PEMBUATAN AYAKAN MOLEKULER BERBASIS KARBON UNTUK PEMISAHAN N2/O2 DARI PIROLISIS RESIN PHENOL FORMALDEHYDE

Abstract

Proses pemisahan campuran gas dengan menggunakan carbon molecular sieve (CMS) atau ayakan molekuler berbasis karbon merupakan teknologi proses pemisahan yang mulai banyak diterapkan di dalam industri kimia. Dalam penelitian ini, CMS untuk pemisahan N₂ dari udara dibuat dari pirolisis bahan polimer sintetis yaitu resin phenol formaldehyde (PF). Prekursor yang berupa resin tersebut dipanaskan dalam retort pada suhu 400-950^oC selama 0,5-3 jam yang disertai dengan pengaliran gas N₂ ke dalam retort dengan laju 100 mL/jam. Dengan proses pirolisis, atom-atom non-karbon penyusun bahan polimer akan terurai dan menguap sehingga hanya menyisakan arang karbon dengan struktur kerangka atom karbon yang sesuai dengan struktur kerangka dasar rantai polimer. Kemudian karbon hasil prolisis tersebut dipanaskan lebih lanjut pada suhu 750-950^oC sambil dialiri gas CO₂ selama 1 jam. Pada kondisi ini karbon akan mengalami proses gasifikasi parsial sehingga terbentuk karbon dengan porositas tinggi. Melalui rekayasa proses polimerisasi dan karbonisasi dihasilkan material karbon berpori yang mayoritas porinya adalah mikropori dengan ukuran pori efektif < 2 nm yang dapat dikategorikan sebagai CMS yang dapat dipergunakan untuk memisahkan campuran gas N₂-O₂.  Pada penelitian ini dihasilkan CMS dengan selektifitas kinetis D_N2/D_O2 sekitar 3.