• Tidak ada hasil yang ditemukan

Sintesa dan Karakterisasi Sifat Mekanik Membran Polisulfon yang Didadah Titanium Dioksida

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2017

Membagikan "Sintesa dan Karakterisasi Sifat Mekanik Membran Polisulfon yang Didadah Titanium Dioksida"

Copied!
43
0
0

Teks penuh

(1)

1

SINTESA DAN KARAKTERISASI SIFAT MEKANIK MEMBRAN

POLISULFON YANG DIDADAH TITANIUM DIOKSIDA

RIDWAN SISKANDAR

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

2

ABSTRAK

RIDWAN SISKANDAR. Sintesa dan Karakterisasi Sifat Mekanik Membran Polisulfon yang Didadah Titanium Dioksida. Dibimbing oleh JAJANG JUANSAH, M. Si dan MERSI KURNIATI, M. Si.

Penerapan teknologi membran masih mengalami kendala terutama pada sifat mekaniknya. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui dan mempelajari pengaruh penambahan TiO2 terhadap sifat mekanik dan kinerja membran polisulfon. Pembuatan membran dilakukan dengan metode inversi fasa dengan komposisi polisulfon 12% (b/b), DMAc dan TiO2 dengan variasi komposisi 0.5% (b/b), 1% (b/b), 3% (b/b), 5% (b/b) dan 7% (b/b). Karakterisasi yang dilakukan meliputi: pengukuran fluks air, sifat mekanik (kuat tekan (compressive strength), kuat tarik (tensile strength) dan kuat getar (strong vibration)) dan analisis morfologi membran dengan SEM. Membran yang memiliki sifat mekanik baik diperoleh pada membran dengan variasi konsentrasi TiO2 5% (b/b). Nilai kuat tekan, kuat tarik dan kuat getar yang didapat adalah 0.047 N/mm2, 2.20 N/mm2 dan 4080 getaran selama 108 sekon. Fluks air terbaik diperoleh pada membran dengan variasi konsentrasi TiO2 3% (b/b). Nilai fluks air yang diperoleh dengan metode cross-flow lebih stabil dibandingkan dengan metode dead-end selama 15 menit. Bentuk morfologi penampang melintang membran yang diamati menggunakan SEM memperlihatkan pori-pori yang asimetri dan menjari.

(3)

3

SINTESA DAN KARAKTERISASI SIFAT MEKANIK MEMBRAN

POLISULFON YANG DIDADAH TITANIUM DIOKSIDA

RIDWAN SISKANDAR

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada

Departemen Fisika

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(4)

4

LEMBAR PENGESAHAN

Judul : Sintesa dan Karakterisasa Sifat Mekanik Membran Polisulfon yang Didadah Titanium Dioksida

Nama : Ridwan Siskandar

NIM : G74070010

Departemen : Fisika

Disetujui,

Pembimbing 1 Pembimbing 2

Jajang Juansah, M. Si Mersi Kurniati, M Si NIP. 19771020 200501 1 002 NIP. 19681117 199802 2 001

Diketahui,

Ketua Departemen Fisika FMIPA IPB

Dr. Ir. Irzaman, M. Si NIP. 19630708 199512 1 001

(5)

5

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirrabil’alamin

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “ Sintesa dan Karakterisasi Sifat Mekanik Membran Polisulfon yang Didadah Titanium Dioksida” sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Fisika.

Penulis memahami bahwa skripsi ini jauh dari sempurna, namun penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Jajang Juansah M.Si dan Ibu Mersi Kurniati M.Si, selaku Dosen pembimbing yang telah membimbing, mengarahkan, dan senantiasa memberikan motivasi sehingga tersusunnya skripsi ini.

2. My family(Pap, Mah, Bil), terima kasih atas segala limpahan kasih sayang dan do’a yang

senantiasa diberikan.

3. Bapak Abdul Djamil, M. Si dan Bapak Mahfuddin Zuhri, M. Si sebagai penguji. 4. Dosen fisika IPB atas bimbingan, motivasi dan bantuannnya.

5. Staf dan laboran Departemen Fisika IPB atas semua bantuan dan kerjasamanya. 6. Tim peneliti membran (Nining, Ina, Hery, Amboro, Irvan, Caul, Nice, Vero, Neneng). 7. Akur, Bibi, Dani, Johan, Tue atas kerjasama dan semangatnya.

8. Temen-teman fisika 44, terima kasih atas segala bantuan, kerjasama, semangat, kebersamaan yang indah dan tak terlupakan.

9. Rekan-rekan fisika 43, 45

10. Ibu Deni, Mba Zahro, Mba Rani terimakasih atas masukan dan bantuannya. 11. Temen-temen Wisma Gopis terimakasih atas dukungannya.

Penulis menyadari akan keterbatasan yang dimiliki. Oleh karena itu, segala kritik dan saran sangat dibutuhkan untuk mencapai hal yang lebih baik.

Bogor, 22 Juni 2011

Ridwan Siskandar

(6)

6

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Kuningan pada tanggal 3 Januari 1989 dari pasangan Bapak Wawan Setiawan dan Ibu E. Aisah. Penulis merupakan putra pertama dari dua bersaudara.

Penulis mengikuti pendidikan Dasar di SDN Bojong 1 dan lulus pada tahun 2001. Pendidikan tingkat menengah dapat diselesikan penulis pada tahun 2004 di SLTPN 1 Cilimus. Pendidikan tingkat atas dapat diselesaikan penulis pada tahun 2007 di SMAN 1 Mandirancan. Pada tahun yang sama penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalus USMI. Penulis pernah menjadi asisten praktikum fisika dasar periode ajaran 2009/2010 dan 2010/2011. Anggota HIMAFI staf infokom periode 2008/2009. Badan pengurus HIMARIKA periode 2010/2011.

Selama perkuliahan penulis aktif dalam berbagai kegiatan seminar-seminar baik di dalam kampus

maupun di luar kampus.

(7)

7

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR LAMPIRAN ... ix

PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1

Rumusan Masalah ... 1

Hipotesis ... 1

Tujuan Penelitian ... 1

TINJAUAN PUSTAKA Membran ... 2

Klasifikasi Membran ... 2

Teknik Pembuatan Membran ... 2

Polisulfon ... 3

Dimetilasetamida (DMAc) ... 3

Titanium Dioksida (TiO2) ... 3

Scanning Electron Microscopy (SEM) ... 4

Proses Filtrasi Membran ... 4

Fluks Air ... 5

Kekuatan Mekanik Membran ... 5

Kuat tekan(Compressive strength) ... 5

Kuat tarik(Tensile strength)... 5

Kuat getar(Strong vibration) ... 6

BAHAN DAN METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian ... 6

Bahan dan Alat Penelitian ... 6

Pembuatan Membran Polisulfon ... 6

Karakteristik Membran ... 7

Uji fluks air ... 7

Kuat tekan (Compressive strength) ... 7

Kuat tarik (Tensile strength)... 7

Kuat getar (Strong vibration) ... 7

Scanning Electron Microscopy (SEM) ... 7

HASIL DAN PEMBAHASAN ... 7

Membran Polisulfon/TiO2 yang dihasilkan... 7

Fluks Air ... 9

Sifat Mekanik Membran ... 10

Kuat tekan (Compressive strength) ... 10

Kuat tarik (Tensile strength)... 11

Kuat getar (Strong vibration) ... 11

Scanning Electron Microscopy (SEM) ... 12

KESIMPULAN DAN SARAN ... 13

DAFTAR PUSTAKA ... 14

LAMPIRAN ... 16

(8)

8

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1. Aliran zat dalam proses filtrasi membran ... 2

2. Reaksi pembentukan polisulfon ... 3

3. Struktur kimia N,N – dimetilasetamida (DMAc) ... 3

4. Fase metastabil kristal TiO2 anatase ... 3

5. Fase stabil kristal TiO2 rutile ... 3

6. Hasil XRD TiO2 (a) rutile; (b) anatase ... 4

7. Skema kerja dari scanning electron microscopy (SEM) ... 4

8. Skema modul operasi dasar (a) Cross-flow; (b) Dead-end ... 4

9. Skema kuat tekan ... 5

10. Skema kuat tarik ... 6

11. Bahan dan alat pembuatan membran polisulfon ... 6

12. Proses pembuatan membran dengan teknik inversi fasa ... 6

13. Alat yang digunakan pada proses pengambilan nilai fluks air (a) dead-end; (b) cross-flow . 7 14. Membran polisulfon/TiO2 (a) Membran A; (b) Membran B; (c)Membran C; (d) Membran D; (e) Membran E; (f) Membran F... 8

15. Fluks air dari membran A, B, C, D, E, F pada sistem cross-flow ... 9

16. Fluks air dari membran A, B, C, D, E, F pada sistem dead-end... 10

17. Hubungan kuat tekan dari variasi konsentrasi TiO2 ... 10

18. Hubungan luasan kurva hasil uji tekan dari varisai konsentrasi TiO2 ... 11

19. Hubungan kuat tarik dari variasi konsentrasi TiO2 ... 11

20. Hubungan luasan kurva hasil uji tarik dari varisai konsentrasi TiO2 ... 11

21. Jumlah getaran maksimum membran sampai putus dari variasi konsentrasi TiO2... 12

22. Morfologi permukaan atas membran. (a) membran A dengan perbesaran 2500x; (b) membran B dengan perbesaran 2500x ... 13

23. Morfologi permukaan bawah membran. (a) membran A dengan perbesaran 5000x; (b) membran B dengan perbesaran 2500x ... 13

24. Morfologi penampang melintang membran. (a) membran A dengan perbesaran 500x; (b) membran B dengan perbesaran 3000x ... 13

(9)

9

DAFTAR TABEL

Halaman 1. Komposisi pembuatan membran dan kode sampel membran ... 6 2. Struktur fisik membran polisulfon/TiO2 ... 8

(10)

10

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1. Diagram tahap-tahap penelitian ... 17

