Electronic Theses and Dissertation

Penelitian ini mengembangkan mixed matriks membran adsorber selulosa asetat-zeolit (CA-zeolite MMMAs) dengan menggunakan selulosa asetat yang disintesis dari OPEFB sebagai matriks polimer dan zeolit mordenit alami sebagai pengisi anorganik adsorptif. Membran-membran tersebut difabrikasi untuk meningkatkan penyerapan amonia-nitrogen dari larutan amonia sintetis dan limbah cair pabrik kelapa sawit (POME). Membran CA-Zeolite terbukti dapat meningkatkan beberapa sifat membran, seperti fluks, derajat pengembangan, dan porositas, dibandingkan dengan membran selulosa asetat murni. Namun, uji tarik dan elongasi menurun setelah penambahan zeolit, yang mengindikasikan adanya hubungan antara sifat-sifat yang berkaitan dengan adsorpsi dan fleksibilitas mekanik. Kinerja adsorpsi optimum dicapai menggunakan MMMA CA-zeolit dengan persen loading 30% dan waktu kontak 70 min yang menghasilkan kapasitas adsorpsi amonia sebesar 1.051 mg/g. Kinetika adsorpsi menunjukkan bahwa penelitian ini lebih cenderung menggunakan model pseudo-second-order dibandingkan model pseudo-first-order, dengan perolehan nilai R2 sebesar 0.9104. Kesetimbangan adsorpsi terbaik pada penelitian ini menggunakan model isoterm Langmuir, dengan perolehan nilai R2 sebesar 0.9247. Membran yang dioptimalkan juga menunjukkan potensi regenerasi, dengan efisiensi regenerasi siklus pertama sebesar 83.37% menggunakan NaCl dan 73.52% menggunakan HCl. Ketika diaplikasikan menggunakan POME, MMMAs ZA-Zeolit dapat menurunkan konsentrasi amonia dari 173.93 mg/L menjadi 50.161 mg/L pada adsorpsi batch dan 52.136 mg/L pada filtrasi dengan efisiensi adsorpsi masing-masing sebesar 71.16% dan 70.02%.

This study developed cellulose acetate-zeolite mixed matrix membrane adsorbers (CA-zeolite MMMAs) using cellulose acetate synthesized from OPEFB as the polymer matrix and natural mordenite zeolite as the adsorptive inorganic filler. The membranes were fabricated to enhance ammonia-nitrogen removal from synthetic ammonia solution and palm oil mill effluent (POME). Zeolite incorporation improved several membrane properties, including pure water flux, swelling degree, and porosity, compared with pristine cellulose acetate membranes. However, tensile strength and elongation decreased after zeolite addition, indicating a trade-off between adsorption-related properties and mechanical flexibility. The optimum adsorption performance was achieved using the CA-zeolite MMMAs with 30% zeolite loading and a contact time of 70 min, producing an ammonia adsorption capacity of 1.051 mg/g under the selected operating conditions. Adsorption kinetic analysis showed that the pseudo- second-order model provided a better fit than the pseudo-first-order model, with an R² value of 0.9104. The adsorption equilibrium was better represented by the Langmuir isotherm model, with an R² value of 0.9247. The optimized membrane also showed regeneration potential, with first-cycle regeneration efficiencies of 83.37% using NaCl and 73.52% using HCl. When applied to actual POME, the membrane reduced ammonia concentration from 173.93 mg/L to 50.161 mg/L in batch adsorption and 52.136 mg/L in filtration, corresponding to removal efficiencies of 71.16% and 70.02%, respectively.