Mengenal Polythiophene/Zeolite Nano-Composites
Polimer konduktif dapat diterapkan di berbagai bidang seperti kimia, fisika, elektronik, optik, material, dan ilmu biomedis. Aplikasi ini mencerminkan sifat karakteristiknya, seperti konduktivitasnya, stabilitas termal dan lingkungan yang baik, persiapan yang relatif mudah, perubahan konduktivitas listrik atau warna ketika terkena asam, basa dan beberapa uap atau cairan netral, nilai kapasitansi yang sangat tinggi, dll.
Selain itu, dalam beberapa dekade terakhir, telah tumbuh minat dalam pengembangan bahan hibrida organik-anorganik untuk mendapatkan jenis bahan baru dengan perilaku sinergis atau komplementer untuk berbagai aplikasi praktis dan teknologi.
Dalam hal ini, polimer konduktif / nanokomposit zeolit mungkin menjadi pilihan yang efisien sebagai bahan hibrida yang bermanfaat dalam berbagai aplikasi komersial dan teknologi seperti sensor, katoda sel, anti korosi, membran, penghilangan logam berat beracun dari air laut dan air limbah. Namun, bahan-bahan ini kurang dieksploitasi dan hanya ada beberapa penelitian yang dilakukan seputar persiapan dan aplikasi polimer konduktif/hibrida zeolit.
Politiofena/Zeolit (Nano-) Komposit
Politiofena/zeolit (nano-) komposit polimer penghantar listrik telah dipelajari secara luas selama beberapa dekade terakhir karena sifat semikonduktor dan optoelektroniknya yang unik. Secara khusus, poli-tiofena (PTh) terkonjugasi-p menonjol sebagai salah satu anggota paling menjanjikan dari keluarga polimer terkonjugasi karena stabilitas lingkungan dan termal yang sangat baik, kekuatan mekanik, sifat magnetik, dan optik, serta jangkauannya yang luas dari aplikasi.
Mekanisme yang diterima secara umum untuk polimerisasi oksidatif tiofena melibatkan pembentukan kation radikal. Polimerisasi oksidatif tiofena menggunakan FeCl3 sebagai oksidan ditulis. Dalam beberapa dekade terakhir, ada banyak perhatian yang diberikan pada pengembangan bahan nanokomposit organik-anorganik baru untuk aplikasi optik dan elektronik.
Di antara berbagai bahan hibrid organik-anorganik yang mungkin cocok untuk aplikasi yang disebutkan di atas, komposit (nano-) dari polimer terkonjugasi seperti politiofena(PTh) dan turunannya dengan zeolit merupakan hal yang menarik. Zeolit dapat dimasukkan ke dalam politiofena untuk menghasilkan komposit konduktor (nano-) dengan sifat fisikokimia yang lebih baik. Selain itu, politiofena dapat dipolimerisasi di dalam rongga zeolit untuk menghasilkan nanokomposit PTh/zeolit dengan struktur dan sifat yang terkontrol.
Peneliti melaporkan sintesis sistem fotokatalis politiofena/ZSM-5 dengan polimerisasi oksidatif in situ tiofena dengan FeCl3 dalam suspensi zeolit Na-ZSM-5. Mereka menyelidiki bahwa polythiophene yang disintesis menyerap radiasi dalam rentang spektrum elektromagnetik yang terlihat dan dengan penerangan dengan cahaya tampak menghasilkan spesies oksigen reaktif (ROS) dalam media air. Menariknya, metode spin trapping EPR (Electron Paramagnetic Resonance) mendeteksi radikal hidroksil reaktif pada saat iluminasi.
Untuk menguji efisiensi sistem fotokatalis politiofena/ZSM-5 yang disintesis, mereka mengujinya pada pembunuhan bakteri E. Coli (gram-negatif Escherichia Coli) dan S. Aureus (gram positif Staphylococcus). Seperti yang ditunjukkan pada data, jumlah sel hidup dari kedua spesies bakteri (G+bakteri S. aureus dan G+bakteri E. coli) menurun tergantung pada jumlah fotokatalis bila diperlakukan dengan cahaya tampak (texp¼16 jam).
Namun, jelas, bahwa E. coli terbukti lebih sensitif daripada S. aureus. Selain itu, mereka menyimpulkan bahwa konsentrasi radikal _OH, yang dihasilkan oleh penyinaran dengan cahaya tampak, mampu menurunkan jumlah sel yang bertahan dari 65% menjadi 50%. Dengan demikian sistem fotokatalis politiofena/ZSM-5 yang disintesis dapat diterapkan dalam perlindungan lingkungan yang terkontaminasi secara biologis.