2. Diagram proses pembuatan membran polisulfon ... 18

3. Alat dan bahan penelitian ... 19

4. Skema sintesis membran polisulfon dengan teknik inverse fasa ... 20

5. Skema karakterisasi membran polisulfon/TiO2 ... 21

6. Data fluks air sistem cross-flow membran polisulfon dengan variasi konsentrasi TiO2 ... 22

7. Data fluks air sistem dead-end membran polisulfon dengan variasi konsentrasi TiO2 ... 23

8. Data gaya dari uji tekan membran polisulfon dengan variasi konsentrasi TiO2 ... 24

9. Data kuat tekan dari uji tekanberbagai variasi konsentrasi TiO2 ... 25

10. Data impuls dari hasil uji tekan berbagai variasi TiO2 ... 25

11. Data gaya uji tarik membran polisulfon dengan variasi konsentrasi TiO2 ... 26

12. Data kuat tarik dari hasil uji tarik berbagai variasi konsentrasi TiO2 ... 27

13. Data impuls dari hasil uji tarik berbagai variasi TiO2 ... 27

14. Data uji getar membran polisulfon dengan variasi konsentrasi TiO2 ... 27

15. Hubungan gaya dan waktu pada uji tekan membran ... 28

16. Hubungan gaya dan waktu pada uji tarik membran ... 30

17. Hubungan fluks air terhadap waktu ... 32

(11)

1

PENDAHULUAN Latar Belakang

Salah satu teknik yang banyak dipergunakan dalam proses pemisahan limbah adalah teknologi membran (Mawardah 2010). Pemilihan terhadap teknik ini, karena berbagai sifat membran yang menguntungkan dan dapat dipergunakan luas pada berbagai proses pemisahan, misalnya untuk mengatasi pencemaran air.

Air bersih sangat penting bagi kehidupan manusia dan alam sekitar. Makhluk hidup di muka bumi tidak dapat terlepas dari kebutuhan air. Air banyak digunakan untuk keperluan sehari-hari seperti minum, memasak dan mencuci. Akhir-akhir ini, persoalan penyediaan air bersih yang memenuhi syarat menjadi masalah seluruh umat manusia. Segi kualitas dan kuantitas air telah berkurang yang disebabkan oleh pencemaran (Mawardah 2010).

Teknologi membran dapat digunakan untuk mengatasi pencemaran air. Salah satu teknologi untuk mengatasi limbah dan pencemaran air adalah dengan cara filtrasi menggunakan membran (Wenten 1999). Teknologi membran berkembang pesat terutama penggunaannya sebagai media filtrasi (Siburian 2006). Molekul-molekul dengan ukuran tertentu saja yang bisa melewati membran sedangkan sisanya akan tertahan di permukaan membran (Sinaga 2006). Keunggulan proses membran dibandingkan proses pemisahan lainnya adalah cara pengoperasian lebih sederhana, tidak memerlukan ruangan yang besar, proses berlangsung cepat dan menghasilkan hasil pemisahan dengan kualitas sangat baik. Pemisahan dengan membran tidak membutuhkan zat kimia tambahan dan juga kebutuhan energinya sangat minimum (Scott 1996). Kinerja membran sangat ditentukan oleh sifat alamiah material membran polimer maupun sifat membran akibat proses pembuatan. Kinerja membran dalam pemisahan dipengaruhi oleh karakteristik membran yang digunakan dan kondisi operasi pemisahan. Penilaian terhadap karakteristik membran meliputi struktur, ukuran pori dan sifat mekanik membran. Kualitas kinerja membran dapat diperbaiki dari segi karakteristik sifat mekanik membran salah satunya dengan cara meningkatkan derajat kristalinitas bahan yang digunakan (Siburian 2006).

Pada penelitian ini, polimer yang digunakan adalah polisulfon. Penggunaan TiO2 sebagai pendadah dalam pembuatan membran polisulfon dapat meningkatkan kekuatan mekanik membran polisulfon. Penambahan TiO2 dilakukan dalam bentuk serbuk TiO2. Penambahan TiO2 tersebut dapat meningkatkan kekuatan fisik membran sehingga membran tidak mudah terdekomposisi (Rohman 2009). Parameter yang digunakan dalam penilaian kinerja membran filtrasi pada penelitian ini adalah fluks air dan sifat mekanik.

Rumusan Masalah

Secara umum membran berfungsi sebagai filter pada suatu sistem transpor. Sifat-sifat yang menentukan proses transpor melalui membran adalah bentuk, ukuran, bahan dasar, dan muatan porinya. Selain itu dalam operasinya membran ditentukan pula oleh kekuatan mekanik. Dari hal itu yang ingin dipelajari adalah bagaimana pengaruh sifat-sifat tersebut jika pada larutan membran polisulfon didadah dengan TiO2. Hipotesis

1. Fluks air yang dihasilkan dengan sistem cross-flow lebih stabil dibandingkan dengan sistem dead-end.

2. Penggunaan TiO2 dengan batasan konsentrasi sebagai pendadah dalam pembuatan membran polisulfon dapat meningkatkan kekuatan mekanik membran polisulfon.

3. Porositas membran yang didadah TiO2 akan lebih tinggi dibandingkan tanpa pendadahan. Tujuan

1. Membuat membran polisulfon dengan pendadah TiO2.

2. Menguji fluks air dengan sistem

cross-flow dan sistem dead-end. 3. Menguji sifat mekanik membran,

meliputi kuat tekan (compressive strength), kuat tarik (tensile strength) dan kuat getar (strong vibration).

(12)

2

TINJAUAN PUSTAKA Membran

Membran merupakan suatu lapisan tipis semipermeabel yang membatasi dua fasa. Gambar 1 menunjukan proses pemisahan dengan membran, dimana molekul yang mempunyai ukuran lebih kecil atau sama dengan ukuran pori dapat melalui membran sedangkan molekul yang lebih besar tertahan. Fasa pertama yang dipisahkan oleh membran disebut umpan dan fasa kedua adalah hasil pemisahan (Mulder 1996). Pada proses pemisahan dengan membran fasa pertama terdiri dari berbagai molekul yang akan dipisahkan, sedangkan pada fasa ke-dua adalah molekul yang berhasil melalui membran.

Gambar 1. Aliran zat dalam proses filtrasi membran

Klasifikasi Membran

Klasifikasi membran dapat dibedakan berdasarkan eksistensi (organik: alami, sintesis dan anorganik: keramik, gelas, logam, zeolit), morfologi (asimetrik dan simetrik), bentuk (datar dan tubular) dan fungsi (mikrofiltrasi dan ultrafiltrasi) (Mulder 1996).

Membran asimetrik adalah membran yang mempunyai morfologi berbeda. Membran ini mempunyai ukuran pori yang berbeda antara permukaan atas membran dengan permukaan bawahnya. Membran simetrik adalah membran yang mempunyai ukuran pori yang sama dari permukaan atas membran sampai permukaan bawah membran ((Mallaviale 1996).

Membran ultrafiltrasi merupakan salah satu teknologi membran yang diaplikasikan untuk pengolahan air dan limbah. Teknologi ini dapat menyaring mikroorganisme patogen kecil seperti virus dengan sangat efektif dan mengurangi kekeruhan air (Mallaviale 1996). Ultrafiltrasi bekerja berdasarkan ukuran partikel yang terlarut (Rautenbach 1989). Hal yang menjadi tantangan terberat dalam teknologi membran adalah terbentuknya

fouling membran. Proses pemisahan menggunakan membran ultrafiltrasi biasanya digunakan untuk penjernihan air.

Teknik pengolahannya diterapkan pada air pekat yang mengandung makromolekul yang memiliki berat atom sekitar 103-106 dalton (1 dalton = 0,000714 gram). Pengolahan menggunakan ultrafiltrasi pada umumnya menggunakan membran berukuran 0.001 mikron – 0.01 mikron. Tekanan sistem ultrafiltrasi biasanya rendah 10-100 psi (70-700 kPa) maka dapat menggunakan pompa sentrifugal biasa. Membran ultrafiltrasi sehubungan dengan pemurnian air dipergunakan untuk menghilangkan koloid (penyebab fouling) dan mikroba (Notodarmojo 2004).

Membran ultrafiltrasi bisa dibuat dari membran polisulfon sebagai lembaran tipis. Membran polisulfon mempunyai sifat pemisahan yang baik terhadap bakteri dan zat kimia serta memiliki rentang pH yang lebar 1-13 (Baker 2004). Membran ultrafiltrasi berfungsi sebagai saringan molekul yang dapat memisahkan molekul terlarut berdasarkan ukuran dengan melewatkan larutan tersebut pada filter. Molekul yang lebih kecil seperti pelarut dapat melewati membran ultrafiltrasi sebagai filtrat (Notodarmojo 2004). Keuntungan ultrafiltrasi secara efektif mampu menghilangkan sebagian besar partikel, mikroorganisme, dan koloid dengan ukuran tertentu. Selain itu, mampu menghasilkan air dengan kualitas tinggi walaupun energi yang dipakai relatif sedikit (Mallaviale 1996). Salah satu aplikasi teknologi membran ultrafiltrasi adalah untuk dapat menghasilkan air bersih dengan syarat kualitas air minum (Notodarmojo 2004).

Teknik Pembuatan Membran

Berbagai material dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan membran, baik material anorganik seperti keramik, gelas, logam, maupun organik seperti polimer. Proses pembuatan membran bertujuan untuk memodifikasi bahan baku tersebut sehingga terbentuk struktur membran dengan morfologi yang dibutuhkan. Biasanya jenis material menentukan dalam hal teknik yang digunakan, morfologi yang dihasilkan serta prinsip pemisahan yang diterapkan, sehingga tidak semua jenis membran dapat dibuat dari setiap material yang tersedia (Wardhani 2010)

Pembuatan membran dapat dilakukan dengan beberapa teknik, yaitu dengan teknik sintering, stretching, track-etching, leaching, dan inversi fasa (phase

Hasil sisa

Hasil pemisahan Umpan

(13)

3

inversion). Pemilihan teknik pembuatan membran ini sangat menentukan struktur membran yang dihasilkan. Teknik yang paling banyak digunakan pada pembuatan membran adalah teknik inversi fasa (Widiastuti 1998).

