ini.

Sebagai contoh, Wang dan Yan (2010) melaporkan sintesis zeolit ​​NaY berukuran nano dari metakaolin dengan metode ionotermal bersama dengan metode bantuan gelombang mikro. Dalam studi yang berbeda, Wang et al. (2019) melaporkan sintesis ionotermal zeolit ​​germanosilikat yang berhasil. Namun, studi yang lebih mendalam diperlukan untuk mendapatkan penilaian penuh dari teknologi sintesis ini.

Metode Fusi Alkali Dan Pencucian

Dalam sintesis zeolit, metode fusi alkali menggambarkan pendekatan umum untuk menguraikan bahan yang kaya dengan silika atau alumina dengan adanya alkali yang bertindak sebagai aktivator untuk pembentukan aluminat terlarut dan garam silikat. Metode solvotermal juga menggunakan alkali (misalnya, NaOH) tetapi ada beberapa perbedaan antara metode fusi solvotermal dan alkali.

Dalam metode fusi alkali alkali digunakan untuk mencegah multifase dan menyatu dalam keadaan padat dengan bahan baku sebelum pergi ke pelarut apapun sedangkan dalam metode solvotermal, alkali digunakan dalam hal keadaan larutan dan mereka bertindak sebagai mineralizer dari media reaksi.

Umumnya, dalam metode fusi alkali, bahan baku dilebur terlebih dahulu dengan alkali (misalnya, NaOH) sebelum perlakuan hidrotermal (Belviso et al., 2017; Ayele et al., 2016). Pada perlakuan hidrotermal, produk hasil leburan dicampur dengan air dan diolah dengan kondisi yang tepat seperti pemanasan dengan suhu yang sesuai untuk kristalisasi membentuk zeolit.

Faktor-faktor yang mempengaruhi metode fusi alkali adalah: (i) rasio silikon aluminium bahan baku, (ii) pemekatan media alkali yang bereaksi, (iii) suhu, dan (iv) laju kristalisasi (Ma et al., 2010). Sebelumnya, banyak pekerjaan yang dilakukan untuk mensintesis zeolit ​​melalui metode ini.

Misalnya, Ojha et al. (2004) melaporkan sintesis zeolit ​​tipe-X dengan fusi alkali (misalnya, natrium karbonat sebagai aktivator) diikuti dengan perlakuan hidrotermal dengan menggunakan abu layang batubara sebagai bahan baku. Ditemukan bahwa aktivator alkali memiliki pengaruh yang signifikan terhadap sintesis zeolit ​​​​sintetis (Ma et al., 2010).

Selain itu, Takaaki Wajima menggambarkan metode fusi alkali untuk mensintesis zeolit-A, zeolit-X dan hidroksisodalit dari BFS (Wajima, 2014). Dalam penelitian sebelumnya, Chen et al. (2012) melaporkan sintesis zeolit ​​X dari terak litium melalui reaksi hidrotermal dengan fusi alkali.

Mereka menyebutkan sifat yang sangat baik dari zeolit. Selain itu, pada sebagian besar proses, teknik fusi alkali diikuti dengan metode hidrotermal zeolit ​​sintetis. Kedua metode tersebut membutuhkan suhu, waktu, dan tekanan yang tinggi.

Sumber utama sintesis zeolit ​​​​adalah bahan kimia komersial, yang sangat kaya akan alumina silikat, sumber daya mineral di kerak bumi dan produk sampingan industri (Belviso, 2008; Kuwahara et al., 2010). Dengan memvariasikan kondisi eksperimen berbagai jenis produk zeolit ​​dapat diperoleh, seperti zeolit-X, zeolit-P, hidroksi sodalit, tobermorit, dan nefelin.

Metode ini memungkinkan bahan baku bermutu rendah tanpa pemurnian, dan menawarkan zeolit ​​anhidrat dengan kemurnian tinggi, yang dianggap sebagai keunggulan metode ini (Yoldi et al., 2019). Sementara itu masih memiliki masalah konsumsi energi yang tinggi dan biaya yang terkait (Lei et al., 2009).

Pencucian alkali adalah pendekatan lain di mana pelindian mempertahankan rasio silika-alumina dari lindi seperti larutan NaOH (Wang et al., 2012). Faktor-faktor yang mempengaruhi metode pelindian alkali adalah: (i) tingkat desalinasi, (ii) rasio silika-alumina produk padat bebas lindi, (iii) suhu fusi, (iv) konsentrasi zat pelindian dan (v) laju kristalisasi (Melián-Cabrera et al., 2006).

Beberapa peneliti telah melaporkan sintesis zeolit ​​yang berbeda melalui pendekatan pelindian alkali. Misalnya, El-Naggar et al. (2008) mensintesis zeolit ​​murni dengan metode alkaline leaching dari ekstrak silika yang diperoleh dari fly ash. Campuran zeolit ​​AX yang disintesis memiliki potensi terbesar untuk penyerapan ion cesium.

