Pengaruh Suhu Reaksi Dan Konsentrasi Larutan NaOH Pada Aktivasi Zeolit Alam Sebagai Adsorber 14N

YESSIKA NATALIA C, Dr. Widya Rosita, S.T., M.T., Dr. Ir. Novi Caroko, S.T., M.Eng.

2023 | Skripsi | S1 TEKNIK NUKLIR

Penggunaan 11C sebagai radiotracer dalam industri medis untuk mendiagnosis dan memantau pengobatan terapi kanker membutuhkan 14N sebagai target. Salah satu teknologi yang dapat digunakan untuk mengadsorpsi 14N adalah Pressure Swing Adsorption (PSA) yang memanfaatkan prinsip pemisahan gas umpan pada adsorbennya. Zeolit alam Klaten dapat digunakan sebagai adsorben yang selektif terhadap N2 setelah dilakukannya proses aktivasi. Pada penelitian ini dilakukan aktivasi fisis dan kimia terhadap zeolit alam dengan NaOH untuk menentukan pengaruh dari konsentrasi larutan NaOH dan suhu reaksi terhadap sifat zeolit. Zeolit diaktivasi selama 2 jam dengan variasi konsentrasi 2 M, 4 M, dan 6 M pada variasi suhu 60oC, 75oC, dan 90oC. Zeolit teraktivasi kemudian diujikan pada kolom PSA dan dilakukan karakterisasi dengan perangkat XRD, XRF, LSPA, dan BET. Pengaruh dari kenaikan konsentrasi larutan NaOH dan suhu reaksi pada proses aktivasi menyebabkan penurunan komponen unsur Si, O, dan logam-logam impuritas pada zeolit Alam, penurunan fase mordenit, fase heulandit, dan peningkatan mineral kuarsa. Proses aktivasi fisis dan kimia juga menyebabkan peningkatan rata-rata radius pori, luas permukaan, volume pori, dan penurunan ukuran partikel. Berdasarkan penelitian ini, konsentrasi dan suhu reaksi terbaik adalah NaOH 6 M dan suhu 60oC karena menghasilkan luas permukaan terbesar pasca proses aktivasi.

In the medical field, 11C is used as a radiotracer for diagnosing and monitoring cancer therapy and requires a certain amount of 14N as a target. One of the technologies that can be used to adsorp 14N is Pressure Swing Adsorption (PSA) which utilizes the principle of creating a gas feed on the adsorbent. Natural zeolite from Klaten can be used as a selective adsorbent for N2 due to the activation process. In this research, physical and chemical activation of natural zeolite with NaOH has been conducted to examine the effect of the concentration and reaction temperature on zeolite properties. At different temperatures of 60oC, 75oC, and 90oC, the zeolite was activated for two hours with varying concentrations of 2 M, 4 M, and 6 M. Then, the activated zeolites were tested on a PSA column and characterized by XRD, XRF, LSPA, and BET. The effect of increasing the concentration of NaOH and reaction temperature on the activation process causes a decrease in the elemental components of Si, O, and impurity metals in natural zeolite, a decrease in the mordenite phase, the heulandite phase, and an increase in quartz minerals. The physical and chemical activation processes also cause an increase in the average pore radius, surface area, pore volume, and a decrease in particle size. Based on this research, the best concentration and activation temperature is 6 M NaOH and 60 oC activation temperature because it produces the largest surface area after the activation process.

Kata Kunci : zeolit, NaOH, desilikasi, ukuran pori