Teknik inversi fasa ini dilakukan dengan mengatur perubahan membran dari cair ke padat. Beberapa teknik yang termasuk di dalam teknik inversi fasa adalah pengendapan dengan penguapan pelarut, pengendapan dari fasa uap, pengendapan dengan penguapan terkontrol, pengendapan termal dan pengendapan dengan perendaman (inversi fasa rendam-endap). Pada teknik inversi fasa rendam-endap, membran dibuat dengan melarutkan suatu polimer ke dalam pelarut yang sesuai sehingga diperoleh larutan yang homogen. Selanjutnya dibuat lapisan tipis dari larutan tersebut kemudian dikoagulasikan dalam larutan non-pelarut (air) sehingga terbentuk membran. Proses yang terjadi pada teknik ini antara lain difusi pelarut ke dalam air dan difusi air terhadap lapisan film, pembentukan lapisan (proses gelasi/kristalisasi), pembentukan lapisan berpori di bawah lapisan tipis dan penghilangan sisa pelarut (Widiastuti 1998). Polisulfon

Polisulfon merupakan polimer yang banyak digunakan sebagai bahan dasar pembuatan membran pada proses ultrafiltrasi (Baker 2004). Polisulfon sering disebut juga dengan poli (eter eter sulfon) yang disintesis melalui polimerasi kondensasi dari monomer Bisfenol A (4,4-isopropilendendifenol) dan dihalosulfon (4,4-diklorodifenol sulfon DCDPS). Reaksi polimerasi kondensasi pembentukan polisulfon dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Reaksi pembentukan polisulfon (Baker 2004).

O

CH3 H3C – C – N

CH3

Gambar 3. Struktur kimia DMAc (Sinaga 2006)

Polisulfon sering digunakan sebagai polimer karena memiliki ketahanan yang baik terhadap temperatur tinggi, memiliki kekuatan tarik tinggi dan memiliki sifat kestabilan kimia yang cukup tinggi yaitu tahan terhadap perubahan pH (Baker 2004) N, N Dimetil asetamida (DMAc)

DMAc adalah pelarut yang sering digunakan untuk melarutkan polimer pada pembuatan membran karena sifat pelarutnya yang tinggi. DMAc tidak mudah menguap dan cenderung stabil karena memiliki rentang ketahanan suhu yang relatif luas, yaitu titik didihnya di atas 164.5-166ºC sehingga dapat melarutkan polisulfon dengan baik dan titik leleh -20ºC (Soebardi 1997). Massa jenis DMAc adalah 0.937 kg/L. DMAc bersifat racun dan berbahaya bagi janin. Bentuk kontaminasi dapat melalui pernafasan dan kontak dengan kulit yang dapat merusak beberapa organ tubuh seperti hati, ginjal dan syaraf. DMAc juga mudah terbakar dan mudah diserap kulit (Sinaga 2006). Struktur kimia DMAc diperlihatkan pada Gambar 3.

Titanium dioksida (TiO2)

TiO2 merupakan padatan berwarna putih, mempunyai massa molekul 79.90, mengalami dekomposisi pada suhu 16400C sebelum meleleh, massa jenis 4.26 g/cm3 dan tidak larut dalam HCl (Cotton 1998). TiO2 bersifat tidak beracun, murah, dan memiliki sifat redoks yaitu mampu mengoksidasi polutan organik dan mereduksi sejumlah ion logam dalam larutan serta tersedia secara komersial. Sifatnya yang anorganik (logam) menjadikannya tidak cepat rusak sehingga proses yang diinginkan dapat lebih lama dan relatif menekan biaya operasional.

Gambar 4. Fase metastabil kristal TiO2

anatase (Cobos 2001).

Gambar 5. Fase stabil kristal TiO2 rutile

(Farrell 2001). polisulfon

Bisfenol A DCDPS

(14)

4

(a) (b)

Gambar 6. Hasil XRD TiO2 (a) rutile; (b)

anatase (Kim 2005).

Bentuk TiO2 yang serbuk memiliki luas permukaan yang besar sehingga efektif sebagai katalis. Sifat fisik TiO2 sangat dipengaruhi oleh struktur kristal, ukuran partikel, luas permukaan dan porositas (Xu 1997).

TiO2 ditemukan dalam beberapa bentuk kristalin, yaitu anatase, rutile dan

brokite.Polimer TiO2 anatase adalah salah satu dari dua fasa metastabil bersama dengan fase brokite. Pada proses kalsinasi di atas 7000C semua struktur anatase berubah menjadi rutile. Struktur anatase adalah tetragonal, dengan dua unit formula TiO2 (enam atom) per sel (Cobos 2001). Fase metastabil kristal ditunjukan pada Gambar 4.

Rutile secara termodinamika stabil pada semua temperatur dan merupakan salah satu yang paling penting dalam bijih titanium. Rutile mempunyai struktur yang sama dengan anatase, dengan pengecualian bahwa oktahedral memiliki empat sisi daripada empat sudut. Hal ini memungkinkan terbentuknya rantai yang tersusun dalam simetri empat lipatan (Farrell 2001). Fase stabil kristal TiO2 rutile

ditunjukan pada Gambar 5.

Karakterisasi sifat kristal atau

amorf dilakukan dengan XRD (X-ray Diffr action). Hasil XRD dapat menunjukan perbedaan intensitas kristalinitas pada sampel, apakah bersifat kristal atau amorf

(Kim 2005). Sifat kristal atau amorf

tersebutlah yang dapat menentukan kekuatan sifat fisik sampel. Hasil XRD TiO2 rutile

dan anatase ditunjukan pada Gambar 6. Scanning Electron Microscopy (SEM)

SEM digunakan untuk mengamati morfologi permukaan suatu bahan. Permukaan zat yang akan diuji dipindai dengan berkas elektron, dan berkas elektron yang pantulkan (dihambur balik) dikoleksi

Gambar 7. Skema kerja dari scanning

electron microscopy (SEM) (Samsiah 2009).

kemudian ditampilkan pada laju pindai yang sama pada tabung sinar katoda (mirip layar televisi CRT). Citra pada layar yang dapat difoto merepresentasikan fitur permukaan zat (Samsiah 2009).

SEM menggunakan berkas-berkas terfokus elektron-elektron berenergi tinggi untuk membangkitkan varietas sinyal pada permukaan sampel zat padat. Sinyal-sinyal yang berasal dari interaksi antara elektron dan sampel kemudian memberikan informasi tentang sampel yaitu morfologi eksternal yang membentuk sampel (Samsiah 2009). Secara lengkap prinsip kerja SEM ditunjukan pada Gambar 7.

Proses Filtrasi Membran

Berdasarkan arah aliran larutan umpan, sistem filtrasi dapat dibedakan menjadi sistem dead-end dan cross-flow.

Pada sistem dead-end, larutan umpan dialirkan secara tegak lurus terhadap membran, akibatnya akumulasi konsentrasi komponen-komponen yang tertahan pada permukaan membran akan cepat terjadi sehingga terjadi fouling dan mengakibatkan penurunan laju hasil pemisahan. Pada sistem

cross-flow, aliran umpan sejajar terhadap membran sehingga komponen yang tertahan di atas permukaan membran akan dibersihkan oleh aliran umpan yang sejajar dengan membran sehingga tidak cepat terakumulasi dan fouling (Mulder 1996). Penggambaran dari kedua sistem tersebut diperlihatkan pada Gambar 8.

(a) (b)

Gambar 8. Skema modul operasi dasar (a)

(15)

5

Fluks Air

Produktivitas membran ditentukan dengan nilai fluksnya yang menunjukan jumlah umpan yang dipindahkan melalui satu satuan luas permukaan per satu satuan waktu, dengan adanya perbedaan tekanan (Mulder 1996). Hasil pemisahan membran tergantung dari materi yang dipisahkan. Semakin kecil suatu ukuran materi maka hasil pemisahan semakin besar, demikian pula sebaliknya.

Fluks air pada membran bergantung pada beberapa hal diantaranya: diameter pori, tekanan operasional serta ketebalan membran. Secara matematika fluks air dinyatakan dalam persamaan 1.

... (1) Keterangan:

J =fluks air (L/m2 jam)

V=volume hasil pemisahan yang tertampung (L)

A= luas membran yang dilalui (m2) t = selang waktu pengukuran (jam) Kekuatan Mekanik Membran

Sifat mekanik bahan adalah hubungan antara respons atau deformasi bahan terhadap beban yang bekerja. Sifat mekanik setiap bahan berbeda-beda tergantung bentuk dan bahan yang digunakan. Sifat mekanik berkaitan dengan kekuatan, kekerasan, keuletan dan kekakuan (ASTM E 4 1989). Kekuatan bahan dapat ditinjau dari kuat tekan (compressive strength), kuat tarik (tensile strength) dan kuat getar (strong vibration) (Giancoli 1991).

Kuat tekan (Compressive strength)

Uji tekan adalah pengujian suatu benda yang besarnya yaitu beban persatuan luas yang menyebabkan benda uji hancur bila dibebani dengan gaya tekan tertentu. Uji tekan ini biasanya bertujuan untuk mengetahui kuat tekan maksimum yang dapat diterima oleh benda yang diuji sampai benda tersebut mengalami kehancuran (SNI 1992).

Gambar 9. Skema kuat tekan

Kuat tekan didefinisikan sebagai besarnya gaya tekan Fc persatuan Ac yang menyebabkan benda uji hancur bila dibebani dengan gaya tekan tertentu. Pengukuran dilakukan dengan menjepit membran pada kedua sisi ujung-ujungnya dan ditekan tepat pada tengah-tengah membran. Alat penekan yang digunakan diusahakan ujung penekan tersebut tidak runcing (tumpul) (Mahrani 2008). Secara jelas skema kuat tekan ditunjukan pada Gambar 9. Hubungan kuat tekan, gaya dan luas penampang yang ditekan ditunjukan pada persamaan 2.

