Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Teknologi membran memiliki banyak keunggulan dalam separasi gas karbon dioksida dari gas bumi karena menggunakan energi yang lebih sedikit, bersifat compact, dan sedikit kebutuhan maintenance maupun inspection. Penelitian ini berfokus pada pengembangan film pendukung menggunakan selulosa asetat sebagai polimer dasar dan PEG (polyethylene glycol) sebagai zat carrier dan NN’-MBA (methylenebisacrylamide) sebagai crosslinker serta radiasi dengan sinar gamma sebagai pemicu terjadinya crosslink. Pengujian karakterisasi membran juga dilakukan dengan SEM (scanning electron micrograph) dan FTIR (Fourier transforms infrared). Performa membran berupa permeabilitas dan selektivitas juga akan diuji dengan menggunakan gas biner CO2/CH4. Penelitian menunjukkan bahwa membran dengan PEG memiliki selektivitas yang lebih tinggi jika dibandingkan membran tanpa PEG di samping memiliki permeabilitas yang juga cenderung lebih tinggi. Keberadaan NN’-MBA terlihat mempengaruhi morfologi permukaan membran dan meningkatkan performa membran yang dibuktikan dengan terjadinya plastisasi yang lebih lambat pada membran yang memiliki NN-MBA. Permeabilitas dan selektivitas terbaik terdapat pada membran CA PEG400 10 NN’-MBA 1% dengan tekanan operasi 50 psi.

---

Membrane technology has many advantages in gas separation of carbon dioxide from natural gas because it uses less energy, is compact, and requires little maintenance or inspection. This research focuses on the development of supporting films using cellulose acetate as a basic polymer and PEG (polyethylene glycol) as a carrier substance and NN'-MBA (methylenebisacrylamide) as a crosslinker and radiation with gamma rays as a trigger for crosslinking. Membrane characterization tests were also carried out by SEM (scanning electron micrograph) and FTIR (Fourier transforms infrared). Membrane performance in the form of permeability and selectivity will also be tested using CO2/CH4 binary gas. Research shows that membranes with PEG have higher selectivity when compared to membranes without PEG, besides having a higher permeability. The presence of NN'-MBA seems to affect the morphology of the membrane surface and improves membrane performance as evidenced by the slower plasticization of membranes containing NN-MBA. The best permeability and selectivity is found in CA PEG400 10 NN'-MBA 1% membrane with operating pressure of 50 psi."

"Pengujian pemisahan gas dilakukan dengan menggunakan membran cair yang telah dimodifikasi dengan nanozeolit Na-Y. Membran cair yang digunakan adalah cairan higroskopik gliserol yang diimpregnasikan ke dalam membran hidrofilik berpori polyvinilidene fluoride (PVDF). Membran PVDF ini berfungsi sebagai support dari gliserol. Membran cair tersebut dimodifikasi dengan nanozeolit Na-Y dan dilakukan pengujian untuk aplikasi pemisahan gas. Nanozeolit yang digunakan disintesis dengan menggunakan metode seeding. Hasil nanozeolit yang terbentuk kemudian dikarakterisasi dengan menggunakan SEM-EDS, XRD, FTIR, BET, serta PSA. Pola XRD menunjukkan nanozeolit yang terbentuk memiliki struktur zeolit Y. Hasil karakterisasi dengan SEM-EDS menunjukkan kristal nanozeolit yang saling bertumpuk dengan struktur berbentuk kubus dengan rasio Si/Al 3,21. Berdasarkan hasil pengukuran dengan menggunakan PSA, didapatkan distribusi terbesar dari ukuran nanozeolit adalah 2 nm. Campuran gas yang digunakan untuk aplikasi pemisahan gas adalah campuran gas yang mengandung CO2, N2, serta O2 dengan rasio perbandingan volume 1:1:1. Pengujian pemisahan gas dilakukan pada suhu 250C dengan variasi tekanan 0,5 bar dan 1,5 bar. Variasi juga dilakukan pada jumlah nanozeolit (5%-20%) yang ditambahkan pada membran cair. Berdasarkan hasil percobaan, pemisahan gas CO2 paling baik terjadi pada tekanan 0,5 bar dengan 20% penambahan jumlah nanozeolit.