Penelitimengembangkan komposit politiofena konduktif berbasis politiofena/Y-zeolit melalui polimerisasi oksidatif kimia tiofena (Th) dengan adanya dispersi Y-zeolit (bubuk) dalam pelarut kloroform menggunakan oksidan FeCl3 anhidrat dan menyelidiki responnya terhadap ion sulfida.
Seperti yang ditunjukkan data, SEM dan TEM mengungkapkan pembentukan partikel komposit dengan diameter rata-rata dalam kisaran 0,3-0,35 mm. TEM mengungkapkan morfologi "raspberry" di mana partikel zeolit "direkatkan" dengan rantai PTh. Selain itu, serpihan seperti sifat PTh berubah dan partikel berbentuk jelas terbentuk, menghasilkan beberapa peningkatan dalam kekompakan polimer serta memperlambat penuaan dan meningkatkan konduktivitas listriknya.
Mereka menyelidiki bahwa PTh/Y-zeolit-FeCl3 komposit yang disintesis memiliki nilai konduktivitas DC yang sangat tinggi (10 x 2 x Scm 1) dibandingkan dengan sistem berbasis PTh lainnya. Mereka menyarankan bahwa penampilan konduktivitas tinggi dalam komposit PTh/Y-zeolit adalah fitur unik dari sistem polimerisasi ini.
Mereka menerapkan komposit PTh/Y-zeolit yang disintesis sebagai elektroda selektif ion (ISE) untuk penentuan langsung ion sulfida dalam larutan. Seperti ditunjukkan pada Gambar. 20, di antara anion yang berbeda, ion sulfida memberikan respon karakteristik yang lebih baik. Elektroda selektif menunjukkan respons linier terhadap aktivitas ion S2 dalam rentang konsentrasi 1 x 10 x 7 hingga 1 x 10 x 4M dengan kemiringan Nernstian 29,2 +_0,7 mV per dekade (n¼5).
Selain itu, mereka menyimpulkan bahwa respon elektroda yang disiapkan stabil pada suhu yang relatif tinggi. Elektroda berhasil diaplikasikan untuk penentuan kandungan S2 dalam larutan berair dengan pengaturan pH.
Data ilmiah melaporkan sintesis komposit politiofena/13X-zeolit konduktif melalui polimerisasi oksidatif kimia tiofena (Th) dengan adanya dispersi 13X-zeolit (bubuk) dalam pelarut kloroform (CHCl3) menggunakan besi klorida anhidrat (FeCl3) sebagai oksidan . Nilai konduktivitas DC dari komposit PTh/13X-zeolit hasil sintesis berada pada urutan 10 x 2Scm x 1, yang memang tinggi dibandingkan dengan PTh, yang dihasilkan pada kondisi yang sama seperti di atas tanpa adanya 13X-zeolit.
Secara umum, citra SEM zeolit 13X menunjukkan adanya partikel kecil hampir globular dengan ukuran (1,5–3,0 mm). Sebaliknya, citra SEM komposit PTh/13X-zeolit menunjukkan pembentukan gumpalan gumpalan dengan ukuran yang tidak seragam (diameter rata-rata bervariasi dari 5,0 hingga 10,0 mm).
Mereka menyarankan bahwa morfologi tersebut mungkin dihasilkan dari sementasi bagian PTh dengan partikel 13X-zeolit. Mereka menyimpulkan bahwa, studi stabilitas termogravimetri mengungkapkan tren stabilitas termal keseluruhan sebagai berikut: 13X > PTh-13X > PTh. Total kehilangan berat hingga suhu 800 OC yang dialami oleh homo-polimer 13X, PTh/13X dan PTh murni berturut-turut adalah 20, 65 dan 100%.
Seorang peneliti melaporkan polimerisasi monomer pirol dan tiofena ke dalam inang mordenit yang ditukar tembaga. Komposit hasil sintesis dikarakterisasi menggunakan spektroskopi serapan EPR dan UV-vis. Spektra resonansi paramagnetik elektron (EPR) menunjukkan penurunan intensitas sinyal Cu2+ dan munculnya sinyal radikal karena pembentukan rantai oligomer dan/atau polimer yang digabungkan secara oksidatif pada inang zeolit.
Selain itu, mereka menyelidiki bahwa reaksi berhenti ketika ca. 50% tembaga telah bereaksi dan perbedaan dalam bentuk sinyal sisa Cu2+ antara reaksi tiofena dan pirol menunjukkan tingkat penetrasi reaksi yang lebih besar ke dalam inang zeolit untuk pirol.