... (2)

Keterangan:

c = kuat tekan (N/ mm2) Fc = gaya maksimum penekan

yang tegak lurus permukaan (N)

Ac = luas penampang membran yang ditekan (mm2) Kuat tarik (Tensile strength)

(16)

6

Gambar 10. Skemakuat tarik

... (3) Keterangan:

T = Kuat tarik (N/ mm2) FT = Gaya maksimum tarik

(N)

AT = Luas penampang awal membran (mm2) Kuat getar (Strong vibration)

Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium dalam perambatannya, misalnya gelombang tali. Dalam perambatannya gelombang ini merambat tegak lurus arah rambatan atau getarannya sehingga disebut sebagai gelombang transversal. Kuat getar dilakukan untuk menentukan seberapa besar daya tahan membran apabila digetarkan. Kuat getar juga dilakukan untuk menentukan jumlah getaran yang diberikan pada membran dalam selang waktu tertentu sampai memenuhi batas kekuatan membran. Getaran yang ditimbulkan karena adanya pengaruh gangguan energi mekanik. Frekuensi diatur sedemikian rupa sehingga menimbulkan getaran pada membran (Mahrani 2008).

BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Biofisika Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini dilakukan pada bulan November 2010 sampai Juni 2011.

Bahan dan Alat Penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain polisulfon, TiO2, pelarut DMAc, dan aquades. Alat yang digunakan terdiri dari neraca analitik, cawan petri, alumunium foil, tabung erlenmeyer, pipet volumetri, pipet tetes, gelas ukur, gelas piala, PASCO, WA-9857 (string vibrator), PASCO C1-6746 untuk sensor gaya yang terhubung dengan komputer, solatif, nampan plastik, gunting, penggaris, tisu dan dua buah alat jepit. Bahan dan alat penelitian ditunjukan pada Gambar 11.

Gambar 11. Bahan dan alat pembuatan membran polisulfon

Gambar 12. Proses pembuatan membran dengan teknik inversi fasa (Wardhani 2010)

Pembuatan Membran Polisulfon

Membran polisulfon yang akan dibuat yaitu membran polisulfon yang ditambahkan TiO2. TiO2 yang ditambahkan bervariasi, yaitu 0.5% (b/b), 1% (b/b), 3% (b/b), 5% (b/b), 7% (b/b). Selain itu dibuat pula membran polisulfon saja sebagai kontrol. Konsentrasi larutan polisulfon dibuat tetap sebesar 12% (b/b).

Teknik yang digunakan dalam pembuatan membran polisulfon ini yaitu teknik inversi fasa rendam-endap dan sonikasi. Proses pembuatan membran polisulfon ditunjukan pada Gambar 12.

Pertama, penyiapan 12% (b/b) serbuk polisulfon sebanyak enam sampel. Kemudian penyiapan TiO2 sebanyak 0.5% (b/b), 1% (b/b), 3% (b/b), 5% (b/b) dan 7% (b/b). Polisulfon dan titanium dioksida yang telah disiapkan, kemudian dimasukan ke dalam tabung erlemeyer yang berbeda. Tabel 1. Komposisi pembuatan membran

dan kode sampel membran. Komposisi

(b/b)

Kode Sampel Polisulfon 12% + DMAc 88% A Polisulfon 12% + TiO2 0.5% +

DMAc 87.5%

B Polisulfon 12% + TiO2 1% +

DMAc 87%

C Polisulfon 12% + TiO2 3% +

DMAc 85%

D Polisulfon 12% + TiO2 5% +

DMAc 83%

E Polisulfon 12% + TiO2 7% +

DMAc 81%

(17)

7

(a) (b)

Gambar 13. Alat yang digunakan pada proses pengambilan nilai fluks air (a) dead-end; (b)

cross-flow

Kedua, masing-masing polisulfon dan TiO2 yang telah dimasukan ke dalam tabung erlemeyer yang berbeda kemudian dilarutkan dengan pelarut DMAc 88% (b/b), 87.5% (b/b), 87% (b/b), 85% (b/b), 83% (b/b) dan 81% (b/b) sampai diperoleh larutan polisulfon.

Ketiga, larutan pada tahap dua kemudian ditutup dengan alumunium foil

dan disimpan kurang lebih selama 24 jam dalam suhu ruang sampai semua bubuk polisulfon larut. Selanjutnya larutan diaduk selama 1.5 jam agar lebih homogen dan disonikasi selama 2 jam.

Ketika akan disonikasi, alat

ultrasonic processor diatur terlebih dahulu dengan mengatur waktu sonikasi 2 jam, kemudian probe pada alat dicelupkan ke dalam larutan agar terendam setengah bagian.

Karakterisasi Membran Uji fluks air

Rancangan sistem yang digunakan adalah sistem dead-end dan cross-flow. Pada sistem dead-end larutan umpan dialirkan secara tegak lurus terhadap membran. Pada sistem cross-flow aliran umpan dialirkan sejajar terhadap membran. Alat yang digunakan untuk pengukuran nilai fluks air ditunjukan pada Gambar 13.

Kuat tekan (Compressive strength)

Pengukuran kuat tekan dilakukan seperti skema kuat tekan pada Gambar 9. Membran dijepit pada kedua sisi dan ditekan tepat pada tengah-tengah membran. Diameter penekan yang digunakan yaitu 11 mm. Kuat tekan yang dimaksud adalah tekanan sampai membran patah.

Kuat tarik (Tensile strength)

Kuat tarik dilakukan seperti pada Gambar 10. Kedua ujung membran dijepit. Salah satu ujung membran terhubung dengan sensor gaya yang langsung terhubung dengan komputer. Ujung lainnya

ditarik sampai membran putus, kemudian diukur gaya maksimumnya. Luasan membran saat dilakukan uji tarik adalah 1.8 mm2.

Kuat getar (Strong vibration)

Kuat getar dilakukan untuk menentukan seberapa besar daya tahan membran apabila digetarkan. Kuat getar juga dilakukan untuk menentukan jumlah getaran yang dihasilkan dalam selang waktu tertentu. Getaran yang ditimbulkan karena adanya pengaruh gangguan energi mekanik. Frekuensi diatur sedemikian rupa sehingga nilainya konstan. Frekuensi yang digunakan saat pengujian kuat getar pada membran A, B, C, D, E, F yaitu 30 Hz dengan panjang dan lebar membran 10 cm dan 0.1 cm. Scanning Electron Microscopy (SEM)

Scanning Electron Microscopy

(SEM) digunakan untuk mengamati morfologi suatu bahan. Prinsipnya adalah permukaan spesimen yang akan diuji dipindai dengan berkas elektron, dan berkas elektron yang pantulkan (dihambur balik) dikoleksi kemudian ditampilkan pada laju pindai yang sama pada tabung sinar katoda (mirip layar televisi CRT). Citra pada layar yang dapat difoto merepresentasikan fitur permukaan spesimen. Skema kerja SEM ditunjukan pada Gambar 7.

HASIL DAN PEMBAHASAN Membran Polisulfon/TiO2 yang dihasilkan

Pembuatan membran

polisulfon/TiO2 dilakukan dengan metode inversi fasa. Metode ini menggunakan polimer yang dilarutkan kemudian dipaparkan pada media pencetak untuk diatur ketebalannya dan dicelupkan pada media pencelup.

Waktu pencelupan dilakukan secepat mungkin. Waktu yang dibutuhkan sekitar 8 detik setelah dilakukan pencetakan, ditambah waktu pencetakan sekitar 5 detik maka total waktu jeda sekitar 13 detik. Waktu ini cukup untuk membentuk membran tanpa adanya oksidasi polimer secara berlanjut yang akan membentuk membran tipis.

(18)

8

a b c

d e f

Gambar 14. Membran polisulfon/TiO2 (a) Membran A; (b) Membran B; (c) Membran C; (d) Membran D; (e) Membran E; (f) Membran F.

Perbedaan struktur fisik membran dapat dilihat dari warna kecerahan, kekasaran permukaan dan transparannya. Gambar. 14 menunjukkan bentuk fisik membran polisulfon/TiO2.

Gambar 14 dengan spesifik menggambarkan perbedaan fisik membran

polisulfon/TiO2 yang diperoleh hasil sintesa pada penelitian. Variasi konsentrasi TiO2 sangat mempengaruhi struktur fisik membran yang diperoleh. Membran dengan tebal yang relatif sama dan variasi pendadahan TiO2 yang berbeda, ternyata memiliki kecerahan, kekasaran permukaan dan transparannya yang berbeda. Kecerahan membran terbaik pada membran F dengan konsentrasi TiO2 sebesar 7% (b/b). Membran F juga memiliki permukaan yang lebih kasar dibandingkan dengan membran yang lainnya. Hal ini mengidentifikasikan hasil sintesa pada penelitian, bahwa membran yang lebih cerah memiliki permukaan yang lebih kasar. Membran E lebih transparan dibanding membran lainnya. Hal tersebut karena dipengaruhi oleh sifat fisik TiO2 yang ada pada membran. Sifat fisik TiO2 tersebut dipengaruhi oleh struktur, ukuran partikel, luas permukaan dan porositas yang berbeda-beda. Untuk lebih jelas, perbedaan fisik pada membran polisulfon/TiO2 yang meliputi kecerahan, kekasaran permukaan dan transparannya membran ditunjukan pada Tabel 2.

