Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Pembuatan Carbon nanotube (CNT)sangat sulit dan mahal untuk dilakukan dalam skala industri. Oleh karena itu, pada penelitian ini reaktor dari skala laboratorium dimodelkan untuk menurunkan resiko kegagalan scale-up. Persamaan yang diperoleh dari penelitian kinetika dikombinasikan dengan prinsip peristiwa perpindahan menggunakan program Computational Fluid Dynamics (CFD) yaitu, COMSOL Multiphysics sehingga didapatkan sebuah model reaktor. Model disimulasikan dengan variasi space-time untuk melihat pengaruh parameter-parameter tersebut terhadap suhu dan produksi CNT. Hasil simulasi menunjukan pola aliran fluida, profil suhu, konsentrasi, dan konversi sebagai fungsi jarak dan waktu. Pola aliran fluida dipengaruhi tekanan dan faktor friksi dengan dinding dan pelat;sedangkan profil suhu dipengaruhi oleh reaksi, panas furnace dan kontak dengan lingkungan. Konversi metana meningkat akibat peningkatan space-time (9%). Berdasarkan hasil simulasi didapatkan konversi metana tertinggi pada space-time 0,006 gr.min/ml. ......Production Carbon nanotubes (CNTs) are expensive and hard to do in industrial scale. Therefore, in this research the laboratorium scale reactor is being modeled to reduce the scale-risk of failure. The equations obtained from kinetic studies combined with the principle of transport phenomenon using Computational Fluid Dynamics (CFD) program Multiphysics to obtain a reactor model. Model simulated with space-time variation to study the effect of that parameter on the reactor temperature and CNT production. The results obtained from the simulation are fluid flow pattern, temperature, consertration and conversion profile as a function of time and distance. The fluid flow pattern affected by pressure drop and friction factor between wall and plates. Meanwhile, the temperature profile is affected due to the reaction, heat from the furnace and contact with environment. Conversion of methane increased due to enhancement in space-time (9%). The greatest conversion of methane on space-time 0.006 gr.min/ml.

Abstrak :
Produksi Carbon Nanotube (CNT) mengalami permasalahan dengan terbatasnya hasil CNT jenis Aligned yang dikarenakan oleh banyaknya parameter desain yang mempengaruhi proses sintesis. Penelitian dengan tujuan untuk mendapatkan ACNT dilakukan dengan memvariasikan parameter desain yang digunakan, yaitu konsentrasi metana, jenis substrat, dan penghilangan hidrogen dari proses sintesis. Sintesis ACNT dilakukan dengan menggunakan Floating Catalyst CVD (FC-CVD) melalui reaksi dekomposisi katalitik metana. Hasil karakterisasi FE-SEM belum menunjukkan adanya CNT yang terbentuk sempurna dikarenakan proses deposisi katalis yang belum tepat terjadi sehingga menyebabkan karakteristik karbon berdiameter besar dan berbentuk amorf. Konsentrasi metana yang digunakan adalah 0,003M; 0,006 M; 0,012 M; 0,0148 M. Peningkatan konsentrasi metana menghasilkan peningkatan ukuran diameter CNT dari 28,28 nm untuk konsetrasi terendah hingga 66,72 nm untuk konsentrasi tertinggi. Konversi metana dan kemurnian hidrogen untuk 0,003 M adalah 80,57% dan 38,37% dan terus menurun untuk konsentrasi 0,0148 M mencapai 30,46% dan 19,21%. Sintesis dengan substrat SiO2 dan Al2O3 menghasilkan kualitas CNT, konversi metana, serta kemurnian hidrogen yang lebih baik dan lebih tinggi untuk SiO2. Nilai konversi metana serta kemurnian hidrogen yang dihasilkan pada reaksi tanpa hidrogen menghasilkan nilai yang rendah, yaitu 9,00% dan 1,26%. Hal tersebut secara signifikan menunjukkan bahwa peran hidrogen pada proses sintesis ACNT dengan metode FC-CVD sangat besar karena hidrogen mampu menurunkan suhu perengkahan ferrocene.

