Sifat dan Aplikasi Zeolit Tersintesis di Lab

Struktur zeolit ​​dicirikan oleh konstruksi saluran dan ruang yang teratur, yang memberi mereka sejumlah kualitas unik termasuk kapasitas penyerapan yang besar serta pertukaran ion, saringan molekuler, dan sifat katalitik. Karena fitur-fitur ini, zeolit ​​​​mendapatkan banyak perhatian dari para peneliti.

Selain itu, karakteristik seperti porositas, luas permukaan, dan ketahanan kimia sangat penting dalam industri, oleh karena itu, zeolit ​​​​memiliki potensi tinggi untuk aplikasi luas di berbagai bidang seperti menghilangkan ion logam berat yang tidak diinginkan dari air limbah industri, lingkungan remediasi dan pengolahan air, konstruksi dan perbaikan tanah, amandemen tanah, nutrisi dan kesehatan hewan, budidaya, bahan bangunan, penyimpanan panas dan pendinginan matahari, katalis dan saringan molekuler, dll.

Sebagian besar zeolit ​​alam terbentuk sebagai hasil dari aktivitas vulkanik, sedangkan zeolit ​​sintetis dihasilkan dari reaksi media alkali dengan: Natrium silikat dan natrium aluminat atau hasil samping pembakaran batubara. Permintaan mineral langka dan spesifik, seperti zeolit, telah meningkat dalam beberapa tahun terakhir, dan dengan demikian, menemukan metode yang murah dan efektif untuk sintesisnya tetap menjadi masalah yang menantang.

Zeolit Tersintesis

Zeolit, anggota keluarga aluminosilikat kristal mikro, juga dikenal sebagai "saringan molekuler" (Auerbach et al., 2004). Zeolit ​​​​memiliki struktur tiga dimensi yang terdiri dari jaringan [SiO4]4− dan [AlO4]5− tetrahedral yang terhubung satu sama lain dengan atom oksigen (Chiang dan Chao, 2001).

Tergantung pada tipe struktural, sangkar dibentuk dengan menghubungkan bukaan pori dengan ukuran tertentu (yaitu, 0,3-1,0 nm) dalam struktur tetrahedral. Oleh karena itu, struktur netral dihasilkan dengan menetralkan muatan negatif pada kisi oleh muatan positif kation (Cejka, 2007).

Komposisi kimia umum zeolit ​​adalah Ma/b[(AlO2)a(SiO2)y].cH2O, di mana M mewakili logam alkali atau kation logam alkali tanah, b mewakili kation logam tanah valensi, c adalah jumlah air kristalisasi per unit sel dan a dan y mewakili jumlah total [SiO4]4− dan [AlO4]5- tetrahedral dalam sel unit zeolit, masing-masing (Chiang dan Chao, 2001; Lakiss et al., 2020). Rasio y/a berkisar dari 1,0 hingga 5,0. Namun, nilai ini dapat diubah berdasarkan strukturnya. Misalnya, zeolit ​​​​berbasis silika memiliki nilai 10,0 hingga 100.

Zeolit ​​​​terjadi secara alami serta dapat disiapkan di laboratorium. Zeolit ​​biasanya dibagi menjadi dua kategori utama: alam (misalnya, klinoptilolit, mordenit dan garronit), dan zeolit ​​sintetis (misalnya, zeolit ​​A, P, X dan Y) (Oruji et al., 2018; Metropoulos et al., 1993 ).

Saat ini, ada lebih dari dua ratus jenis zeolit. Ini didasarkan pada rasio silika-alumina. Ditemukan bahwa zeolit ​​alam memiliki resistivitas dan stabilitas termal yang lebih baik di lingkungan yang berbeda. Stabilitas termal dan ketahanan kimianya meningkat dengan meningkatnya rasio silika-alumina serta adanya kation alkali dalam kerangka zeolit ​​(Büchel et al., 2008; Georgiev et al., 2009).

Satuan kisi, yang merupakan blok bangunan dari unit berulang dan hubungan antara struktur unit bangunan primer (PBU) tetrahedral dan unit bangunan sekunder (SBU), ditunjukkan pada Gambar. 1b. SBU pada dasarnya merupakan unit utama dari kerangka zeolit. Hingga saat ini, ada sembilan SBU yang diketahui tersedia (Lakiss et al., 2020).