---

Examination of gas separation was carried out by using a Na-Y nanozeolite modified liquid membrane. Liquid of hygroscopic glycerol used as the liquid membrane was impregnated in a porous hydrophilic polyvinilidenen fluoride (PVDF) membrane. The PVDF membrane serves as a support of glycerol. The liquid membrane was modified by nanozeolite Na-Y examined for application of gas separation. Nanozeolite was synthesized by seeding method and then characterized by using SEM-EDS, XRD, FTIR, BET, and PSA. XRD patterns showed that nanozeolite structure was zeolite Y. SEM-EDS result showed that the crystal of nanozeolite grew over one another with cube-shaped structure and the Si/Al ratio is 3,21. Based on the PSA result, the biggest distribution size of nanozeolite obtained was 2 nm. A gas mixture that contains of CO2, N2, and O2 with volume ratio of 1:1:1 was used for gas separation. Examination of gas separation was carried out at 250C with various pressures of 0,5 bar and 1,5 bar. The number of nanozeolite in the liquid membrane was also varied (5%-20%). Based on experimental, the best separation of CO2 gas can be obtained with pressure of 0,5 bar and 20% the number of nanozeolite."

"Cadangan gas alam berkualitas rendah didefinisikan sebagai ladang gas yang mengandung lebih dari 2% CO2, 4% N2 dan 4 bagian per juta (ppm) hidrogen sulfida (H2S). CO2, H2S dan gas asam lainnya, harus dihilangkan dari gas alam karena dengan adanya air, pengotor ini dapat membentuk asam yang menimbulkan korosi pada jaringan pipa dan peralatan lainnya, sehingga perlu dilakukannya pemisahan gas. Pemisahan membran lebih menjanjikan sebagai pengganti yang menjanjikan dengan emisi dan efisiensi energi yang lebih baik. Dengan diperkenalkannya kerangka logam-organik (MOFs), pemisahan gas berbasis membran telah menjadi pilihan yang lebih terjangkau. Evaluasi dilakukan terhadap membran Zr-fum100-fcu-MOF dan Zr-fum67-mes33-fcu-MOF dengan program Quantum ESPRESSO, LAMMPS. Simulasi dilakukan dengan memvariasikan suhu (300K, 325K, 350K, 425K). Hasil simulasi menunjukkan bahwa muatan pada Zr-fum100-fcu-MOF memengaruhi koefisien difusi CH4 sebesar 0,08 A²/ps, CO2 sebesar 0,21 A²/ps, dan N2 sebesar 0,00063 A²/ps. Penggunaan medan gaya UFF dan UFF4MOF tidak menunjukkan perbedaan. Variasi suhu mempengaruhi peningkatkan koefisien difusi molekul hingga 0-0,5 A²/ps. Zr-fum67-mes33-fcu-MOF menunjukkan selektivitas yang lebih tinggi dan kinerja difusi yang lebih baik pada suhu yang lebih tinggi dibandingkan dengan Zr-fum100-fcu-MOF, dengan struktur yang lebih kompleks memberikan efisiensi dalam saluran difusi molekul gas. Metode yang digunakan masih memiliki hasil yang kurang akurat, sehingga dibutuhkan metode lain, yaitu CGD-MD dan NEMD.