---

The production of Carbon Nanotubes (CNT) are having problem with the limited results of the Aligned CNT due to multiplicity of design parameters that affect the process of synthesis. Research with the goal to get the ACNT performed by varying the design parameters are used, namely methane concentration, type of substrate, and the removal of hydrogen from the process of synthesis. ACNT synthesis performed using Floating Catalyst CVD (FC-CVD) through catalytic decomposition of methane. Results of the characterization of FE-SEM has not shown the existence of CNT formed perfect due to the catalyst deposition process that has not exactly happened that caused a large diameter and amorphous-shaped carbon characteristics. Methane concentration used was 0,003 M; 0,006 M; 0,012 M; 0,0148 M. Increasing concentrations of methane generating augmenting the size of CNT diameter, out of the lowest concentrations was 28,28 nm to 66,72 nm for the highest concentration. Methane conversion and hydrogen purity to 0,003 M was 80,57% and 38,37% and continues to decline reach 30,46% and 19,21% for concentration of 0,0148 M. Synthesis with SiO2 and Al2O3 substrates produced quality of CNT, methane conversion, and hydrogen purity as well as a better and higher for SiO2. The value of methane conversion as well as the purity of the hydrogen produced in the reaction without hydrogen produces a low value, i.e. 9,00% and 1,26%. This significantly indicating that the role of hydrogen in ACNT process synthesis with FC-CVD method is enormous because hydrogen is able to lower the temperature of ferrocene decomposition.

Abstrak :
Variasi promotor tekstural dan komposisi katalis telah dilakukan untuk melihat pengaruhnya pada reaksi dekomposisi katalitik metana. Dalam penelitian ini, promotor tekstural ditambahkan ke dalam katalis yang berbasis Ni dan Cu dengan metode preparasi impregnasi. Selanjutnya katalis dimasukkan ke dalam reactor unggun tetap yang terpasang online dengan alat kromatografi gas. Temperatur dalam reactor sebesar 700°C. Variasi yang dilakukan adalah pada textural promoter yang digunakan dan komposisinya. Hasil yang dianalisis adalah karakter katalis, produk konversi, dan hasil karbon nanotube yang dihasilkan. Dari penelitian yang telah dilakukan diketahui bahwa promotor tekstural terbaik adalah Al2O3, selanjutnya variasi komposisi menunjukan bahwa komposisi terbaik Ni:Cu:Al2O3 = 56,8:27,1:16,1. ......Variation of textural promoter and catalyst compositions have been performed to see its effect on catalytic decomposition of methane reaction. In this study, the textural promoter was added to the catalysts based on Ni and Cu with impregnation preparation method. Further catalyst was inserted into a fixed bed reactor directly connected with gas chromatography equipment. Temperature in the reactor was 700°C. The results that were being analyzed were the character of catalyst, conversion products, and the carbon nanotubes which were produced. From the research that has been done, it is known that the best textural promoter is Al2O3. Further the variations of compositions showed that the best composition of Ni: Cu: Al2O3 were 56.8: 27.1:16.1

Abstrak :
The production of Carbon Nanotubes (CNT) has a problem with the limited results of Aligned CNT (ACNT) products, due the fact that an effective and economical method has not yet been discovered. This research used catalytic decomposition of methane with the Water-Assisted Chemical Vapor Deposition (WA-CVD) method by using a bench-scale plate structured catalyst reactor and a fixed bed reactor. The Fe-Ni/Al2O3 Catalyst prepared by sol-gel/dip-coating and Ni-Cu-Al Catalyst prepared by co-precipitation were used to make the CNT. Transmission Electron Microscope (TEM) results show there are various types of nanocarbons produced, such as CNT, bamboo-shaped CNT and also quasi-spherical carbon onion shapes. Based on comparative results without adding the water vapor method, ACNT, which were obtained with WA-CVD, tend to grow vertically, even though they have not yet formed neat and uniform shapes. In addition, an increased number of CNT have high purity results. It shows that the role of water vapor significantly improves the quality of CNT.

