Zeolite ZSM-5 : Simulasi Dinamika Molekuler Implantasi b-Oriented ZSM-5 Film Modifikasi Permukaan Substrat -Quartz Dengan Pengubah Berbeda

Zeolite ZSM-5 : Simulasi Dinamika Molekuler Implantasi b-Oriented ZSM-5 Film Modifikasi Permukaan Substrat -Quartz Dengan Pengubah Berbeda

Hasil dan Diskusi

Simulasi MD b-ZSM-5/PVA/Substrat
Adsorpsi PVA pada Permukaan Substrat

Gambar 2 menunjukkan snapshot dari sistem PVA/α-kuarsa. PVA secara spontan melekat pada permukaan substrat karena ikatan hidrogen. Konfigurasi molekul PVA merupakan struktur non-linier, sehingga terjadi aglomerasi pada permukaan substrat (Yan et al., 2016). Dapat dilihat bahwa dengan bertambahnya unit pengulangan PVA, aglomerasi PVA menjadi semakin jelas, terutama ketika jumlah PVA sama dengan 4-5; ketidakteraturan terbentuk pada permukaan substrat.

Semakin tinggi nilai MSD dan D maka semakin kuat mobilitas PVA pada permukaan substrat, secara tidak langsung menunjukkan semakin lemahnya interaksi antara permukaan substrat dengan PVA (Dai et al., 2017). MSD dan D (koefisien difusi) ditunjukkan pada Gambar 3A,B. Kurva MSD dan nilai D pada nomor PVA yang berbeda relatif kecil, menunjukkan interaksi yang kuat antara PVA dan permukaan substrat. 

Urutan nilai D dari molekul PVA yang berbeda adalah 1 > 4 5 3 > 2, menunjukkan bahwa PVA memiliki kemampuan interaksi paling kuat bila jumlahnya sama dengan 2. Distribusi konsentrasi relatif PVA pada permukaan substrat ditunjukkan pada Gambar 3C. Ketika jumlah molekul adalah 1 dan 2, nilai puncak dan bentuk puncak tetap sama dan menunjukkan puncak tunggal, menunjukkan bahwa lapisan termodifikasi tunggal dengan ketebalan 10 terbentuk. 

Namun, ketika jumlah molekul melebihi 3, puncak-puncak kecil terbentuk, menunjukkan bahwa satu lapisan termodifikasi hancur dan lapisan termodifikasi yang terbentuk tidak seragam. Juga dapat dilihat dari Gambar 3D bahwa jumlah ikatan hidrogen terbesar terbentuk ketika jumlah PVA sama dengan 2. Di atas segalanya, substrat sepenuhnya dimodifikasi dengan ketebalan 10-Å karena nomor PVA adalah 2.

Adsorpsi b-ZSM-5 pada PVA/Permukaan Substrat

Diagram snapshot b-ZSM-5 pada permukaan PVA/substrat ditampilkan pada Gambar 4. Ketika jumlah PVA adalah 1, b-ZSM-5 dapat teradsorpsi pada permukaan yang dimodifikasi. Namun, karena modifikasi yang tidak memadai, ZSM-5 miring pada permukaan yang dimodifikasi, dan ZSM-5 dengan orientasi b tidak dapat terbentuk. Ketika jumlah molekul PVA adalah 2, karena permukaan telah cukup dimodifikasi dengan struktur lapisan tunggal, ZSM-5 dapat ditanamkan secara stabil dengan orientasi b-aksial pada substrat yang dimodifikasi. Namun, ketika jumlah molekul PVA adalah 3-5, karena aglomerasi PVA membentuk ketidakteraturan, ZSM-5 dimiringkan atau tertanam di lapisan yang dimodifikasi PVA, sehingga ZSM-5 dengan orientasi b-aksial tidak dapat terbentuk.