Intensitas sinyal EPR mengungkapkan bahwa panjang rata-rata rantai polimer yang dikaitkan dengan masing-masing pusat radikal adalah 15-20 dan 5-7 unit monomer untuk pirol dan tiofena masing-masing. Seperti yang ditunjukkan data, lebar sinyal EPR menunjukkan bahwa ini setidaknya sebagian karena oligomer kecil. Hasilnya, mengkonfirmasi bahwa pertumbuhan polimer difusi terbatas pada sampel zeolit dan juga menunjukkan bahwa rantai polimer yang lebih pendek terbentuk dalam HM.
Ahli menjelaskan sintesis poli(asam 3-tiofenaasetat), (P3TAA), komposit dengan zeolit L (L), mordenit (MOR), dan beta (BEA) melalui pencampuran kering acak. Komposit fabrikasi diaplikasikan sebagai sensor gas terhadap H2, dan respon konduktivitas listrik terhadap H2 diselidiki untuk pengaruh kandungan zeolit, jenis zeolit, jenis kation, dan konsentrasi kation.
Mereka menemukan bahwa respons dan sensitivitas konduktivitas listrik negatif umumnya terjadi ketika terpapar H2 relatif terhadap N2, karena interaksi yang lebih lemah antara H2 dan polaron atau spesies bipolar dibandingkan dengan interaksi antara N2 dan situs aktif dari asam perklorat yang didoping P3TAA. Mekanisme diusulkan oleh peneliti untuk interaksi H2-P3TAA.
Nilai sensitivitas konduktivitas listrik tertinggi diperoleh dengan MOR 20% (v/v). Namun penurunan nilai sensitivitas terjadi dengan meningkatnya konsentrasi zeolit MOR dari 20 menjadi 50% (v/v); ini muncul dari berkurangnya situs aktif yang tersedia untuk interaksi antara H2 dan spesies polaron atau bipolaron.
Sebaliknya, untuk komposit dengan 20% (v/v) L, MOR, dan BEA, sensitivitas konduktivitas listrik meningkat dengan menurunnya kandungan Al karena interaksi yang lebih kecil antara H2 dan zeolit, dan akibatnya interaksi yang lebih besar antara H2 dan situs aktif pada rantai P3TAA.
Untuk pengaruh jenis kation, semakin tinggi keelektronegatifan dan semakin kecil jari-jari ionik Li+ yang dimuat ke dalam kerangka zeolit MOR menyebabkan sensitivitas konduktivitas listrik lebih rendah daripada komposit yang dimuat dengan Na+ dan K+. Mereka menyimpulkan bahwa untuk komposit dengan zeolit L yang dimuat dengan Na+ pada 0, 15, 20, 30, dan 50 mol%, sensitivitas konduktivitas listrik meningkat dengan meningkatnya kandungan Na+ hingga 30 mol% dan menurun di luar itu.
Distributor Zeolit Untuk Berbagai Aplikasi dan Industri
Jika Anda adalah perusahaan yang membutuhkan zeolit untuk pengolahan berbagai produk Anda, kami siap membantu. Ady Water jual zeolit untuk filter air jenis batu, pasir, dan tepung. Kemasan zeolit per karung 20 kilogram dan eceran 4 kilogram.
Kami juga sudah suplai zeolit ke industri food and beverage, berbagai BUMN, kebutuhan softener (Pelunak Air / Pengurang Kesadahan Air) rumah tangga. Semua produk kami ready stock. Selain itu, kami juga dapat memberikan suplai hingga puluhan ton secara rutin per bulan atau sesuai dengan kebutuhan Anda.
Untuk informasi lebih lanjut bisa hubungi kami di;
Pusat Zeolit Unggulan Ady Water Bandung
Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194
Zeolit Filtrasi Air Jakarta
Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830
Zeolit Untuk Air Bersih Jakarta Barat
Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480
Atau Anda juga bisa langsung kontak sales kami secara langsung baik via phone maupun WhatsApp:
• 0821 2742 4060 (Ghani)
• 0812 2165 4304 (Yanuar)
• 0821 2742 3050 (Rusmana)
• 0821 4000 2080 (Fajri)
• 0812 2445 1004 (Kartiko)
• 0812 1121 7411 (Andri)
Untuk Anda yang membutuhkan zeolit baik untuk kebutuhan pengolahan air rumah tangga maupun industri termasuk bagi Anda yang menjalankan bisnis pengolahan air, silahkan kontak kami segera.
Jika Anda memiliki pertanyaan seputar zeolit, silahkan kontak kami untuk diskusi lebih lanjut dan temukan produk zeolit sesuai kebutuhan. Kami di Ady Water menawarkan zeolit terbaik untuk berbagai aplikasi. Silahkan datang ke kantor kami atau kontak sales kami di nomor di atas. Terima kasih.