Abstrak :
Nanokarbon merupakan salah satu produk nanoteknologi yang paling berkembang saat ini. Nanokarbon yang paling banyak dikaji adalah karbon nanotube karena sifat dan strukturnya yang unik, sehingga mempunyai banyak aplikasi, seperti sebagai penyimpan hidrogen, nanoscale transistor, flat panel display, superkapasitor, nanoprobes dan sensor, dan sebagai katalis. Terdapat batasan struktur nanotubes yang digunakan untuk setiap aplikasi. Karbon nanotubes yang berkualitas baik sebagai penyimpan hidrogen adalah karbon nanotubes yang single-walled, berdiameter kecil, panjang, dan seragam. Kualitas karbon nanotubes selain dipengaruhi oleh temperatur reaksi dekomposisi katalitik metana, juga dipengaruhi oleh ukuran partikel katalis. Salah satu hal yang dapat mempengaruhi ukuran partikel katalis adalah metode preparasi katalis. Pada penelitian ini, pengaruh dari perlakuan ultrasonik pada katalis Ni/Cu/Al2O3 terhadap diameter inti aktif Ni dan kualitas karbon nanotube dievaluasi pada reaksi dekomposisi katalitik metana pada temperatur 650_C. Katalis dipreparasi dengan menggunakan metode kopresipitasi dengan variasi perlakuan ultrasonic pada tahap sebelum dan sesudah tahap agglomerasi selama 0, 30, 60, dan 90 menit. Ukuran diameter NiO dikarakterisasi dengan menggunakan XRD dan morfologi produk nanokarbon dengan menggunakan TEM. Semakin lama perlakuan ultrasonik selama preparasi katalis memperbesar ukuran diameter NiO, tanpa perlakuan ultrasonik diperoleh diameter berdiameter paling kecil yaitu 14,50 nm. Dan katalis dengan loading tertinggi yaitu SB-30U menghasilkan konversi metana rata-rata dan yield hidrogen rata-rata yaitu 76,70% dan 35,95% pada uji aktivitas selama 520 menit. Katalis SB-30 U memiliki waktu hidup selama 18 jam 20 menit, dan memiliki konversi metana dan yield hidrogen rata-rata sebesar 85,27% dan 20,19%. Dari hasil TEM diketahui bahwa nanokarbon yang dihasilkan sebagian besar merupakan karbon nanofiber dan sebagian kecil karbon nanotube dengan diameter antara 20-230 nm. ......Nowadays, nanocarbon is one of the most developed nanotechnology product. Carbon nanotubes is the most conducted nanocarbon because of its unique properties and structures, therefore it is applied as a hydrogen storage, nanoscale transistor, flat panel display, supercapasitor, nanoprobes and sensor, and as a catalyst. However there is a structure limitation of carbon nanotubes for every application. Carbon nanotubes that is fit for hydrogen storage, has single-walled, small diameter, long, and uniform. Quality of carbon nanotubes is not only influenced by the catalytic decomposition of methane reaction temperatur, but also by catalyst particle size which is influenced by catalyst preparation method. In this research, the effect of ultrasonic irradiation on Ni/Cu/Al2O3 catalyst to the particle size of Ni and also to the quality of carbon nanotubes is evaluated in the catalytic decomposition of methane reaction at 650_C. Catalyst is prepared by coprecipitation method with different period of ultrasonic irradiation before and after agglomeration step. The particle size of NiO is characterized by XRD and nanocarbon morphology by TEM. The longer ultrasonic irradiation period in the catalyst preparation, the bigger size of Ni particle size. Without ultrasonic irradiation, NiO particle size is smaller, which is 14,50 nm. SB-30U catalyst which has highest loading of Ni has average conversion of methane and average hydrogen yield 76,70% and 35,95%. Besides that, SB-30U catalyst's lifetime is 18 hours and 20 minutes, and it has average conversion of methane and hydrogen yield 85,27% and 20,19%. From TEM, most of the nanocarbon is recognized as carbon nanofiber and the rest is carbon nanotube with diameter range 20-230 nm.