Untuk menunjukkan lebih lanjut derajat orientasi ZSM-5 dengan orientasi b-aksial yang ditanamkan dalam substrat, sudut orientasi ZSM-5 dengan substrat dihitung, yang ditunjukkan pada Gambar 5A; orde sudut orientasi dengan kenaikan PVA adalah 2 > 3 > 1 > 4 > 5, menunjukkan bahwa dengan PVA bernomor molekul 2, ZSM-5 memiliki derajat orientasi sumbu-b tertinggi dan sudut orientasi 84,81° . Namun, sudut orientasi teoretis adalah 90°, karena gugus hidroksil PVA mendorong interaksi dengan ZSM-5. Meskipun lapisan pengubah seragam terbentuk, distribusi gugus hidroksil yang terpapar pada permukaan PVA tidak seragam (Gambar 5B), dan distribusi gaya dengan ZSM-5 tidak merata, sehingga ZSM-5 tidak sepenuhnya ditanamkan dengan orientasi b-aksial.

Energi interaksi model ZSM-5 dan PVA/substrat dapat dihitung menggunakan

Einter=Etotal−EPVA/substrat− EZSM−5

dimana Etotal adalah energi dari ZSM-5/PVA/substrat, EPVA/substrat adalah energi dari PVA/substrat, dan EZSM−5 adalah energi dari ZSM-5. Energi interaksi diberikan pada Tabel 1.

Dapat dilihat dari tabel bahwa ketika ZSM-5 ditanamkan pada permukaan substrat yang tidak sepenuhnya dimodifikasi oleh PVA, energi interaksinya lebih rendah daripada ZSM-5 dari substrat yang dimodifikasi bebas PVA. Ketika permukaan substrat sepenuhnya ditanamkan dengan pengubah, energi interaksi lebih tinggi daripada ZSM-5 tanpa substrat yang dimodifikasi PVA. Namun dapat dilihat dari tabel bahwa orde energi interaksi adalah 5 > 3 > 4 > 2 > 1 dengan bertambahnya jumlah unit pengulangan PVA. Ini karena ketika jumlah molekul PVA melebihi 3 (ketebalan 10 ), ZSM-5 tertanam di lapisan pengubah dan area kontak dengan pengubah meningkat, yang mengarah pada peningkatan potensi interaksi. ZSM-5 ditanamkan secara stabil dengan orientasi-b ketika jumlah molekul PVA adalah 2, dan area kontaknya kecil, menghasilkan energi interaksi yang rendah.

Simulasi MD b-ZSM-5/CTS/Substrat

Adsorpsi CTS pada Permukaan Substrat

Gambar 6 menunjukkan diagram snapshot dari CTS/substrat. Berbeda dengan unit struktural PVA, model molekul CTS bersifat linier (Razmimanesh et al., 2015; Asghari et al., 2017), yang sulit untuk menggumpal pada permukaan substrat. Oleh karena itu, dapat dilihat dari Gambar 6 bahwa CTS dapat teradsorpsi dan terakumulasi secara stabil pada permukaan substrat dengan ikatan hidrogen. ketika jumlah molekul adalah 1-4, lapisan CTS yang dimodifikasi pada permukaan substrat adalah seragam. Sebaliknya, ketika jumlah molekul mencapai 5, ketidakteraturan terbentuk, karena densitas curah CTS terlalu tinggi. Dapat juga dilihat bahwa ketika jumlah molekul CTS adalah 3-4, beberapa atom pada antarmuka CTS telah melekat pada permukaan substrat.

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7A, MSD dengan tiga unit berulang jauh lebih curam daripada molekul lain, yang sulit ditanamkan terlebih dahulu pada substrat. Ketika jumlah molekul adalah 1, 2, 4, dan 5, derajat difusi tidak kuat karena pengaruh hambatan sterik, menunjukkan bahwa ia dapat teradsorpsi secara stabil pada permukaan substrat. Ketika nilai D pada Gambar 7B dibandingkan, urutannya adalah 3 > 5 > 2 > 4 > 1, yang menunjukkan bahwa CTS untuk unit ulangan 1 memiliki interaksi yang kuat dengan substrat, sedangkan unit ulangan 4 datang kedua.

Gambar 7C menunjukkan morfologi agregasi CTS pada permukaan substrat. Ketika jumlah molekul adalah 1-3, bentuk puncak pada dasarnya tetap sama, dan semua menunjukkan puncak tunggal. Artinya, CTS membentuk lapisan termodifikasi tunggal dengan ketebalan 12 . Namun, ketika jumlah molekul mencapai 4, puncak simetris terbentuk pada 26,5 dan 28,5 , menunjukkan bahwa CTS tidak lagi ada sebagai lapisan termodifikasi tunggal pada permukaan substrat tetapi membentuk lapisan dua lapis seragam dengan ketebalan 20 A. 

