Sensor Katalitik Dan Sensor Konduktif Zeolit
Zeolit dapat berperilaku sebagai katalis selektif dan mampu membedakan antara molekul gas berdasarkan ukuran dan bentuk, memungkinkan beberapa gas melalui strukturnyadan tidak menerima yang lain.
Selanjutnya, zeolit berperilaku dalam cara kromatografi melalui karakteristik difusi variabel. Di sisi lain, zeolite juga berperan sebagai konduktor ionik yang bermanfaat. Simak ulasan berikut.
Sensor Katalitik
Campuran gas dapat memasuki pori-pori zeolit, dan interior zeolit menyebabkan perbedaan kecepatan difusi. Akhirnya zeolit dapat melakukan reaksi katalitik yang melibatkan gas target, dan ini dapat menyebabkan produksi satu atau lebih molekul yang elemen sensor mungkin lebih atau kurang sensitif terhadapnya.
Dalam kasus yang ideal, reaksi katalitik ini akan spesifik untuk analit tertentu dan mengarah pada produksi beberapa spesies yang elemen sensornya lebih sensitif, sehingga menyebabkan peningkatan besar dalam sinyal respons untuk analit tertentu tanpa kemungkinan sensitivitas silang.
Zeolit yang kaya silikon dengan tingkat selektivitas yang tinggi menjadi perhatian khusus dalam desain perangkat sensor gas dengan interferensi silang yang sangat rendah. Sementara kepekaan terhadap kelas bahan kimia yang luas mungkin berguna dalam banyak aplikasi pemantauan, hal itu kurang diinginkan dalam kasus di mana tujuan utamanya adalah identifikasi spesies target dalam suatu campuran.
Salah satu cara untuk memodifikasi selektivitas dari katalis yang aktif secara luas adalah dengan mendispersikannya dalam host zeolit, di mana akses reaktan ke katalis menjadi, antara lain, fungsi dimensi steriknya relatif terhadap kerangka host.
Dengan mengingat fakta ini, chip sensor dengan zeolit yang mengandung katalis pembakaran disiapkan dan diuji untuk tanggapannya terhadap spesies reaktif. Pengaruh zeolit yang mengandung katalis pembakaran pada sinyal keluaran kalorimeter film tipis micromachined menunjukkan kepekaan terhadap spesies yang berbeda dapat diubah terutama tergantung pada ukuran pori zeolit yang digunakan.
Waktu ekuilibrasi dari keseluruhan sistem sensor jauh lebih besar daripada transduser yang tidak dimodifikasi. Yang paling signifikan, dengan memvariasikan ukuran mikropori katalis, sensor dapat dibuat untuk merespon lebih kuat terhadap hidrokarbon terkecil dan paling cepat menyebar daripada hidrokarbon dengan kandungan karbon terbesar.
Selain itu, cataluminescence yang dijelaskan oleh chemiluminescence yang dipancarkan selama oksidasi katalitik heterogen dari uap organik pada permukaan zeolit digunakan untuk menyiapkan elemen sensor optik 168. Perangkat sensor untuk deteksi selektif asetaldehida didasarkan pada zeolit FAU yang mengandung Na- dan Na/Cs.
Selektivitas terhadap asetaldehida dikaitkan dengan ukuran pori spesifik zeolit dan efek sterik. Selain itu, sifat ion yang bergerak memiliki peran penting untuk pengembangan lebih lanjut, karena berdampak pada keasaman dan aktivitas katalitik zeolit.
Dalam pendekatan alternatif zeolit digunakan untuk aplikasi penginderaan, dan ditemukan bahwa efek sensor propana terjadi pada elektroda zeolit/Au dan dikendalikan oleh difusi massal propana ke dalam pori-pori zeolit.
Pengetatan undang-undang emisi untuk mobil penumpang dan kendaraan tugas berat dalam hubungannya dengan kebutuhan mendesak untuk efisiensi bahan bakar mengarah pada konsep power train yang dioperasikan secara ramping, yang diperlukan gas buang baru setelah metode perawatan seperti katalis penyimpanan NOx dan pengurangan NOx katalitik selektif amonia, atau bahkan untuk kombinasi keduanya.
Beberapa sensor knalpot baru diusulkan dalam beberapa tahun terakhir. Perangkat penginderaan harus menyediakan fungsionalitas tiga kali lipat. Itu harus konduktif secara listrik, selektif katalitik, dan aktif secara elektrokimia.