Abstrak :
Penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan rancangan reaktor katalis terstruktur pelat sejajar yang digunakan untuk memproduksi nanokarbon dan hidrogen melalui reaksi dekomposisi katalitik metana. Katalis yang digunakan adalah katalis multimetal Ni-Cu-Al 3:2:1. Pada reaktor katalis terstruktur pelat sejajar ini dilakukan pengujian untuk 20 menit dan 355 menit reaksi. Pada 20 menit reaksi, konversi metana tertinggi yang didapat adalah 70,16% dengan kemurnian hidrogen 74,29% dan yield karbon 2,58 gram. Pada 355 menit reaksi, didapatkan bahwa konversi metana mengalami penurunan dari 76,15% hingga 46,06% dan naik kembali pada menit ke-235 sebesar 59,90% kemudian cenderung stabil setelah menit ke-235. Pada 6 jam reaksi uji stabilitas, yield karbon yang dihasilkan 17,25 gram.

---

The purpose of this research is to construct plate catalyst structured to produce nanocarbon and hydrogen with catalytic decomposition of methane. Catalyst which is used in this research is multimetal catalyst, Ni-Cu-Al 3:2:1. Two experiment that had already done were twenty minutes and 355 minutes reactions. The highest conversion of methane is 70,16% and 74,29% hydrogen purity for twenty minutes reaction and yield carbon was 2,58 gram. For 355 minutes reaction, the conversion of methane decreasing from 76,15% to 46,06% and increase to 59,90%. After that, methane conversion relative stabil. After 355 minutes reaction , yield carbon was 17,25 gram.

Abstrak :
Dekomposisi katalitik metana merupakan salah satu metode yang paling sering digunakan dalam memproduksi carbon nanotube (CNT). Penggunaan reaktor unggun tetap untuk reaksi dekomposisi katalitik metana cukup banyak diminati karena desainnya yang sederhana dan ekonomis. Agar kinerja reaktor yang optimal dapat diperoleh, perlu dilakukan serangkaian uji coba terhadap pengaruh dari berbagai kondisi operasi melalui pemodelan dan simulasi. Pada penelitian ini, dibentuk suatu pemodelan dan simulasi reaktor unggun tetap untuk reaksi dekomposisi katalitik dengan memvariasikan berbagai parameter operasi yang dapat mempengaruhi kinerja reaktor. Konversi metana dan yield hidrogen yang dapat dicapai pada saat reaksi 60 menit adalah sebesar 34.4% dan 42.7%. Kenaikan pada tekanan, laju alir, komposisi umpan dan radius partikel akan memperkecil konversi dan yield, sementara kenaikan pada temperatur umpan berlaku sebaliknya. Kondisi operasi yang memberikan konversi dan yield terbesar, yaitu 43.3% dan 51.5%, adalah pada saat temperatur umpan sebesar 1023 K dengan radius partikel sebesar 0.10 mm.

---

Catalytic decomposition of methane (CDM) is one of the most popular method used in producing carbon nanotube (CNT). The use of fixed bed reactor in catalytic reaction is common for its simple design and low prices. In order to get an optimal condition to the reactor, observing which parameters gives influence most to the reactor is needed to be done by modelling and simulation. This thesis is proposed a modelling and simulation of fixed bed reactor for catalytic decomposition of methane by varying the values of operating parameters which influence the reactor performance. The methane conversion dan hydrogen yield obtained at 60 minutes reaction are 34.4% dan 42.7%. The increasing feed pressure, velocity, particle radius and composition decrease conversion and yield significantly, while the decreasing feed temperature results in opposite. An optimal condition obtained when using feed temperatur at 1023 K and radius particle at 0.10 mm, which gives highest conversion and yield, 43.3% and 51.5% in result.