Saat ini, zeolit ​​​​memiliki banyak potensi aplikasi termasuk proses teknis, lingkungan, industri, komersial, pertanian, perengkahan dan alkilasi, dan biomedis karena karakter berpori dan sifat pertukaran ionnya (Yilmaz dan Müller, 2009).

Zeolit ​​alam digunakan sebagai bahan untuk konstruksi dan industri kertas (Feng dan Peng, 2005). Mereka juga digunakan dalam pertanian dan aplikasi lainnya. Zeolit ​​hasil sintesis laboratorium dengan ukuran pori yang ditentukan memiliki berbagai aplikasi dalam adsorben, katalis atau saringan molekuler dan katalis kilang minyak (Minachev et al., 1966), menghilangkan kontaminan radioaktif (Malekpour et al., 2008) dan laundry (Fruijtier- Pollot, 2009).

Aplikasi Zeolit Tersintesis

Zeolit ​​​​dengan struktur tiga dimensi terjadi secara alami atau dapat disintesis di laboratorium. Zeolit ​​​​memiliki aplikasi serbaguna seperti remediasi lingkungan, aktivitas katalitik, aplikasi bioteknologi, penginderaan gas dan aplikasi obat.

Meskipun zeolit ​​alam sudah tersedia, saat ini, lebih banyak penekanan diberikan pada sintesis zeolit ​​karena sintesisnya yang mudah dalam bentuk murni, kemampuan pertukaran ion yang lebih baik dan ukuran yang seragam.

Zeolit ​​​​sintetis memiliki banyak keunggulan tambahan. Sebagai contoh, zeolit ​​sintetik disintesis dalam bentuk yang sangat murni dan seragam dalam ukuran bersama-sama dengan kemampuan pertukaran ion yang lebih baik (Auerbach et al., 2004).

Secara komersial, zeolit ​​sintetik digunakan dalam jumlah yang lebih besar daripada zeolit ​​alam karena kemurnian produk kristal yang tinggi dan keseragaman ukuran partikel (Breck, 1984). Selain itu, zeolit ​​sintetis dibuat secara komersial untuk penggunaan tertentu (Moshoeshoe et al., 2017).

Mereka juga digunakan sebagai sensor kimia dalam kontrol proses industri, mitigasi lingkungan, termasuk penghilangan logam berat, penangkapan gas, pemantauan kualitas udara dalam ruangan, pemantauan medis, dan banyak lagi. Oleh karena itu, zeolit ​​​​sintetis telah menarik banyak minat di kalangan peneliti dan ilmuwan karena fleksibilitasnya yang tinggi dan kemampuan beradaptasi yang baik.

Zeolit ​​​​sintetis menawarkan lebih banyak manfaat daripada zeolit ​​​​alam. Sebagai contoh, zeolit ​​sintetik lebih disukai untuk mengendalikan reaksi tertentu seperti pengendalian emisi N2O (Ates et al., 2011). Selain itu, zeolit ​​sintetis memiliki kemampuan yang sangat baik dalam menghilangkan limbah radioaktif dibandingkan zeolit ​​alam (Moamen et al., 2015; Lonin et al., 2015), kapasitas adsorpsi yang lebih besar untuk menghilangkan berbagai ion logam beracun (misalnya, Cr3+, Ni2+, Zn2+ , Cu2+, dan Cd2+) (He et al., 2016).

Selain itu, zeolit ​​sintetik memiliki volume pori yang lebih besar dibandingkan zeolit ​​alam sehingga lebih menguntungkan untuk menjebak berbagai kontaminan dari udara dan air (Bandura et al., 2015). Karena manfaat zeolit ​​sintetis yang sangat besar dibandingkan zeolit ​​lainnya, zeolit ​​ini akan menggantikan zeolit ​​alam untuk berbagai aplikasi.

Mempertimbangkan potensi keuntungan dan penerapannya, sudah ada beberapa artikel ulasan tentang berbagai jenis zeolit ​​​​dan aplikasinya. Sebagai contoh, Belviso (2008) meninjau sintesis zeolit ​​​​dari bahan baku berbasis batubara dan biomassa. Namun, sejauh pengetahuan terbaik kami, artikel ulasan khusus tentang resolusi yang memadai dari sintesis zeolit ​​dan aplikasi lingkungan potensial jarang terjadi.

