Pengaruh suhu dan Konsentrasi HCl pada Proses Aktivasi Zeolit Alam Sebagai Penjerap N2

HOTTUA GULTOM, Dr. Widya Rosita, ST, MT. ; Dr. Ir. Novi Caroko, ST, M.Eng.

2023 | Skripsi | S1 TEKNIK NUKLIR

Positron Emition Tomography (PET) merupakan teknik visualisasi tubuh menggunakan radioisotop pemancar positron. Radioisotop karbon-11((_^11)C) adalah pemancar positron yang diproduksi menggunakan siklotron dengan nitrogen (N2) murni sebagai target. Nitrogen dapat diperoleh dari udara melalui proses pemisahan menggunakan zeolit dengan teknologi Pressure Swing Adsorption (PSA). Zeolit alam memiliki daya adsorpsi rendah sehingga harus diaktifkan terlebih dahulu. Penelitian ini menggunakan zeolit alam asal Klaten dengan ukuran butir lolos mesh no.30 (600 �µm) dan tertahan mesh no.50 (300 �µm). Aktivasi yang dilakukan adalah aktivasi fisis dengan pemanasan 300 oC selama 3 jam dan aktivasi kimia menggunakan HCl dengan variasi suhu 60 oC, 75 oC, 90 oC dan variasi konsentrasi HCl 2 M, 4 M dan 6 M. Kemudian di uji menggunakan PSA dengan tekanan operasi 3 bar dan waktu tahan 15 menit. Sampel selanjutnya di karakterisasi dengan metode particle size analyzer, XRF, XRD dan SAA. Pengujian menggunakan PSA tidak terjadi penjerapan nitrogen secara signifikan. Hal ini ditandai dengan kenaikan 0,4% kadar oksigen. Pengaruh dari kenaikan konsentrasi dan suhu aktivasi menyebabkan penurunan komposisi unsur Fe, Mn, Ca, K dan Al. Luas permukaan pada variasi konsentrasi tertinggi pada HCl 4 M sebesar 110,523 m2/g dan pada variasi suhu luas permukaan tertinggi pada suhu 90 oC sebesar 136,298 m2/g. Hasil XRD menunjukkan adanya pembentukan mineral kristobalit pada aktivasi kimia. Kenaikan suhu dan konsentrasi HCl menyebabkan ukuran butir pada sampel semakin mengecil.

Positron Emission Tomography (PET) is a body visualization technique using positron-emitting radioisotopes. Radioisotope carbon-11 ((_^11)C) is a positron emitter produced using a cyclotron with pure nitrogen (N2) as the target. Nitrogen can be obtained from air through a separation process using zeolites with Pressure Swing Adsorption (PSA) technology. Natural zeolite has low adsorption power, so it must be activated first. This research uses natural zeolite from Klaten with grain sizes passing mesh no. 30 (600 m) and retaining mesh no. 50 (300 m). The activation carried out is physical activation by heating to 300 oC for 3 hours and chemical activation using HCl with temperature variations of 60 oC, 75 oC, and 90 oC and variations in HCl concentrations of 2 M, 4 M, and 6 M. Then it was tested using PSA pressure. Then they were tested using PSA with an operating pressure of 3 bars and a holding time of 15 minutes. The samples were then characterized by particle size analyezers, XFR, XRD, and SAA methods. Pressure Swing Adsorption (PSA) testing did not reveal significantly higher nitrogen sorption. This is marked by a 0.4% increase in oxygen levels. The effect of increasing concentration and activation temperature caused a decrease in the elemental composition of Fe, Mn, Ca, K, and Al. The surface area at the highest concentration variation at 4 M HCl was 110.523 m2/g, and at the highest surface area temperature variation at 90 oC, it was 136.298 m2/g. XRD results show the formation of cristobalite minerals during chemical activation. The increase in temperature and HCl concentration causes the grain size in the sample to decrease.

Kata Kunci : aktivasi kimia, aktivasi fisis, zeolit, adsorpsi