Tabel 2. Struktur fisik membran polisulfon/ TiO2 Komposisi

(b/b)

Kode Sampel

Tebal

(mm) Kecerahan Transparan

Kekasaran permukaan Polisulfon 12% + DMAc

88% A 0.06 ++ +++++ +

Polisulfon 12% + TiO2

0.5% + DMAc 87.5% B 0.06 +++++ ++ ++

Polisulfon 12% + TiO2

1% + DMAc 87% C 0.06 +++ ++++ +++

Polisulfon 12% + TiO2

3% + DMAc 85% D 0.06 ++++ +++ ++++

Polisulfon 12% + TiO2

5% + DMAc 83% E 0.06 + ++++++ +++++

Polisulfon 12% + TiO2

(19)

17

Fluks Air

Fluks air didefinisikan sebagai jumlah volume hasil pemisahan yang melewati membran per satuan waktu dan luas permukaan (Scott 1996). Fluks air merupakan tolak ukur penentuan karakter membran. Berdasarkan jumlah fluks air yang diperoleh maka dapat ditentukan kapasitas suatu membran untuk memproduksi filtrat yang dibutuhkan. Jumlah filtrat yang dihasilkan bukan hanya didasarkan pada luas pori yang ada tetapi proses terjadinya penyumbatan pada pori (Sembiring 2005).

Pengujian filtrasi dilakukan dengan menggunakan aquades sebagai larutan umpan. Pendadahan TiO2 memberikan efek pada kinerja membran polisulfon. Pendadahan TiO2 pada konsentrasi tertentu dapat meningkatkan porositas membran. Pengaruh penambahan TiO2 pada filtrasi membran diperlihatkan pada Gambar 15 dan 16.

Fluks air pada proses filtrasi meningkat dengan meningkatnya kandungan TiO2. Membran A, B, C, D, E, F pada pengujian sistem dead-end dengan luas membran 8 cm2 selama 15 menit memiliki fluks air optimum sebesar 1.5 ml/cm2, 8 ml/cm2, 5 ml/cm2, 33 ml/cm2, 23 ml/cm2, 1.8 ml/cm2 pada suhu kamar. Membran A, B, C, D, E, F pada pengujian sistem cross-flow

dengan luas membran 20 cm2 memiliki fluks air optimum sebesar 1.5 ml/cm2, 4 ml/cm2,

4.5 ml/cm2, 27.5 ml/cm2, 20 ml/cm2, 1 ml/cm2, pada suhu kamar. Fakta tersebut menunjukan bahwa terjadi peningkatkan porositas membran dengan pendadahan TiO2, sehingga dapat melewatkan molekul air di dalam proses filtrasinya.

Pendadahan TiO2 pada membran F sebesar 7%(b/b), baik pada sistem dead-end

maupun sistem cross-flow mengalami penurunan fluks air dengan bertambahnya waktu operasi. Hal tersebut dikarenakan pada konsentrasi tinggi membentuk

suspensi casting yang sangat kental, sehingga memperlambat proses pembentukan membran polisulfon/TiO2 yang mengakibatkan terbentuknya skinlayer

yang lebih tebal dan struktur simetris, sehingga berdampak kurang baik terhadap hasil fluks air.

Nilai fluks air pada sistem dead-end

maupun sistem cross-flow tertinggi pada membran D dengan pendadahan TiO2 sebesar 3%(b/b). Hal ini dapat dijelaskan oleh fakta, bahwa terjadi peningkatan porisitas pada membran D, sehingga berefek meningkatkan nilai fluks air.

Gambar 15 dan 16 menunjukan nilai fluks air dari yang tertinggi sampai terkecil. Hal ini mengindikasikan porisitas pada membran D lebih tinggi dibandingkan dengan membran yang lainnya.

Gambar 15. Fluks air dari membran A, B, C, D, E, F pada sistem cross-flow

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

(20)

17

Gambar 16. Fluks air dari membran A, B, C, D, E, F pada sistem dead-end

Dari hasil pengujian fluks air dengan sistem cross-flow, fluks air tidak menurun terus-menerus selama proses waktu filtrasi, karena pada sistem ini aliran umpan sejajar terhadap membran sehingga komponen yang tertahan di atas permukaan membran akan dibersihkan oleh aliran umpan yang sejajar dengan membran sehingga tidak cepat terakumulasi dan mengakibatkan fouling. Pada sistem dead-end fluks air menurun terus-menerus selama proses waktu filtrasi. Hal ini diakibatkan karena larutan umpan dialirkan secara tegak lurus terhadap membran, akibatnya akumulasi konsentrasi komponen-komponen yang tertahan pada permukaan membran akan cepat terjadi sehingga terjadi

fouling dan mengakibatkan penurunan laju hasil pemisahan atau penurunan fluks air. Sifat Mekanik Membran

Kekuatan mekanik membran mengalami peningkatan seiring dengan penambahan TiO2. Membran E dengan pendadahan TiO2 sebesar 5%(b/b) memiliki nilai kekuatan mekanik yang lebih besar dibandingkan dengan membran lainnya. Hal ini menunjukan, bahwa pendadahan TiO2 sebesar 5%(b/b) adalah optimum. Pendadahan TiO2 sebanyak 7%(b/b) pada membran F mengalami penurunan kekuatan mekanik. Hal ini dikarenakan pendadahan TiO2 sebanyak 7%(b/b) menyebabkan agregasi partikel dan membuat TiO2 tidak menyebar secara seragam dalam matrik polimer, sehingga dapat melemahkan stabilitas mekanik membran. Artinya

pendadahan TiO2 dapat meningkatkan kekuatan mekanik pada kondisi pendadahan konsentrasi TiO2 yang optimum.

Kuat tekan (Compressive strength)

Kekuatan suatu bahan merupakan salah satu tolak ukur kelayakan untuk dapat digunakan dalam aplikasi teknologi. Kekuatan suatu bahan dapat ditentukan oleh kerapatan partikel atau molekul penyusunnya. Gambar 17 memperlihatkan hubungan antara kuat tekan terhadap variasi konsentrasi TiO2. Jika dilihat dari Gambar 17 ternyata kekuatan tekan membran E memiliki nilai kuat tekan yang lebih besar dibanding membran lainnya. Hal ini menunjukan bahwa dengan pendadahan konsentrasi TiO2 sebesar 5%(b/b) memiliki kekuatan tekanan yang terbaik.

Gambar 17 menunjukkan nilai kuat tekan yang semakin naik terhadap kenaikan konsentrasi TiO2. Membran A, B, C, D, E, F pada pengujian kua t tekan memiliki nilai

Gambar 17. Hubungan kuat tekan dari variasi konsentrasi TiO2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

flu k s (m l 1.cm -2.m e n it -1) waktu (menit) A B C D E F 0 0.02 0.04 0.06

0 0.5 1 3 5 7

Ku at T ek an ( N/m m 2)

Konsentrasi TiO2 (%)

(21)

17

Gambar 18. Hubungan luasan kurva hasil uji tekan dari variasi konsentrasi TiO2

kuat tekan sebesar 0,021 N/mm2, 0,017 N/mm2, 0,022 N/mm2, 0,026 N/mm2, 0,046 N/mm2, 0,024 N/mm2. Pada Gambar 17, membran F menunjukkan penurunan nilai kuat tekan. Hal ini menunjukkan bahwa pendadahan TiO2 sebanyak 7%(b/b) menyebabkan agregasi partikel dan membuat TiO2 tidak menyebar secara seragam dalam matriks polimer, sehingga dapat melemahkan stabilitas mekanik membran, sehingga terjadi penurunan yang cukup signifikan.

Kenaikan nilai kuat tekan yang ditunjukkan oleh Gambar 17 menandakan terjadinya kenaikan gaya tahan dari membran, sehingga dapat dinyatakan kenaikan gaya akan mengakibatkan terjadinya kenaikan nilai kuat tekan dan menandakan kekuatan yang dimiliki oleh membran juga semakin besar. Kenaikan gaya juga dapat meningkatkan nilai impuls. Membran A, B, C, D, E, F memiliki nilai impuls 1.558 Ns, 1.302 Ns, 2.405 Ns, 4.286 Ns, 9.802 Ns, 2.670 Ns. Hal tersebut dapat dilihat pada Gambar 18.

Kuat tarik (Tensile strength)

Pengujian dengan metode uji tarik pada membran merupakan salah satu uji sifat mekanik. Semakin sulit suatu bahan (membran) ditarik maka semakin baik bahan tersebut digunakan dalam aplikasi teknologi membran. Gambar 19 memperlihatkan kurva hubungan kuat tarik dengan variasi konsentrasi TiO2. Kuat tarik semakin meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi TiO2. Hal ini juga menandakan bahwa gaya yang diberikan untuk menarik membran pun akan semakin besar. Pada membran F dengan pendadahan konsentrasi 7%(b/b) TiO2 menunjukkan penurunan nilai kuat tarik. Hal ini menunjukan pendadahan

Gambar 19. Hubungan kuat tarik dari variasi konsentrasi TiO2

Gambar 20. Hubungan luasan kurva hasil uji tarik dari variasi konsentrasi TiO2

TiO2 optimum pada membran E yaitu dengan pendadahan TiO2 sebesar 5%(b/b). Pada membran F terjadinya agregasi partikel dan membuat TiO2 tidak menyebar secara seragam dalam matriks polimer, sehingga dapat melemahkan stabilitas mekanik membran.

Membran A, B, C, D, E, F yang ditunjukan pada Gambar 19 memiliki nilai kuat tarik sebesar 1,27 N/mm2, 0,84 N/mm2, 1,10 N/mm2, 1,31 N/mm2, 2,20 N/mm2, 1,27 N/mm2.

Kenaikan nilai kuat tarik yang ditunjukkan oleh Gambar 19 menandakan terjadinya kenaikan gaya yang diberikan pada membran, sehingga dapat dinyatakan kenaikan gaya akan mengakibatkan terjadinya kenaikan nilai kuat tekan dan menandakan kekuatan yang dimiliki oleh membran juga semakin besar. Kenaikan gaya juga dapat meningkatkan nilai impuls. Membran A, B, C, D, E, F yang ditunjukan pada Gambar 20 memiliki nilai impuls 1.746 Ns, 1.025 Ns, 3.321 Ns, 4.211 Ns, 7.552 Ns, 1.696 Ns.