Ketika jumlah molekul adalah 5, puncak utama muncul pada 26,2 dan puncak bahu terbentuk pada 34,4 . Dari Gambar 6C juga terlihat bahwa nilai puncak pada 26,2 dan 34,4 berbeda, menunjukkan bahwa lapisan yang dimodifikasi tidak seragam. Dari Gambar 6D dapat diketahui dengan jelas bahwa dengan bertambahnya jumlah molekul, orde pembentukan ikatan hidrogen adalah 4 > 2 > 5 3 > 1. Jika jumlah molekul adalah 1–2, jumlah ikatan hidrogen adalah kecil karena modifikasi yang tidak memadai. Ketika jumlah molekul adalah 3-4, CTS dapat sepenuhnya memodifikasi substrat, sehingga jumlah ikatan hidrogen yang terbentuk paling banyak pada unit pengulangan 4 (Gambar 7D). Namun, pada unit pengulangan 3, karena tingkat gerakan CTS yang kuat, koefisien difusi cepat, menghasilkan penurunan ikatan hidrogen, yang konsisten dengan hukum koefisien difusi yang diilustrasikan pada Gambar 7B.

Adsorpsi b-ZSM-5 pada CTS/Permukaan Substrat

Dapat ditemukan pada Gambar 6 bahwa permukaan substrat tidak dapat dimodifikasi secara memadai pada unit pengulangan 1. Oleh karena itu, studi pratanam b-ZSM-5 pada CTS/substrat difokuskan pada unit pengulangan 2–5. Dari Gambar 8 dapat dilihat bahwa ZSM-5 dapat teradsorpsi pada permukaan lapisan modifikasi CTS. Ketika jumlah molekul adalah 2, modifikasi permukaan tidak cukup, menghasilkan ZSM-5 condong pada permukaan yang dimodifikasi. 

Ketika jumlah molekul CTS adalah 3, permukaan substrat cukup dimodifikasi, dan satu lapisan struktur yang dimodifikasi dipertahankan. Oleh karena itu, dapat dilihat dari Gambar 8B bahwa ZSM-5 dapat ditanamkan secara stabil dengan orientasi b-aksial. Ketika jumlah molekul adalah 4 (Gambar 8C), ZSM-5 juga dapat ditanamkan dengan orientasi b karena lapisan berlapis ganda. Sebaliknya, ketika jumlah molekul adalah 5 (Gambar 8D), karena ikatan silang CTS untuk membentuk ketidakteraturan, ZSM-5 tertanam dalam lapisan yang dimodifikasi CTS dan tidak dapat membentuk pratanam orientasi sumbu-b. Distribusi konsentrasi relatif (Gambar 7C) menunjukkan bahwa ketika jumlah molekul adalah 3-4, ketebalan lapisan pengubah adalah 12 dan 20 , sehingga preplanting b-ZSM-5 dapat terbentuk baik sebagai ketebalan pengubah lapisan di bawah 12 atau di luar 20 .

Gambar 9A menunjukkan sudut orientasi antara b-ZSM-5 dan permukaan CTS/substrat. Orde sudut orientasi 4 > 3 > 5 > 2, menunjukkan bahwa ZSM-5 memiliki orientasi b-aksial terbaik dan sudut orientasinya adalah 85,65 ° dengan jumlah molekul 4. Namun, ketika jumlah molekul adalah 3, sudut orientasi adalah 80,58°, menunjukkan lapisan modifikasi berlapis ganda lebih cocok untuk pratanam b-ZSM-5 daripada lapisan modifikasi tunggal.

Hal ini karena atom-atom yang berinteraksi antara CTS dan ZSM-5 adalah H, N, dan O. Dari Gambar 9B terlihat bahwa distribusi konsentrasi atom H relatif seragam, tetapi konsentrasi N dan O cukup berbeda. Ketika jumlah molekul adalah 3, karena pergerakan CTS yang kuat pada permukaan substrat, konsentrasi atom N yang berinteraksi antara lapisan CTS dan substrat jauh lebih tinggi daripada konsentrasi atom N yang berinteraksi antara lapisan ZSM-5 dan CTS , menunjukkan bahwa interaksi antara CTS dan ZSM-5 lemah, sedangkan ketika jumlah molekul 4, puncak atom N dan atom O pada jumlah molekul 3 jauh lebih tinggi daripada tiga molekul, dan atom N membentuk puncak simetris . Diindikasikan bahwa alasan utama bahwa lapisan termodifikasi dua lapis lebih kuat daripada lapisan termodifikasi tunggal adalah distribusi seragam dan distribusi konsentrasi atom N dan O yang terpapar.