Semua fungsi harus sangat stabil dalam jangka panjang di lingkungan yang keras dari knalpot otomotif atau industri. Oleh karena itu, diperlukan proses pengembangan material yang intensif yang menggabungkan ketiga fungsi tersebut dalam satu konfigurasi material yang kompleks.
Konsep sensor gas campuran baru, di mana fungsi elektroda dipisahkan, cocok untuk deteksi amonia selektif di knalpot. Sebuah sensor dengan dua elektroda berpori yang sama konduktifnya, salah satunya ditutupi oleh katalis berpori yang tersedia secara komersial dengan stabilitas jangka panjang yang terbukti di knalpot disajikan.
Zeolit yang mengandung besi (Fe-ZSM5) digunakan sebagai pelapis elektroda. Keuntungan dari konsep ini adalah bahwa bahan katalis tidak perlu konduktif secara elektrik tetapi untuk memberikan selektivitas katalitik yang diminta dan stabil dalam jangka panjang.
Sensor diuji dalam gas buang sintetis yang dipanaskan (10 vol.% O2, 6,5 vol.% CO2, dan 7 vol.% H2O), sehingga mensimulasikan pembuangan mesin yang dioperasikan pada rasio udara-ke-bahan bakar. NH3; dan nitrogen oksida (NO dan/atau NO2) ditambahkan dalam konsentrasi yang berbeda ke gas dasar. Ditunjukkan bahwa sensor campuran ini dengan lapisan katalis tambahan sebagai bahan aktif memiliki potensi tinggi untuk deteksi amonia.
Sensor Konduktif Zeolit
Peran zeolit sebagai konduktor ionik membuka minat bahan ini untuk aplikasi penginderaan. Pergerakan kation ekstra-kerangka dalam menanggapi medan listrik adalah dasar konduktivitas. Selain itu, efek dari molekul polar dan nonpolar yang berbeda teradsorpsi pada konduktivitas ionik zeolit telah dieksplorasi.
Hasil dari studi ini telah mengarah pada pemanfaatan perubahan konduktivitas ionik zeolit dengan adanya molekul dan dengan demikian kemungkinan merancang sensor gas baru. Ada banyak penelitian tentang mekanisme dasar efek amonia pada konduktivitas berbagai jenis zeolit pada suhu tinggi.
Studi tentang pengaruh amonia pada zeolit terdehidrasi BEA telah dilakukan dan peningkatan konduktivitas curah proton dari material diukur. Hasil ini dikaitkan dengan adsorpsi molekul NH3, yang mendukung transpor proton dari satu situs aluminium dalam kerangka zeolit ke yang berikutnya.
Karena efeknya pada dasarnya tergantung pada jumlah NH3 yang teradsorpsi, yaitu pada tekanan parsial amonia pNH3, zeolit penghantar proton adalah kandidat yang menjanjikan untuk sensor amonia konduktometri atau impedometrik.
Sensor zeolit yang kuat dimaksudkan untuk digunakan untuk aplikasi gas buang otomotif, karena tidak ada interferensi silang yang signifikan dari hidrokarbon, CO2, CO, dan O2 yang diamati ketika dioperasikan pada 420 °C. Dalam studi selanjutnya, yang serupa Konsep sensor menggunakan protonconducting H-MFI zeolit untuk deteksi amina konduktometri telah disajikan.
Sensor gas hidrokarbon yang sangat selektif berdasarkan elektroda interdigital Au yang dilapisi dengan film zeolit dan krom (III) oksida dilaporkan. Zeolit tidak menutupi oksida logam semikonduktor sebagai lapisan filter aktif katalitik, sedangkan film Cr2O3 diterapkan di atas film zeolit ZSM-5 yang didoping-ion Pt.
Spektrum impedansi sensor tersebut menunjukkan frekuensi tinggi setengah lingkaran, yang ditugaskan untuk mobilitas ionik hidrokarbon dalam bahan curah zeolit. Pengukuran pada frekuensi tetap dalam rentang ketergantungan gas menunjukkan sensitivitas tinggi terhadap gas hidrokarbon yang berbeda dan tidak ada sensitivitas silang terhadap CO dan H2. Mekanisme penginderaan baru ini dikaitkan dengan antarmuka antara zeolit dan Cr2O3.
Pengaruh keasaman dan diameter pori zeolit (MFI, MOR dan BEA) pada deteksi molekul basa seperti air, asetonitril, amonia, benzonitril, piridin, anilin, dan trietilamin diselidiki. Untuk molekul yang lebih kecil dengan diameter kurang dari 0,4 nm (air, asetonitril, dan amonia), korelasi yang baik diamati antara respons dan afinitas proton dari molekul basa.