Kuat getar (Strong vibration)

Uji Getar dilakukan dengan menggunakan gelombang berdiri. Gambar 21 memperlihatkan kurva hubungan jumlah 0 1 2 3 4 5

1 2 3 4 5 6

L u asan Ku rv a Uj i T ek an

Konsentrasi TiO2 (%)

0 0.5 1 1.5 2 2.5

0 0.5 1 3 5 7

Ku at T ar ik ( N/m m 2)

Konsentrasi TiO2 (%)

0 2 4 6 8

1 2 3 4 5 6

L u asan Ku rv a Uj i T ar ik

Konsentrasi TiO2 (%)

0 0,5 1 3 5 7

0 0,5 1 3 5 7

(22)

18

Gambar 21. Jumlah getaran maksimum membran sampai putus dari variasi konsentrasi TiO2. getaran dengan konsentrasi TiO2. Kurva tersebut menunjukkan kenaikan jumlah getaran sebanding dengan kenaikan konsentrasi. Hal ini menandakan bahwa kenaikan konsentrasi juga diikuti oleh kenaikan waktu. Semakin banyak jumlah getaran yang dihasilkan maka waktu yang diperlukan sampai putus pun semakin lama. Untuk variasi pendadahan TiO2 pada membran polisulfon/TiO2, membran E dengan pendadahan TiO2 sebanyak 5% (b/b) menunjukkan nilai jumlah getaran yang lebih banyak dibanding dengan membran dengan pendadahan TiO2 yang lainnya. Hal ini menunjukan bahwa pendadahan TiO2 pada konsentrasi 5% (b/b) memiliki kuat getar tertinggi. Waktu yang dibutuhkan oleh membran dengan pendadahan TiO2 sebanyak 5% (b/b) sampai mencapai keadaan patah pun semakin lama. Pada beberapa kasus kenaikan konsentrasi TiO2 tidak selalu berbanding lurus dengan pertambahan nilai jumlah getaran membran yang akan dicari, karena pendadahan TiO2 memiliki batas optimum, seperti pada pendadahan TiO2 sebanyak 7% (b/b) ternyata mengalami penurunan jumlah getaran, karena terjadinya agregasi nanopartikel dan membuat TiO2 tidak menyebar secara seragam dalam matriks polimer, sehingga dapat melemahkan stabilitas mekanik membran.

Pada pengujian kuat getar, dapat disimpulkan bahwa semakin banyak jumlah getaran maka membran semakin kuat. Gelombang yang digunakan dalam pengujian kuat getar membran adalah

gelombang mekanik dengan perambatan transversal. Gelombang mekanik merupakan gelombang yang memerlukan medium dalam perambatannya. Jumlah getaran yang mampu dipertahankan oleh membran A, B, C, D, E dan F adalah 1500 getaran, 2550 getaran, 3420 getaran, 4560 getaran, 4689 getaran dan 3240 getaran.

Dalam pengujian kuat getar yang terlihat sangat jelas adalah waktu yang diperlukan sampai membran dalam keadaan putus. Semakin besar jumlah getaran yang dihasilkan maka waktunya pun semakin besar. Pengaruh dengan pendadahan TiO2 berpengaruh terhadap kuat getar. Pendadahan TiO2 sebanyak 5% (b/b) memiliki kuat getar yang optimum jika dibandingkan dengan pendadahan TiO2 varisi lainnya.

SEM

Hasil SEM pada Gambar 22, 23 dan 24, menunjukkan perbedaan morfologi pada membran A dan E. Struktur membran E yang diperlihatkan pada Gambar 22.(b) dan 23.(b) permukaannya terbentuk pori-pori dengan jumlah lebih banyak, ukuran bervariasi dengan jarak yang sangat berdekatan serta banyak partikel TiO2 dan polisulfon dari campuran suspensi yang menyaluti permukaan, tetapi pada permukaan membran A, ukuran pori-pori relatif kecil dan memiliki permukaan yang lebih halus. Pori-pori pada permukaan membran E lebih banyak jumlahnya sehingga memiliki porisitas lebih tinggi dengan jarak yang sangat berdekatan. Hal ini memungkinkan memiliki fluks air yang lebih tinggi dibanding membran A.

Berdasarkan citra SEM, pada penampang melintang terlihat bahwa bentuk membran yang dibuat dengan metode inversi fasa menghasilkan pori-pori asimetrik dengan bentuk menjari.

Penambahan konsentrasi TiO2 pada membran E menghasilkan pori-pori pada penampang melintang yang lebar. Perbedaan struktur penampang melintang pada membran A dan E terjadi karena laju difusi pelarut dan non pelarut.

0 1000 2000 3000 4000 5000

0 0.5 1 3 5 7

Ju m lah g etar an

Konsentrasi TiO2 (%)

(23)

17

(a) (b)

Gambar 22. Morfologi permukaan atas membran. (a) membran A dengan perbesaran 2500x; (b) membran E dengan perbesaran 2500x

(a) (b)

Gambar 23. Morfologi permukaan bawah membran. (a) membran A dengan perbesaran 5000x; (b) membran E dengan perbesaran 2500x

(a) (b)

Gambar 24. Morfologi penampang melintang membran. (a) membran A dengan perbesaran 500x; (b) membran E dengan perbesaran 3000x

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan

Membran polisulfon yang didadah TiO2 dibuat dengan teknik inversi fasa dengan perlakuan sonikasi sebelum pencetakan. Teknik ini menghasilkan pori-pori asimetrik dan menjari pada arah melintang. Terjadi adanya indikasi batasan konsentrasi pendadahan TiO2 optimum untuk setiap karakterisasi, sehingga mempengaruhi fluks air dan sifat mekanik membran. Pendadahan TiO2 sebesar 3% membuat membran menghasilkan fluks air yang lebih tinggi. Fluks air yang dihasilkan dengan sistem cross-flow lebih stabil dibandingkan dengan sistem dead-end. Pendadahan TiO2 sebesar 5% dapat

membuat membran semakin kuat secara mekanik.

Saran

(24)

17

DAFTAR PUSTAKA

ASTM E 4. Practices for load verification of testing machines.

Baker RW. 2004. Overview of Membrane Science and Technology. John Willey & Sons, New York.

Cobos IAJ. 2001. Metal Additive Distribution in TiO2 and SnO2 Semiconductor Gas Sensor Nanostruktured Materials.

Departement d’Electronica

Universitat de Barcelona. 27-28. Cotton FA, Geoffrey Wilkinson. 1998.

Advance Inorganic Chemistry. 5th edition. John Wiley and Sons. New York.

Farrell A. 2001. Synthesis effects on grain size and phase content in the anatase-rutile TiO2 system. A Thesis. 8-9.

Giancoli DC. 1991. Fisika jilid 1 edisi kelima. Jakarta: Erlangga.

Kesting, RE. 1993. Synthetic Polymerric Membranes. A Structural Perspective, 2nd edition, John Wiley & Sons, New York.

Kim TK, et al. 2005. Development of surface coating technology of TiO2

powder and improvement of photocatalytic activity by surface modification. Thin Solid Film 475: 71-177.

Mahrani E. 2008. Kajian sifat reologi berbagai jenis membran telur. [skripsi]. Bogor. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor. Mallaviale J. 1996. Water Treatment

Membran Processes. AWWA. Lyonnaise des Eaux. Water Research Commission of South Africa. Mc Graw Hill, New York Mawardah D. 2010. Kajian struktur

polisulfon yang didadah TiO2

sebagai media filtrasi. [skripsi]. Bogor. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor

Mulder M. 1996. Basic Principle of Membrane Technology. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. Notodarmojo S. 2004. Penurunan zat

organik dan kekeruhan menggunakan teknologi membran ultrafiltrasi dengan sistem aliran dead-end. ITB, Bandung.

Purwanto E. 2006. Kajian penggunaan 2-propanol sebagai media pencelupan (immersion precipitant) pada pembuatan membran ultrafiltrasi dari polisulfon. [skripsi]. Bogor. Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor.

Rautenbach R dan Albert R. 1989. Membrane Process. John Willey & Sons Ltd, New York.

Rohman S. 2009. “Membran polisulfon sintetik”.http://polisulfon.com/ [14 Oktober 2010].

Samsiah R. 2009. Karakterisasi biokomposit apatit-kitosan dengan XRD (x-ray diffraction), FTIR (fourier transform infrared), SEM (scanning electron microscopy) dan uji mekanik. [Skripsi]. Bogor: Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor. Scott K dan Hughes R. 1996. Industrial

Membrane Separation Technology. Blackie Academic and Professional, London.

Sembiring RS. 2005. Prepasi dan karakterisasi membran berbahan dasar polisulfon menggunakan pelarut dimetilacetamid (DMAC).

[skripsi]. Bogor. Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor.

Siburian MP. 2006. Kajian efektifitas membran polisulfon untuk desinfeksi air. [skripsi]. Bogor. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Sinaga PR. 2006. Kajian karakteristik membran ultrafiltrasi berbahan polisulfon pada berbagai tingkat ketebalan. [skripsi]. Bogor. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

SNI 03-2825-1992. Metode pengujian kuat tekan uniaxial batu.

SNI 2825-2008. Cara uji kuat tekan batu aksial.

Soebardi HR. 1997. Penggunaan membran komposit untuk proses osmosis balik lembah zat warna dispersi. [Tesis]. Bandung: Fakultas Pasca Sarjana, Institut Teknologi Bandung.

(25)

18

Bogor. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor.

Wenten IG. 1999. Teknologi membran industrial. Teknik Kimia. ITB. Bandung.

Widiastuti N. 1998. Pengaruh ZnCl2 sebagai

aditif terhadap karakteristik membran polisulfon untuk proses ultrafiltasi. [Tesis]. Bandung: Fakultas Pasca Sarjana, Institut Teknologi Bandung.