Baru-baru ini, banyak perhatian juga diberikan pada bagaimana zeolit ​​​​disintesis dari bahan berbiaya rendah (misalnya, sekam padi), khususnya, dengan menyelesaikan masalah lingkungan utama. Oleh karena itu, tujuan utama dari tinjauan ini adalah untuk membuat resolusi yang efektif dari metode sintesis zeolit ​​bersama dengan aplikasi potensial dalam rekayasa lingkungan.

Di antara metode sintesis yang berbeda, metode hidrotermal umumnya digunakan secara luas dalam sintesis berbagai zeolit ​​dari bahan baku murah seperti abu terbang, abu sekam padi, terak tanur tinggi, limbah padat kota, lumpur kertas, terak lithium dan kaolin. Selain itu, harapan masa depan di bidang penelitian zeolit ​​sintetis juga disertakan.

Sifat Zeolit ​​Sintetis

Zeolit ​​​​sintetis sangat murni dengan ukuran kristal yang seragam dan berguna untuk aplikasi industri tertentu. Sebaliknya, zeolit ​​alam mengandung bahan asing yang berbeda yang memiliki ukuran kristal tidak seragam. Zeolit ​​alam membutuhkan beberapa hari hingga beberapa dekade untuk dibuat, sedangkan zeolit ​​sintetis dapat dibuat di laboratorium dari beberapa jam hingga beberapa hari dengan ukuran pori yang dapat dikontrol, karakteristik permukaan adsorben, dan stabilitas termal yang sangat baik.

Namun, dengan biaya yang sedikit lebih tinggi, ini membuat produk yang jauh lebih seragam daripada zeolit ​​alam. Zeolit ​​​​sintetis dapat disintesis dari berbagai sumber dengan komposisi kimia dan sifat fisika-kimia yang berbeda. Ukuran kristal zeolit ​​sintetik biasanya ditemukan pada kisaran 1,0-10,0 m sedangkan densitasnya bervariasi antara 2,0 hingga 23,0 g/cm3.

Berat jenis zeolit ​​sintetis terletak di antara 0,80 dan 0,90 g/cm3 (Breck, 1984). Secara optik, indeks bias zeolit ​​sintetik berkisar antara 1,47 hingga 1,52. Zeolit ​​memiliki daya serap air sebesar 45,0 hingga 75,0 ml/100 g (Smit dan Maesen, 2008). Stabilitas termal dapat dicapai pada tahap yang diinginkan dengan mereduksi kandungan Al atau mempertahankan rasio Si/Al yang lebih tinggi.

Zeolit ​​sintetis jenis A, zeolit ​​P, zeolit ​​X dan zeolit ​​Y berbeda terutama karena kandungan aluminium (sebagai alumina) dapat mempengaruhi struktur kristal dan selektivitas pertukaran ion dari molekul zeolit. Umumnya, kapasitas pertukaran ion serta laju disolusi meningkat dengan meningkatnya kandungan alumina serta kandungan natrium.

Selain itu, zeolit ​​dapat terhidrolisis pada pH yang lebih rendah (di bawah 4), oleh karena itu, struktur kristalnya dapat hancur dengan melepaskan ion natrium, asam silikat, dan garam aluminium. Namun, suspensi berair zeolit ​​ditemukan berada di daerah basa (yaitu, pada pH 10-10,5). Zeolit ​​A terdiri dari sangkar sodalit yang dihubungkan dengan kristal berbentuk kubus 4 cincin ganda (Gbr. 2a).

Zeolit ​​​​tipe P memiliki karakteristik unik yang termasuk dalam famili gismondin. Zeolit ​​​​jenis X dan Y termasuk dalam keluarga struktur tipe faujasit (FAU). Berbeda dengan zeolit ​​tipe X, Y memiliki rasio Si/Al yang lebih tinggi >1-1.5. Namun, zeolit ​​ini lebih bulat.

Mereka memiliki blok bangunan kuboctahedron yang terkait dengan struktur faujasite melalui prisma heksagonal. Mereka memiliki diameter pori yang lebih besar (∼0,74 nm) dan luas permukaan yang tinggi. Oleh karena itu, mereka mampu menukar lebih banyak ion seperti kalsium dan magnesium. Mereka memiliki berbagai aplikasi industri (Zhdanov et al., 1990).

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.