Hal ini menunjukkan bahwa interaksi asam-basa merupakan faktor utama ketika diameter molekul lebih kecil dari diameter pori zeolit. Sedangkan untuk molekul yang lebih besar (benzonitril, piridin, anilin, dan trietilamina) yang diameter molekulnya hampir sama dengan diameter pori zeolit, besar responnya lebih rendah daripada molekul yang lebih kecil.
Kuantifikasi spesies teradsorpsi oleh FTIR in situ mengungkapkan bahwa besaran respons untuk molekul yang lebih besar secara signifikan tergantung pada mobilitas spesies yang bermigrasi, yang dikendalikan oleh ukuran relatif molekul terhadap diameter pori zeolit . Sensitivitas MFI, MOR dan BEA-zeolit sensor ke berbagai molekul basa sebagai fungsi afinitas proton, yang dapat dianggap sebagai ukuran kekuatan basa molekul telah diselidiki.
Sensitivitas umumnya meningkat dengan peningkatan afinitas proton. Kecenderungan ini menunjukkan bahwa interaksi asam-basa antara zeolit dan molekul probe merupakan faktor penting untuk sensitivitas tinggi dari sensor berbasis zeolit.
Dalam kasus deteksi NH3, sensitivitas dalam urutan MOR > MFI > BEA, sedangkan diameter pori adalah sebagai MOR = BEA > MFI, yang menunjukkan kontribusi besar interaksi asam-basa antara zeolit dan molekul probe.
Dalam kasus molekul besar seperti piridin dan trietilamina, sensitivitas sangat bergantung pada jenis zeolit (MOR > BEA > MFI) yang menunjukkan kontribusi signifikan difusi dalam mendeteksi molekul yang lebih besar.
Perangkat sensor yang menggunakan konduktivitas sebagai ukuran langsung untuk analit dengan konsentrasi yang berbeda dapat dibagi menjadi dua subkelompok tergantung pada lokalisasi efek tersebut. Interaksi tersebut melibatkan sebagian besar zeolit dan terjadi di dalam saluran (pori-pori), atau sebagian besar terbatas pada antarmuka antara zeolit dan fase tetangga.
Konsep sensor konduktometri untuk kelembaban dan gas yang mudah terbakar telah dikembangkan. Suhu kerja untuk perangkat konduktif berada di kisaran 40-110 °C. Kemudian, konsep yang sama diterapkan pada sensor berbasis zeolit impedometrik untuk deteksi kelembaban di lingkungan yang lebih parah.
Di sini, impedansi film zeolit kaya Si ditemukan merespon secara linier dan reversibel bahkan terhadap jejak kelembaban. Spektroskopi impedansi zeolit Y yang ditukar Na+ diselidiki dengan adanya Dimethylmethylphosphonate (DMMP), yang merupakan stimulan untuk agen saraf organofosfat yang sangat beracun Sarin.
Hal ini menunjukkan bahwa konduktivitas Na+ dalam zeolit menurun dengan adanya uap DMMP pada tingkat ppm. Permukaan zeolit memiliki efek yang dapat diabaikan pada dekomposisi DMMP, sedangkan gerakan kation intrazeolit yang difasilitasi oleh reorientasi DMMP bertanggung jawab atas penurunan impedansi.
Kation dengan ukuran lebih besar di supercage menunjukkan peningkatan impedansi ketika terkena DMMP, mungkin karena interaksi tolak menolak gerakan ionik. Perubahan impedansi NaY dapat digunakan sebagai sensor untuk mendeteksi organofosfat pada suhu tinggi.
Selain itu, selektivitas terhadap DMMP dengan adanya CO, NH3, dan hidrokarbon seperti metana dan propana telah meningkat. Konsep sensor serupa untuk deteksi amina dikembangkan. Dengan mengukur impedansinya pada suhu tinggi, elemen sensor amonia selektif diperoleh.
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.
Tags :
Ady Water
ADY WATER
Konsultasi Gratis dengan para sales kami untuk menemukan solusi yang paling tepat untuk kebutuhan Bapak Ibu
- Ady Water
- Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194
- Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830
- Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480
- Kupang Panjaan I No.18, DR. Soetomo, Kec. Tegalsari, Kota SBY, Jawa Timur 60264
- 022 723 8019