Xu X dan Cooper HL. 1997. Photoactivity of titan dioxide supported on MCM, zeolite X and zeolite Y. J. Phys. Chem. Vol 101, 3115.

(26)

19

(27)

20

Lampiran 1. Diagram tahap-tahap penelitian

Pembuatan membran polisulfon (tanpa TiO2)

Pembuatan membran polisulfon yang didadah oleh TiO2

(0.5%,1%,3%,5%,7%) Penyediaan alat dan bahan

Selesai Mulai

Karakterisasi mekanik

a. Kuat tekan (Compressive strength) b. Kuat tarik (Tensile strength) c. Kuat getar (Strong vibration) d. Fluks air

e. SEM

Penyusunan skripsi Analisis data

(28)

21

Lampiran 2. Diagram proses pembuatan membran polisulfon (tanpa TiO2)

Keterangan:

Untuk proses pembuatan membran polisulfon yang didadah TiO2, tambahkan 0.5%(b/b) TiO2 dan 87.5%(b/b) DMAc, 1%(b/b) TiO2 dan 87%(b/b) DMAc, 3%(b/b) TiO2 dan 85%(b/b) DMAc, 5%(b/b) TiO2 dan 83%(b/b) DMAc serta 7%(b/b) TiO2 dan 81%(b/b) DMAc. Polisulfon tetap 12%(b/b). Maka akan dihasilkan sampel membran B, membran C, membran D, membran E, membran F.

12%(b/b) polisulfon + 88%(b/b) DMAc

Larutan didiamkan kurang lebih selam 24 jam pada temperatur kamar

Stirring 1.5 jam Larutan A

Sonikasi 2 jam

Tuang larutan A ke plat kaca dan diratakan

Celup ke media koagulasi (nampan berisi aquades)

Rendam selama 5 – 10 detik

Angkat membran

Penghilangan sisa pelarut

Membran A

(29)

22

Lampiran 3. Alat dan bahan penelitian

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

(g) (h) (i)

Keterangan: (a) TiO2, DMAc, polisulfon; (b) alumunium foil, kaca pencetak,pipet, gelas ukur, tisu, nampan; (c) neraca analitik; (d) ultrasonic processor; (e) set

alat kuat getar PASCO WA-9857; (f) sonikasi; (g) force sensor, interface; (h) alat cross-flow; (i) alat dead-end.

(30)

23

Lampiran 4. Skema sintesis membran polisulfon dengan teknik inversi fasa

(31)

24

Lampiran 5. Skema karakterisasi membran polisulfon/TiO2

Pengujian kuat tarik

Pengujian kuat getar

Pengujian sistem deae-end

Pengujian sistem cross-flow

Membran

Analisis Data

(32)

25

Lampiran 6. Data fluks air sistem cross-flow membran polisulfon dengan variasi konsentrasi TiO2

Waktu (menit)

Fluks air (ml.cm-2.menit-1)

0% 0.5% 1% 3% 5% 7%

0,50 1,00 4,00 4,00 27,50 20,00 1,00

1,00 0,75 4,00 4,00 27,00 19,00 0,60

1,50 1,50 3,50 4,50 27,00 15,00 0,80

2,00 1,50 3,50 3,50 21,00 9,00 0,50

2,50 1,50 3,00 3,50 28,00 16,00 0,70

3,00 1,00 3,00 3,50 24,00 4,00 0,80

3,50 1,50 3,00 2,00 19,00 8,00 0,40

4,00 1,00 3,50 1,50 20,00 6,00 0,60

4,50 1,00 3,00 2,00 19,50 5,00 0,40

5,00 1,00 3,00 1,50 17,50 4,00 0,60

5,50 1,00 2,50 1,50 12,00 3,00 0,70

6,00 1,00 2,50 1,50 23,00 3,00 0,70

6,50 1,00 2,00 1,50 18,00 2,00 0,60

7,00 0,50 1,50 1,50 14,00 2,50 0,60

7,50 0,50 2,00 1,00 9,00 2,00 0,70

8,00 0,50 2,00 1,50 18,00 2,00 0,80

8,50 0,50 1,50 1,00 13,00 1,50 0,50

9,00 0,50 2,00 1,00 11,00 2,00 0,50

9,50 0,50 2,40 0,50 13,50 1,50 0,60

10,00 0,50 3,00 1,00 6,00 1,50 0,40

10,50 1,00 0,80 1,00 16,50 1,50 0,80

11,00 0,50 3,50 1,00 5,00 1,50 0,40

11,50 0,50 3,50 0,50 6,00 1,00 0,40

12,00 0,50 3,50 0,50 21,00 1,50 0,40

12,50 0,50 3,00 0,50 10,50 1,50 0,40

13,00 0,50 2,50 0,50 20,00 1,50 0,60

13,50 0,50 3,00 1,00 10,50 1,00 0,40

14,00 0,50 2,50 0,50 14,50 1,50 0,40

14,50 0,50 2,50 0,50 5,00 1,00 0,60

15,00 0,50 3,50 0,50 5,00 1,50 0,40

(33)

26

Lampiran 7. Data fluks air sistem dead-end membran polisulfon dengan variasi konsentrasi TiO2

Waktu (menit)

Fluks air (ml.cm-2.menit-1)

0% 0.5% 1% 3% 5% 7%

0,50 1,50 8,00 5,00 33,00 23,00 1,80

1,00 1,40 2,00 3,00 23,00 23,00 1,60

1,50 1,50 2,00 3,00 19,00 18,00 1,50

2,00 1,40 1,00 2,50 16,00 17,00 1,20

2,50 1,50 1,00 2,00 15,00 16,00 1,40

3,00 1,20 0,50 2,00 15,00 14,00 1,20

3,50 1,30 0,50 2,00 14,00 11,00 1,10

4,00 1,20 0,50 1,50 13,00 8,00 1,20

4,50 1,20 0,50 1,50 14,00 6,00 1,10

5,00 1,20 0,50 1,50 13,00 5,00 1,00

5,50 1,10 0,50 1,50 12,00 3,00 0,90

6,00 1,00 0,50 1,40 10,00 3,00 0,70

6,50 1,00 0,50 1,00 10,00 2,00 0,60

7,00 0,80 0,50 1,00 8,00 2,50 0,60

7,50 0,80 0,50 1,00 8,00 2,00 0,50

8,00 0,70 0,50 1,00 7,00 2,00 0,50

8,50 0,50 0,50 1,00 7,00 1,50 0,50

9,00 0,40 0,50 0,90 7,00 2,00 0,30

9,50 0,40 0,50 1,00 7,00 1,50 0,40

10,00 0,40 0,50 1,00 7,00 1,50 0,30

10,50 0,50 0,50 0,50 6,00 1,50 0,30

11,00 0,40 0,50 0,50 6,00 1,50 0,40

11,50 0,30 0,50 0,50 4,00 1,00 0,40

12,00 0,30 0,50 0,50 4,00 1,50 0,30

12,50 0,20 0,50 0,50 2,00 1,50 0,30

13,00 0,20 0,50 0,50 2,00 1,50 0,20

13,50 0,10 0,50 0,50 2,00 1,00 0,20

14,00 0,20 0,50 0,50 2,00 1,50 0,20

14,50 0,20 0,50 0,50 2,00 1,00 0,20

15,00 0,20 0,50 0,50 2,00 1,50 0,20

(34)

27

Lampiran 8. Data gaya dari uji tekan membran polisulfon dengan variasi konsentrasi TiO2

Waktu (s)

Gaya (N) 0%

F (N)

0.5% F (N)

1% F (N)

3% F (N)

5% F (N)

7% F (N)

0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00

0,10 0,00 0,09 0,01 0,01 0,02 0,03

0,20 0,02 0,22 0,01 0,03 0,14 0,07

0,30 0,03 0,39 0,02 0,06 0,24 0,13

0,40 0,04 0,57 0,02 0,10 0,37 0,16

0,50 0,09 0,64 0,03 0,15 0,47 0,25

0,60 0,16 0,70 0,03 0,23 0,56 0,34

0,70 0,25 0,80 0,04 0,35 0,69 0,48

0,80 0,33 0,87 0,04 0,48 0,68 0,63

0,90 0,44 1,07 0,06 0,64 0,74 0,83

1,00 0,63 1,16 0,09 0,82 0,86 0,95

1,10 0,81 1,29 0,14 0,97 0,99 1,06

1,20 0,92 1,39 0,24 1,18 1,10 1,20

1,30 1,09 1,49 0,36 1,27 1,14 1,25

1,40 1,32 1,60 0,48 1,35 1,22 1,38

1,50 1,44 1,62 0,61 1,42 1,30 1,53

1,60 1,55 0,00 0,64 1,46 1,44 1,63

1,70 1,66 0,00 0,73 1,51 1,59 1,73

1,80 1,75 0,00 0,82 1,59 1,75 1,86

1,90 0,00 0,00 0,91 1,64 1,88 1,89

2,00 0,00 0,00 1,12 1,79 1,93 1,95

2,10 0,00 0,00 1,23 1,87 2,05 1,98

2,20 0,00 0,00 1,33 1,89 2,21 2,07

2,30 0,00 0,00 1,40 1,96 2,29 2,16

2,40 0,00 0,00 1,51 1,98 2,39 2,26

2,50 0,00 0,00 1,58 2,00 2,55 0,00

2,60 0,00 0,00 1,71 2,01 2,64 0,00

2,70 0,00 0,00 1,81 2,07 2,79 0,00

2,80 0,00 0,00 1,89 2,08 2,94 0,00

2,90 0,00 0,00 1,97 2,15 3,06 0,00

3,00 0,00 0,00 2,00 2,13 3,12 0,00

3,10 0,00 0,00 2,09 2,23 3,21 0,00

3,20 0,00 0,00 0,00 2,23 3,19 0,00

3,30 0,00 0,00 0,00 2,24 3,19 0,00

3,40 0,00 0,00 0,00 0,00 3,24 0,00

3,50 0,00 0,00 0,00 0,00 3,35 0,00

3,60 0,00 0,00 0,00 0,00 3,37 0,00

3,70 0,00 0,00 0,00 0,00 3,44 0,00

3,80 0,00 0,00 0,00 0,00 3,44 0,00

3,90 0,00 0,00 0,00 0,00 3,55 0,00

4,00 0,00 0,00 0,00 0,00 3,61 0,00

4,10 0,00 0,00 0,00 0,00 3,71 0,00

4,20 0,00 0,00 0,00 0,00 3,78 0,00

4,30 0,00 0,00 0,00 0,00 3,89 0,00

4,40 0,00 0,00 0,00 0,00 4,01 0,00

4,50 0,00 0,00 0,00 0,00 4,08 0,00

4,60 0,00 0,00 0,00 0,00 4,14 0,00

4,70 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

4,80 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

4,90 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

5,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

5,10 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

(35)