---

Low-quality natural gas reserves are defined by containing more than 2% CO2, 4% N2, and 4 parts per million (ppm) of hydrogen sulfide (H2S). CO2, H2S, and other acidic gases must be removed from natural gas to prevent acid formation in the presence of water, which can cause corrosion in pipelines and equipment, necessitating gas separation. Membrane separation offers a promising alternative with improved emissions and energy efficiency. With the introduction of metal-organic frameworks (MOFs), membrane-based gas separation has become a more affordable option. Evaluation was conducted on Zr-fum100-fcu-MOF and Zr-fum67-mes33-fcu-MOF membranes using Quantum ESPRESSO and LAMMPS programs. The simulations were conducted by varying the temperature (300K, 325K, 350K, 425K). Simulation results indicate that the charge on Zr-fum100-fcu-MOF affects the diffusion coefficients of CH4 by 0.08 A²/ps, CO2 by 0.21 A²/ps, and N2 by 0.00063 A²/ps. The use of UFF and UFF4MOF force fields showed no differences. Temperature variation influences molecular diffusion coefficients by up to 0.5 A²/ps. Zr-fum67-mes33-fcu-MOF exhibits higher selectivity and better diffusion performance at higher temperatures compared to Zr-fum100-fcu-MOF, benefiting from a more complex structure that enhances molecular gas diffusion efficiency. However, the current methods have limitations in accuracy, warranting the exploration of alternative methods such as CGD-MD and NEMD."

"Teknik pemisahan gas digunakan di pabrik pengolahan gas alam untuk memisahkan CH4 dari kontaminan gas utama seperti CO2 dan N2 yang dapat mengurangi nilai kalor, merusak pipa dan peralatan, dan kapasitas pipa limbah. Metode pemisahan berbasis membran sangat diinginkan karena teknologi yang bersih, penghematan energi, serta kemampuannya untuk menggantikan proses konvensional, berbeda dengan distilasi kriogenik yang membutuhkan konsumsi energi yang tinggi dan penyerapan berbasis amina. Baru-baru ini, pemisahan gas menggunakan membrane Metal-Organic Framework Zr-〖fum〗_67-〖mes〗_33-fcu-MOF telah ditemukan untuk memisahkan CH4 dari CO2 dan N2 secara selektif, dan analisis tekno-ekonomi menunjukkan bahwa menggunakan membran seperti itu pada skala industri menjanjikan karena dapat mengurangi secara simultan. penghilangan biaya CO2 dan N2 sekitar 73%, relatif terhadap distilasi kriogenik dan penangkapan CO2 berbasis amina. Penelitian sebelumnya mengungkapkan bahwa mengendalikan aperture dari membran Zr-X-fcu-MOF dengan jenis yang berbeda dan variasi penghubungnya memiliki keunggulan. Dalam penelitian ini, dengan menggunakan teori fungsional densitas, kami menyelidiki secara komputasi apakah memperkenalkan penghubung asam malonat yang lebih kecil, atau asam mesakonat dan asam malat yang lebih fleksibel dapat meningkatkan pemilihan pemisahan CO2/CH4. Setelah membangun dan mengoptimalkan struktur membran, molekul gas individu (CH4/CO2) ditempatkan sebelum dan sesudah memasuki membran, dan jalur yang disukai secara energetik yang menghubungkan kedua keadaan dicari menggunakan metode climbing image-nudged elastic band (CI-NEB). Profil energi potensial yang dihasilkan dibandingkan dengan profil energi membrane Metal-Organic Framework Zr-〖fum〗_67-〖mes〗_33-fcu-MOF, dan hubungan antara tinggi penghalang dan variasi penghubung akan dianalisis. Semua perhitungan dilakukan dengan menggunakan Quantum Espresso suite, dan VMD sebagai visualisasi. Hasil untuk keempat membran tersebut adalah struktur yang menguntungkan dan konfigurasi yang stabil. Diperoleh melalui perhitungan energi interaktif dengan rentang -13.23 kJ/mol hingga -34.81 kJ/mol. CH4 memiliki hambatan energi yang lebih tinggi daripada CO2. Dengan menganalisis perbedaannya, diketahui bahwa penghubung mesakonat dan malik memiliki perbedaan hambatan energi tertinggi sebesar 9.15 kJ/mol dan 10.07 kJ/mol sesuai urutan, yang berarti lebih baik dalam pemisahan. Hambatan energi tertinggi terdapat pada penghubung malik, sementara hambatan energi terendah terdapat pada penghubung malonat.