Kelompok peneliti lain telah melaporkan persiapan katalis zeolit ​​ZSM-5 mesopori menggunakan hidroksida organik dengan menggunakan metode pencucian alkali dan desalinasi (Abello et al., 2009).

Menurut temuan mereka, pelarutan silikon dalam tetraalkilamonium hidroksida jauh lebih lambat daripada di NaOH membuat proses demetalasi sangat terkendali sehingga menghasilkan kualitas zeolit ​​​​yang berbeda.

Manfaat utama dari rute ini adalah untuk mendapatkan produk yang sangat efisien. Namun, metode ini sering mengalami kebutuhan multistepa, membutuhkan banyak waktu dan mahal, sesuatu yang perlu diatasi di masa depan (Melián-Cabrera et al., 2006).

Metode Sol-Gel

Ini adalah proses fisikokimia yang melibatkan pembentukan suspensi koloid anorganik (sol), dan gelasi sol dalam fase cair terus menerus (gel) untuk membentuk struktur jaringan tiga dimensi (ul Haq dan Akhtar , 1997).

Proses sol-gel meliputi transisi sistem larutan dari "sol" cair menjadi fase "gel" padat. Metode ini memberikan kontrol yang lebih baik dari teknik yang pada akhirnya memberikan porositas yang lebih tinggi dan ukuran partikel yang pasti.

Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi kinerja metode ini. Mereka adalah: (i) laju hidrolisis, (ii) suhu, (iii) laju pemanasan dan (iv) pH (Serrano et al., 1995; Han et al., 2007). Ada banyak laporan tentang metode ini.

Misalnya, Han et al. (2007) menyiapkan bahan zeolit ​​berpori hierarkis dengan pemanfaatan metode bebas template. Metode ini melibatkan rekristalisasi hidrotermal dari Xerogel untuk membentuk ZSM-5.

Wu dkk. (2009) melaporkan rute sol-gel dua langkah untuk sintesis zeolit ​​MCM-22 dalam kondisi hidrotermal statis menggunakan tetraetil ortosilikat sebagai sumber silika. Phiriyawirut dkk. (2003) mensintesis zeolit ​​LKM langsung dari silatran. Suhu reaksi divariasikan dengan menggunakan teknik pemanasan gelombang mikro.

Mereka melaporkan bahwa waktu penuaan yang lama lebih penting untuk mencapai kristalinitas tinggi. Sathupunya dkk. (2002) menggambarkan sintesis analsium (ANA) dan zeolit ​​tipe gismondin (GIS) langsung dari prekursor alumatrane dan silatrane teknik ini bersama-sama dengan metode microwave-assisted.

Keuntungan utama dari metode ini adalah bahwa metode ini tidak memerlukan peralatan khusus dan mahal. Metode ini menawarkan produk berkualitas tinggi dengan homogenitas karena pencampuran pada tingkat molekuler (Hench dan West, 1990). Selain berbagai keuntungan, ada beberapa keterbatasan seperti biaya prekursor yang perlu diatasi di masa depan.

Distributor Zeolit Untuk Berbagai Aplikasi dan Industri

Jika Anda adalah perusahaan yang membutuhkan zeolit untuk pengolahan berbagai produk Anda, kami siap membantu. Ady Water jual zeolit untuk filter air jenis batu, pasir, dan tepung. Kemasan zeolit per karung 20 kilogram dan eceran 4 kilogram.

Kami juga sudah suplai zeolit ke industri food and beverage, berbagai BUMN, kebutuhan softener (Pelunak Air / Pengurang Kesadahan Air) rumah tangga. Semua produk kami ready stock. Selain itu, kami juga dapat memberikan suplai hingga puluhan ton secara rutin per bulan atau sesuai dengan kebutuhan Anda.

Untuk informasi lebih lanjut bisa hubungi kami di;

Pusat Zeolit Unggulan Ady Water Bandung

Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194

 

Zeolit Filtrasi Air Jakarta

Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830

 

Zeolit Untuk Air Bersih Jakarta Barat

Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480

 

 Atau Anda juga bisa langsung kontak sales kami secara langsung baik via phone maupun WhatsApp:

•         0821 2742 4060 (Ghani)

•         0812 2165 4304 (Yanuar)

•         0821 2742 3050 (Rusmana)

•         0821 4000 2080 (Fajri)

•         0812 2445 1004 (Kartiko)

•         0812 1121 7411 (Andri)               

Untuk Anda yang membutuhkan zeolit baik untuk kebutuhan pengolahan air rumah tangga maupun industri termasuk bagi Anda yang menjalankan bisnis pengolahan air, silahkan kontak kami segera.

Jika Anda memiliki pertanyaan seputar zeolit, silahkan kontak kami untuk diskusi lebih lanjut dan temukan produk zeolit sesuai kebutuhan. Kami di Ady Water menawarkan zeolit terbaik untuk berbagai aplikasi. Silahkan datang ke kantor kami atau kontak sales kami di nomor di atas. Terima kasih.