28

Lampiran 9. Data kuat tekan dari hasil uji tekan berbagai variasi konsentrasi TiO2 Konsentrasi

(%)

Gaya maksimum (N)

Kuat tekan (N/mm2)

0 1,96 0,021

0,5 1,62 0,017

1 2,09 0,022

3 2,44 0,026

5 4,41 0,047

7 2,26 0,024

Lampiran 10. Data impuls dari hasil uji tekan berbagai variasi TiO2 Konsentrasi

(%) Luas di bawah kurva

0 1,558000

0,5 1,301625

1 2,404825

3 4,285575

5 9,801680

7 2,669760

(36)

29

Lampiran 11. Data gaya uji tarik membran polisulfon dengan variasi konsentrasi TiO2

Waktu (s)

Gaya (N) 0%

F (N)

0.5% F (N)

1% F (N)

3% F (N)

5% F (N)

7% F (N)

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

0,10 0,03 0,15 0,01 0,02 0,00 0,03

0,20 0,06 0,21 0,02 0,07 0,02 0,05

0,30 0,10 0,29 0,04 0,08 0,02 0,07

0,40 0,12 0,36 0,07 0,09 0,04 0,13

0,50 0,19 0,46 0,09 0,11 0,06 0,21

0,60 0,29 0,56 0,16 0,12 0,08 0,32

0,70 0,45 0,69 0,19 0,13 0,15 0,47

0,80 0,64 0,78 0,26 0,21 0,22 0,70

0,90 0,84 0,87 0,29 0,24 0,32 0,95

1,00 1,03 1,01 0,37 0,3 0,42 1,27

1,10 1,28 1,23 0,48 0,4 0,53 1,53

1,20 1,47 1,38 0,57 0,48 0,67 1,69

1,30 1,67 1,47 0,69 0,6 0,88 1,89

1,40 1,86 1,51 0,77 0,75 1,16 1,99

1,50 1,98 0,00 0,88 0,94 1,26 2,13

1,60 2,09 0,00 0,97 1,00 1,42 2,27

1,70 2,14 0,00 1,05 1,14 1,60 2,28

1,80 2,19 0,00 1,08 1,32 1,82 0,00

1,90 0,00 0,00 1,15 1,44 1,97 0,00

2,00 0,00 0,00 1,21 1,47 2,09 0,00

2,10 0,00 0,00 1,29 1,58 2,18 0,00

2,20 0,00 0,00 1,39 1,70 2,24 0,00

2,30 0,00 0,00 1,45 1,76 2,41 0,00

2,40 0,00 0,00 1,53 1,77 2,57 0,00

2,50 0,00 0,00 1,61 1,86 2,61 0,00

2,60 0,00 0,00 1,65 1,87 2,67 0,00

2,70 0,00 0,00 1,69 1,94 2,78 0,00

2,80 0,00 0,00 1,73 2,01 2,94 0,00

2,90 0,00 0,00 1,80 2,09 3,00 0,00

3,00 0,00 0,00 1,83 2,12 3,15 0,00

3,10 0,00 0,00 1,85 2,18 3,20 0,00

3,20 0,00 0,00 0,00 2,27 3,22 0,00

3,30 0,00 0,00 0,00 2,29 3,36 0,00

3,40 0,00 0,00 0,00 2,30 3,51 0,00

3,50 0,00 0,00 0,00 2,31 3,55 0,00

3,60 0,00 0,00 0,00 2,36 3,70 0,00

3,70 0,00 0,00 0,00 0,00 3,83 0,00

3,80 0,00 0,00 0,00 0,00 3,89 0,00

3,90 0,00 0,00 0,00 0,00 3,92 0,00

4,00 0,00 0,00 0,00 0,00 3,96 0,00

4,10 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

(37)

30

Lampiran 12. Data kuat tarik dari hasil uji tarik berbagai variasi konsentrasi TiO2 Konsentrasi

(%)

Gaya maksimum (N)

Kuat tarik (N/mm2)

0 2,19 1,22

0,5 1,51 0,84

1 1,98 1,10

3 2,36 1,31

5 3,96 2,20

7 2,28 1,27

Lampiran 13. Data impuls dari hasil uji tarik berbagai variasi TiO2 Konsentrasi

(%) Luas di bawah kurva

0 1,745460

0,5 1,024800

1 3,320460

3 4,211280

5 7,552000

7 1,697535

Lampiran 14. Data uji getar membran polisulfon dengan variasi konsentrasi TiO2

Konsentrasi TiO2 (%)

Frekuensi (Hz)

Waktu sampai membarn putus (s)

Jumlah getaran (getaran)

0 30 50 1500

0.5 30 85 2550

1 30 114 3420

3 30 152 4560

5 30 136 4080

7 30 108 3420

(38)

31

Lampiran 15. Hubungan gaya dan waktu pada uji tekan membran

0 1 2 3

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

gay

a

(N)

waktu (s) Membran A

0 1 2

0 0.5 1 1.5 2

gay

a

(N)

waktu (s) Membran B

0 0.5 1 1.5 2 2.5

0 1 2 3 4

gay

a

(N)

waktu (s) Membran C

0 1 2 3

0 1 2 3 4

gay

a

(N)

waktu (s) Membran D

(39)

32

0 2 4 6

0 1 2 3 4 5 6

gay

a

(N)

waktu (s) Membran E

0 1 2 3

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

gay

a

(N)

waktu (s) Membran F Lanjutan

Lampiran 15

(40)

33

Lampiran 16. Hubungan gaya dan waktu pada uji tarik membran

0 1 2 3

0 0.5 1 1.5 2 2.5

gay

a

(N)

waktu (s) Membran A

0 0.5 1 1.5 2 2.5

0 0.5 1 1.5 2

gay

a

(N)

waktu (s) Membran B

0 1 2 3

0 1 2 3 4

gay

a

(N)

waktu (s)

Membran C

0 1 2 3

0 1 2 3 4 5

gay

a

(N)

waktu (s) Membran D

(41)

34

0 2 4 6

0 1 2 3 4 5

gay

a

(N)

waktu (s) Membran E

0 1 2 3

0 0.5 1 1.5 2 2.5

gay

a

(N)

waktu (s) Membran F Lanjutan

Lampiran 16

(42)

35

Lampiran 17. Hubungan fluks air terhadap waktu

0 0.5 1 1.5 2 2.5

0 5 10 15

fl

u

ks

a

ir (m

l

1.cm -2.me

n

it

-1)

waktu (menit) Membran A

A (cross-flow)

A (dead-end)

0 2 4 6 8

0 5 10 15

fl

u

ks

ai

r

(m

l

1.cm -2.me

n

it

-1)

waktu (menit) Membran B

B (cross-flow)

B (dead-end)

0 2 4 6 8 10

0 5 10 15 20

fl

u

ks

ai

r

(m

l

1.cm -2.me

n

it

-1)

waktu (menit) Membran C

C (cross-flow)

C (dead-end)

(43)

36

0 5 10 15 20 25 30 35

0 5 10 15

fl

u

ks

ai

r

(m

l

1.cm -2.me

n

it

-1)

waktu (menit) Membran D

D (cross-flow)

D (dead-end)

0 5 10 15 20 25

0 5 10 15

fl

u

ks

ai

r

(m

l

Gambar

Gambar 1.  Aliran zat dalam proses  filtrasi membran
Gambar 7. Skema kerja dari   scanning
Gambar 9. Skema kuat tekan
Tabel 1. Komposisi pembuatan membran dan kode sampel membran.
+7

Referensi

Dokumen terkait

Karakteristik dewan komisaris dan perusahaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah komite manajemen risiko, ukuran dewan komisaris, proporsi komisaris independen,

 ASSALAMUALAIK UM DAN SALAM SEJAH UM DAN SALAM SEJAH TERA. ALHAMDULILLAH TELAH LILLAH TELAH TERCAPAI HAJAT SAYA UNTUK BERKONGSI APA ILMU YG SAYA ADA TTG TERCAPAI HAJAT SAYA

Johnston dan Medinus (1974) mengemukakan bahwa masalah rendahnya rasa percaya diri senng dialami oleh pendenta cacat fisik. individu yang menderita cacat lisik mempunyai kecemasan

Hal ini sejalan dengan misi yang diberikan kepada sales-marketing, mereka tidak hanya menjual barang atau jasa namun juga menjaga hubungan baik dengan konsumen, dapat

Namun demikian, hakikat setiap relasi antar manusia ternyata adalah konflik; sebab orang lain membuat saya –kata Sartre- menjadi obyek atau ‘saya’ membuat hal yang sama

Untuk menjawab pernasalahan tersebut diperlukan adanya model yang marnpu mengintegrasikan keterkaitan aspek mikro (produksi clan perdagangan) dan aspek makro ekonomi,

Dengan tingkat distorsi, komitmen, serta konsistensi dalam implementasi yang bervariasi antara komiditi perkebunan dan antara negara, dampak dari liberalisasi perdagangan

Sedangkan, pada penelitian Lau (2004) dan Rata (2007), terdapat hasil yang signifikan antara hubungan antara variabel dependen kepuasan pemakai terhadap variabel