---

Gas separation techniques are employed in natural-gas processing plants to separate CH4 from major gas contaminants such as CO2 and N2 that can reduce the heating value, damage pipelines and equipment, and waste pipeline capacity. Separation methods based on membranes are highly desirable because of a clean technology, saving energy, and its ability to replace conventional processes as compared to the energy-intensive cryogenic distillation and amine-based absorption. Very recently, gas separation using a Zr-〖fum〗_67-〖mes〗_33-fcu-MOF membrane Metal-Organic Framework has been found to separate CH4 from CO2 and N2 selectively, and techno-economic analysis indicated that employing such membrane on an industrial scale is promising as it can reduce simultaneous removal of CO2 and N2 cost by about 73%, relative to cryogenic distillation and amine-based CO2 capture. Previous study revealed that controlling the aperture of Zr-X- fcu-MOF membranes with different type and variation of linkers is advantageous, and in the present study, using density functional theory, we investigate computationally whether introducing smaller malonic acid linker, or more flexible mesaconate acid and malic acid can improve CO2/CH4 separation selectivity. After constructing and optimizing the structure of membranes, individual gas molecule (CH4/CO2) is placed before and after entering membranes, and the energetically favoured path connecting the two states is searched using the climbing image nudged elastic band (CI-NEB) method. The resulting potential energy profiles are compared against those of membrane Metal-Organic Framework Zr-〖fum〗_67-〖mes〗_33-fcu-MOF, and the relation between barrier height and linker variation will be analyzed. All calculations are performed using Quantum Espresso suite, and VMD as visualization. The result for this study, all four membrane is a favorable structure and stable configuration.from interactive energy calculation with the range of -13.23 kJ/mol to -34.81 kJ/mol. CH4 is the higher energy barrier than CO2, both mesaconate and malic linker is the highest differences of activation energy meaning a better at separation with the value of discrepancy 9.15 kJ/mol and 10.07 kJ/mol in order. The highest energy barrier would be malic linker and the lowest energy barrier would be malonic linker.

"

"Karbon dioksida (CO2) merupakan salah satu pengotor dalam gas alam perlu dihilangkan karena sifatnya yang asam. Adanya CO2 dalam gas alam dapat menyebabkan korosi pada utilitas pabrik, menurunkan nilai kalor pembakaran, dan penyumbatan pada sistem perpipaan. Penelitian ini bertujuan untuk menguji kinerja membran selulosa asetat-polietilen glikol (CA-PEG) dengan penambahan cross-linker agent berupa polietilen glikol metil eter akrilat (PEGMEA) serta N,N-metilendiakrilamida (MDA) pada separasi gas CO2 dari CH4. Preparasi membran dilakukan dengan metode inversi fasa dengan pelarut aseton dan aditif formamida yang diberikan radiasi sinar gamma. Membran dibuat dengan variasi penambahan cross-linker agent yang digunakan (PEGMEA dan MDA), berat molekul PEG, dan dosis radiasi untuk dilihat pengaruhnya terhadap kinerja membran ketika diuji dengan gas CO2 dan CH4 murni. Hasil penelitian menunjukkan bahwa membran selulosa asetat-PEG 400 yang ditambahkan PEGMEA 1% dan iradiasi 10 kiloGray (kGy), memberikan hasil yang baik diantara seluruh membran yang diuji dengan selektivitas stabil cenderung meningkat yaitu selektivitas terbesarnya 61.18 ketika diuji dengan tekanan 110 psi.

---

Carbon dioxide (CO2) is one of the impurities in natural gas that need to be removed because of its acidic nature. CO2 in natural gas can cause corrosion in plant utilities, reduce the heating value of combustion, and clog the piping system. This study aims to test the performance of cellulose acetate-polyethylene glycol (CA-PEG) membranes with the addition of crosslinking agents in the form of polyethylene glycol methyl ether acrylate (PEGMA) and N,N-methylenebisacrylamide (MBA) in separating CO2 from CH4 gas. Membrane preparation was carried out using the phase inversion method with acetone as solvent and formamide as additives given gamma-ray radiation. Membranes were made with variations in addition of cross-linker agents used (PEGMA and MBA), a molecular weight of PEG, and radiation dose to see their effect on membrane performance when tested with pure CO2 and CH4 gases. The results showed that the cellulose acetate-PEG 400 membrane added with PEGMEA 1% and 10 kiloGray (kGy) irradiation, gave good results among all membranes tested with stable selectivity tending to increase; the highest selectivity was 61.18 tested with a pressure of 110 psi."

