PEMISAHAN EMULSI MINYAK/AIR MENGGUNAKAN MEMBRAN FIBERS POLYACRYLONITRILE DENGAN SISTEM FITRASI DEAD-END DAN CROSS-FLOW

BELLA NURFADILAH, Dr. Kuwat Triyana dan Dr. Ahmad Kusumaatmaja

2016 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Pada penelitian ini, metode electrospinning digunakan untuk mendapatkan membran fiber yang memiliki selektifitas tinggi dan fouling yang rendah. Membran fiber dibuat dengan perbedaan konsentrasi polyacrylonitrile (PAN) pada proses electrospinning. Morfologi fiber sebelum dan sesudah digunakan sebagai membran filtrasi ditunjukkan dengan scanning electron microscopy (SEM). Hasil SEM menunjukkan kenaikan konsentrasi polimer seiring dengan kenaikan diameter rata-rata dari 380 sampai 1870 nm. Sudut kontak air dari membran fiber PAN dipengaruhi oleh beberapa parameter seperti homogenitas permukaan membran dan gugus fungsi kimia. Kemampuan pemisahan dari membran PAN dievaluasi dengan metode filtrasi dead-end dan cross-flow. Analisis dari metode filtrasi dead-end menunjukkan nilai fluks dari 679 sampai 2264 l/m2jam. Selain itu, hasil analisis dari metode cross-flow menunjukkan nilai 114 sampai 1125 l/m2jam. Nilai rejeksi pada membran dengan metode filtrasi dead-end dan cross-flow mengalami penurusan seiring dengan kenaikan nilai fluks. Hasil SEM setelah proses filtrasi menunjukkan adanya perubahan pada morfologi membran karena adanya fouling pada membran. Kemampuan membran dalam memisahkan minyak dari emulsi minyak/air didukung dengan data UV-vis dan FTIR. Pada penelitian ini menunjukkan bahwa membran PAN hasil electrospinning memiliki potensi yang dapat digunakan sebagai aplikasi filtrasi air.

In this work, to obtain high selectivity membrane fibers and low fouling, electrospinning methods were used. The different weight concentration of polyacrylonitrile (PAN) solution was employed in electrospinning process. The morphology of fiber before and after filtration are studied by scanning electron microscopy (SEM). It showed that the average diameter varied from 380 to 1870 nm corresponds to increase of the polymer concentration. Water contact angle of PAN fibers membrane were measured to determine its dependence on parameters such as surface energy, roughness of the surface area, homogeneity of the surface membrane and bonding analysis. Separation performance of the PAN membrane was evaluated by the dead-end and cross- flow filtration methods. The dead-end analysis filtration methods showing the permeate flux from 679 to 2264 l/m2h. Moreover, analysis of cross-flow filtration methods showing the permeate flux from 114 to 1125 l/m2h. It is found that the rejection of membrane fibers after dead-end filtration and cross-flow filtration are decrease, that increases permeate flux. The SEM investigation after filtration reveal that the morphology change due to the fouling of fiber. It suggested that the membrane could separate oil from oil/water emulsion effectively which supported from UV-vis and FTIR spectrum. These results signified the potential of electrospun PAN membrane to be used for water filtration applications.

Kata Kunci : polyacrylonitrile, electrospinning, fibers, dead-end, cross-flow