Urutan interaksi antara ZSM-5 dan permukaan CTS/substrat adalah sebagai berikut: 5 > 3 > 4 > 2; kesimpulan ini juga dapat diperoleh dengan mengamati model interaksi antarmuka mereka setelah simulasi MD (Gambar 6, 8). Ketika CTS tidak cukup dimodifikasi pada substrat (CTS <2), energi interaksi kurang dari energi interaksi ZSM-5 yang ditanamkan pada permukaan tanpa substrat yang dimodifikasi PVA. Ketika CTS cukup dimodifikasi pada substrat (CTS > 2), energi interaksi lebih besar daripada energi interaksi ZSM-5 yang ditanamkan pada permukaan tanpa substrat yang dimodifikasi PVA. Ketika jumlah molekul CTS adalah lima, ZSM-5 tertanam untuk menyebabkan peningkatan energi. Pada saat yang sama, dapat ditemukan dari Tabel 2 bahwa energi interaksi pengubah ganda (CTS = 4) yang dibentuk oleh ZSM-5 dan CTS pada permukaan substrat lebih besar daripada lapisan termodifikasi tunggal (CTS = 3), yang konsisten dengan hasil analisis Gambar 9B.

LAYANAN ADY WATER

Jual zeolit untuk filter air jenis Batu, Pasir, dan Tepung. Kemasan zeolit per karung 20 kilogram dan eceran 4 kilogram. Sudah suplai zeolit ke industri Food and Beverage, berbagai BUMN, kebutuhan softener (Pelunak Air / Pengurang Kesadahan Air) rumah tangga. Ready Stock, kemampuan suplai hingga puluhan ton rutin per bulan

Jual karbon aktif dengan merek import: HAYCARB, JACOBI, CALGON, dan NORIT. Merek karbon aktif lokal: KARBON AKTIF ADY WATER. Kemasan karbon aktif 25 kg per karung untuk karbon import, untuk karbon lokal 25 kg per karung dan 20 kg per karung. Menyediakan karbon aktif lokal eceran kiloan, untuk import tidak eceran. Fungsi karbon aktif untuk filter air bersih, filter air minum, filter air aquarium, filter air kolam, filter air proses industri, filter air lingkungan, dekolorisasi, gula rafinasi, pemulihan emas (gold recovery), menghilangkan klorin, bau pada air, dll.

Jual silica gel minimal pembelian 1 kg. Ukuran sachet silica gel yang dijual 1 gram, 2 gram, 5 gram, 10 gram, 25 gram, 50 gram, 100 gram, 250 gram, 500 gram, 1 kilogram. Jual silica gel curah per karung 25 kilogram. Sudah suplai silica gel untuk kebutuhan bandara, industri sepatu, makanan (FOOD GRADE), gas separasi / kromatografi kolom, aquarium, kebutuhan pribadi, dll

Nomor WA Sales Yang Mudah Dihubungi

Senang dapat membantu Anda, Semoga kami dapat segera menyelesaikan masalah air yang sedang Anda hadapi. Terimakasih

1. Ghani 0821 2742 4060

2. Yanuar 0812 2165 4304

3. Rusmana 0821 2742 3050

4. Fajri 0821 4000 2080

5. Kartiko 0812 2445 1004

6. Andri 0812 1121 7411

Alamat kantor/gudang Ady Water yang bisa dikunjungi langsung. 

Silahkan Bapak/Ibu mengunjungi alamat kantor/gudang kami. Kami akan melayani Anda dengan senang hati dan semoga dapat membantu masalah air yang sedang Anda hadapi. 

1. Alamat Bandung:

Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194

2. Alamat Jakarta Timur

Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830

3. Alamat Jakarta Barat

Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480

Katalog Ady Water

http://bit.ly/KatalogAdyWater