"Kandungan karbon dioksida di atmosfer terus meningkat setiap tahunnya dan mencapai kandungan tertinggi pada pada Juni tahun 2024 sebesar 426,91 ppm. Teknologi penangkapan karbon dioksida saat ini seperti menggunakan larutan alkali dan aminebased absorption memiliki kemampuan menangkap karbon dioksida yang bagus. Akan tetapi, teknologi saat ini membutuhkan biaya yang mahal. Oleh karena itu, metode pemisahan dengan adsorpsi menawarkan solusi pemisahan karbon dioksida dari flue gas yang energi efisien dan ramah lingkungan. Salah satunya adalah menggunakan kerangka logam - organik yang menunjukkan potensi yang sangat bagus karena kapasitas adsorpsi, selektivitas, dan penyesuaian pori yang bebas. Zn-ox-mtz (Zn2(ox)(mtz)2, Zn2C8H8N6O4) merupakan MOF yang menggunakan ligand mtz yang hemat biaya dan asam oksalat. MOF Zn menunjukkan kemampuan adsorpsi CO2 yang sangat bagus, kapasitas CO2 yang tinggi (58,0 STP cm3 g-1 pada 15 kPa), dan selektivitas CO2 /N2 (15/85, S > 106) yang sangat baik. Dalam penelitian ini, pemodelan adsorpsi dan difusi dilakukan untuk mendapatkan parameter simulasi yang sesuai dengan eksperimen, selektivitas adsorpsi, dan selektivitas difusi. Berdasarkan simulasi, parameter force field yang sesuai, yaitu UFF4MOF untuk membran Zn-ox-mtz dan TraPPe untuk gas karbon dioksida dan nitrogen. Serta, muatan (charge) yang sesuai untuk simulasi adalah DDEC6. Kerangka logam-organik Zn-ox-mtz menunjukkan selektivitas adsorpsi CO₂/N₂ yang meningkat dengan tekanan pada 298 K, dari 886,0 pada 15 kPa hingga 1884,5 pada 100 kPa. Selektivitas difusi N₂/CO₂ menurun seiring kenaikan suhu, yaitu 3,947; 3,299; dan 2,622 pada 298, 323, dan 373 K. Penurunan ini terjadi karena laju difusi CO₂ meningkat lebih tajam dibandingkan N₂. Energi aktivasi difusi CO₂ dan N₂ masing-masing adalah 15,05 kJ/mol dan 10,06 kJ/mol. Hasil ini menunjukkan bahwa Zn-ox-mtz berpotensi tinggi untuk aplikasi pemisahan CO₂, baik melalui mekanisme adsorpsi maupun difusi.

---

The carbon dioxide content in the atmosphere continues to increase every year and reached its highest content in June 2024 at 426.91 ppm. Current carbon dioxide capture technologies such as using alkali solutions and amine-based absorption have good carbon dioxide capture capabilities. However, current technologies are expensive. Therefore, the separation method by adsorption offers a solution for separating carbon dioxide from flue gas that is energy efficient and environmentally friendly. One of them is using a metal-organic framework that shows very good potential due to its adsorption capacity, selectivity, and free pore adjustment. Zn-ox-mtz (Zn2(ox)(mtz)2, Zn2C8H8N6O4) is a MOF that uses cost-effective mtz ligands and oxalic acid. The Zn MOF shows excellent CO2 adsorption capability, high CO2 capacity (58.0 STP cm3 g-1 at 15 kPa), and excellent CO2/N2 selectivity (15/85, S> 106). In this study, adsorption and diffusion modeling were performed to obtain simulation parameters that were in accordance with the experiment, adsorption selectivity, and diffusion selectivity. Based on the simulation, the appropriate force field parameters were UFF4MOF for the Zn-ox-mtz membrane and TraPPe for carbon dioxide and nitrogen gases. Also, the appropriate charge for the simulation was DDEC6. The Zn-ox-mtz metal-organic framework showed CO₂/N₂ adsorption selectivity that increased with pressure at 298 K, from 886.0 at 15 kPa to 1884.5 at 100 kPa. The N₂/CO₂ diffusion selectivity decreased with increasing temperature, namely 3.947; 3.299; and 2.622 at 298, 323, and 373 K. This decrease occurred because the CO₂ diffusion rate increased more sharply than N₂. The activation energy of CO₂ and N₂ diffusion is 15.05 kJ/mol and 10.06 kJ/mol, respectively. These results indicate that Zn-ox-mtz has high potential for CO₂ separation applications, both through adsorption and diffusion mechanisms."