Abstrak :
Scale-up reaktor katalis terstruktur gauze untuk memperoleh 1 kg/hari nanokarbon dengan prinsip geometric similarity menghasilkan laju alir metana 140 L/h, diameter reaktor 8 cm, panjang reaktor 32 cm, diameter gauze 0,64 mm, jumlah mesh/inch 10, dan luas permukaan katalis 2938,982 cm 2. Penelitian ini bertujuan untuk memproduksi nanokarbon dan hidrogen dengan katalis terstruktur gauze melalui reaksi dekomposisi katalitik metana dengan katalis Ni-Cu-Al. Pada reaktor katalis terstruktur gauze ini dilakukan uji aktifitas selama 20 menit dan uji stabilitas selama 17 jam pada suhu 700°C. Untuk uji stabilitas dengan 20 L/jam metana, konversi metana tertinggi adalah 96,77% dan kemurnian hidrogen tertinggi adalah 97,46%. Yield karbon yang dihasilkan oleh 1,83 gram katalis adalah 170,36 gram karbon. Untuk uji aktivitas dengan laju alir metana 6 L/jam diperoleh konversi metana tertinggi adalah 76,1% dan kemurnian hidrogen tertinggi adalah 79,3%. Yield karbon yang dihasilkan oleh 1,81 gram katalis adalah 57,34 gram karbon. Dari hasil percobaan diperoleh bahwa kapasitas reaktor ini adalah 393,19 gram/hari.

---

Scale-up of gauze-type structural catalyst reactor to produce 1 kg/day nanocarbon by geometric similarity results in 140 L/h methane flow, 8 cm reactor diameter, 32 cm reactor length, 0,64 mm gauze diameter, 10 meshes/inch, and 2938,982 cm2 catalyst surface area. The purpose of this experiment is to produce nanocarbon and hydrogen by gauze-type structural catalyst through catalytic decomposition of methane with Ni-Cu-Al catalyst. Two experiment that have already done are stability test for 17 hours and activity test for 20 minutes at 700°C. In stability test with 20 L/h methane flow, the highest conversion of methane is 96,77% and the highest hydrogen purity is 97,46%. Yield carbon that produced by 1,83 gram catalyst is 170,36 gram carbon. In activity test with 6 L/h methane flow, the highest conversion of methane is 76,1% and the highest hydrogen purity is 79,3%. Yield carbon that produced by 1,81 gram catalyst is 57,34 gram carbon. From the experiment, the production capacity of the reactor is 393,19 gram C/day.

Abstrak :
Evaluasi dan perbaikan desain scale-up reaktor katalis terstruktur gauze untuk memperoleh 1 kg/hari nanokarbon dengan prinsip geometric similarity. Menggunakan basis data scale up laju alir metana 140 L/h, diameter reaktor 8 cm, panjang reaktor 32 cm, diameter wire 0,64 mm, jumlah mesh/inch 10, dan luas permukaan katalis 2938,982 cm2. Penelitian ini bertujuan untuk memperbaiki desain reaktor dan sistem produksi pada reaktor dengan katalis terstruktur wire melalui reaksi dekomposisi katalitik metana dengan katalis Ni-Cu-Al untuk memproduksi nanokarbon dan hidrogen. Pada reaktor katalis terstruktur wire ini dilakukan uji kinerja selama 860 menit pada suhu 700_C. Konversi metana tertinggi adalah 41,66% dan kemurnian hidrogen tertinggi adalah 30,45%. Yield karbon yang dihasilkan oleh 4,71 gram katalis adalah 179,15 gram karbon.

---

Evaluation and improvement design of Scale-up of gauze-type structural catalyst reactor to produce 1 kg/day nanocarbon by geometric similarity. Seize on scale up data, 140 L/h methane flow, 8 cm reactor diameter, 32 cm reactor length, 0,64 mm wire diameter, 10 meshes/inch, and 2938,982 cm2 catalyst surface area. The purpose of this experiment is to improve reactor design and production system by gauze-type structural catalyst reactor through catalytic decomposition of methane with Ni-Cu-Al catalyst. Performance experiment that have already done during 860 minutes at 700_C are stability test for 17 hours and activity test for 20 minutes of gauze structural catalyst at 700_C. The highest conversion of methane is 41,66% and the highest hydrogen purity is 30,45%. Yield carbon that produced by 4,71 gram catalyst is 179,15 gram carbon.