Penyediaan dan Pencirian Membran Pertukaran Anion bagi Proses Elektrodialisis

Abstract

Elektrodialisis merupakan suatu proses yang menggunakan perbezaan keupayaan elektrik sebagai daya penggerak (driving force) yang menyebabkan pergerakan ion-ion dalam sesuatu elektrolit. Membran yang digunakan dalam proses ini akan membenarkan sama ada cas-cas positif atau negatif sahaja melaluinya bergantung kepada kumpulan berfungsi yang terikat pada membran. Objektif utama projek penyelidikan ini adalah untuk menghasilkan membran pertukaran anion yang digunakan dalam proses elektrodialisis. Membran-membran pertukaran anion yang dihasilkan terbahagi kepada enam jenis, dan diberi nama sebagai BERL-A30, A40, A50, A60, A70, dan A80. Keenam-enam jenis membran ini berbeza dari segi kandungan resin yang berfungsi sebagai vektor pertukaran cas anion. Di samping penyediaan membran, penyelidikan ini juga meliputi aspek pencirian membran tersebut serta perbandingannya dengan membran komersial. Kriteria yang dikaji adalah ketebalan membran, sifat kebolehtelapan, sifat pembengkakan membran dalam air, kapasiti pertukaran ion, kapasiti kepekatan ion kumpulan berfungsi dan morfologi membran. Secara keseluruhannya didapati peratus kandungan resin yang tinggi boleh meningkatkan kapasiti pertukaran ion, peratus kebolehtelapan membran serta kapasiti kepekatan ion kumpulan berfungsi. Di antara membran yang dihasil, membran pertukaran anion jenis BERL-A70 merupakan membran yang berpotensi dalam penggunaan proses elektrodialisis. Kata kunci: membran pertukaran anion; polisulfon; resin pertukaran ion; ciri-ciri membran; elektrodialisis The objective of work was to fabricate a locally produced anion exchange membrane, which can be used in electrodialysis process. The anion exchange membranes were fabricated using polysulfone as binder and anion exchange resin powder as polyelectrolyte by the solution casting method. The synthesised anion exchange membranes were different from the conventional anion exchange membranes because its functional group is not derived from chlorosulfonic acid but from absorption of anion exchange resin. The content of resin in each set of the synthesised anion exchange membrane was varied to test the optimum resin content to be used in the synthesised membrane. In addition, the performance and behavior of the synthesised membrane were evaluated and compared with the commercial anion exchange membranes. The analysed criteria were the membrane thickness, permselectivity, and concentration of ion exchange group, ion exchange capacity, chemical stability, water content and scanning electron microscope (SEM). It was found that the increase in quantity of resin (%) would increase the capacity of ion exchange, percentage of permselectivity and capacity concentration of ion exchange group. The experimental results showed that anion exchange membrane having a good selectivity and permeability was successfully synthesised in the lab. Key words: Anion exchange membrane; electrodialysis; polysulfone; ion exchange resin; membrane characterisation