"Mixed matrix membranes (MMMs) adalah material komposit yang terbuat dari polimer yang terisi dengan material pengisi. MMM digunakan secara luas dalam proses pemisahan gas, seperti memisahkan CO2 dari N2. Namun, MMM yang dimuat dengan padatan berpori diketahui memiliki trade-off permeabilitas-selektivitas, yang berarti, peningkatan permeabilitas gas pada membran menyebabkan selektivitas gas yang lebih rendah. Para peneliti menemukan cara untuk meningkatkan kinerja MMM. Tujuan dari proyek ini adalah untuk menyelidiki potensi kelebihan dari MMM berbasis poly(vinyl) alcohol (PVA) dan polymer of intrinsic microporosity (PIM-1) yang dimuat dengan cairan berpori dibandingkan dengan MMM yang dimuat padatan berpori dan membran murni. Aglomerasi MMM, permeabilitas CO2, dan selektivitas CO2/N2 diamati melalui uji karakterisasi menggunakan XRD, FTIR, dan TGA. Uji selektivitas dan permeabilitas dilakukan menggunakan welded gas rig. Lima bahan padat berpori (UiO-66-OH, phloroglucinol-based porous organic framework (POF), SNW-1, Aluminium Fumarate (AlFum) dan hollow silica (HS)) diimplementasikan untuk menjadi pengisi membran. Melalui uji karakterisasi (XRD, FTIR, TGA, SEM, DSC, BET, dan Pycnometer) dan pertimbangan model prediksi IAST, padatan berpori yang paling cocok dicairkan dan dimuat ke dalam membran. Hasillnya, MMM cair berpori mengalami pengurangan signifikan dalam aglomerasi, peningkatan permeabilitas CO2 dan peningkatan selektivitas CO2/N2 dibandingkan dengan membran murni dan MMM padat berpori. Temuan ini menegaskan keuntungan dari MMM cair berpori dalam pemisahan gas.

---

Mixed matrix membranes (MMMs) are composite materials made by embedding polymer with filler substances, and they are commonly used in gas separation processes, such as CO2 removal from N2. However, MMMs that contain porous solids typically exhibit a trade-off between permeability and selectivity, where increasing gas permeability reduces the membrane’s ability to selectively separate gases. To enhance the performance of MMMs, researchers are exploring different approaches. This project aims to examine the benefits of MMMs made from poly(vinyl) alcohol (PVA) and polymer of intrinsic microporosity (PIM-1), which are loaded with porous liquids, compared to MMMs loaded with porous solids and neat membranes. The study evaluates membrane agglomeration, CO2 permeability, and CO2/N2 selectivity through characterization methods like XRD, FTIR, and TGA, along with performance testing using a welded gas rig. The fillers used in the membranes include five porous solid materials: UiO-66-OH, a phloroglucinol-based porous organic framework (POF), SNW-1, Aluminium Fumarate (AlFum), and hollow silica (HS). By conducting various tests (XRD, FTIR, TGA, SEM, DSC, BET, and pycnometer) and considering the IAST prediction model, the most suitable porous solid is then liquefied and incorporated into the membrane. The results show that the use of porous liquids in MMMs reduces agglomeration and significantly improves CO2 permeability and CO2/N2 selectivity compared to MMMs containing porous solids and neat membranes. These findings highlight the potential advantages of porous liquid MMMs for gas separation applications."