• Tidak ada hasil yang ditemukan

Kajian Sifat Listrik Membran Polisulfon yang Didadah Titanium Dioksida (TiO2).

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2017

Membagikan "Kajian Sifat Listrik Membran Polisulfon yang Didadah Titanium Dioksida (TiO2)."

Copied!
58
0
0

Teks penuh

(1)

i

ABSTRAK

TRI MAHANINGSIH.

Kajian Sifat Listrik Membran Polisulfon Yang Didadah

Titanium Dioksida (TiO

2

). Dibimbing oleh

JAJANG JUANSAH, M.Si

dan

Dr. Ir.

IRMANSYAH, M.Si.

Penelitian ini mengkaji sifat listrik membran polisulfon yang didadah TiO

2

yang

meliputi kapasitansi (Cs), impedansi (Z), konduktansi (G),

loss coefficient

(D), serta

karakterisasi arus – tegangan. Perlakuan perbedaan konsentrasi yang diberikan TiO

2

pada

polisulfon dapat mempengaruhi sifat listrik. Penambahan konsentrasi TiO

2

pada membran

polisulfon dengan peningkatan frekuensi menyebabkan nilai kapasitansi, impedansi, dan

loss coefficient

menurun sedangkan nilai konduktansi meningkat. Sedangkan hubungan

arus – tegangan,

kurva yang dihasilkan cenderung linear pada beberapa konsentrasi sebab

semakin besar tegangan, arus yang dihasilkan semakin besar, hal ini dapat dinyatakan

bahwa membran polisulfon bersifat

ohmic. Nilai konduktansi yang dihasilkan sangat

kecil (berkisar nano), sedangkan impedansinya pada orde kΩ. Pada penambahan TiO

2

5%

memiliki arus yang paling besar pada karakterisasi arus – tegangan, kapasitansi,

loss

coefficient,

dan konduktansi yang paling tinggi, sedangkan pada impedansi yang paling

tinggi dihasilkan pada penambahan TiO

2

7%. Hal ini menunjukan bahwa pada

penambahan TiO

2

5% memiliki sifat listrik yang baik dibandingkan dengan penambahan

konsentrasi TiO

2

yang lainnya.

(2)

1

1

PENDAHULUAN

LATAR BELAKANG

Perkembangan teknologi membran saat ini telah berkembang pesat pada berbagai kalangan teknologi, industri maupun kalangan akademik. Keunggulan teknologi membran antara lain adalah membran dapat bertindak sebagai filter yang sangat spesifik. Hanya molekul – molekul dengan ukuran tertentu yang saja yang dapat melewati membran, sedangkan sisanya tertahan di permukaan membran.

Aplikasi membran yang telah meluas ke berbagai bidang dan dipicu fakta bahwa pemisahan dengan membran memiliki keunggulan dibanding dengan teknologi lain. Pemisahan dengan membran dapat berlangsung terus menerus, tidak membutuhkan zat kimia tambahan, konsumsi energinya rendah, mudah digabung dengan proses pemisahan lain, dan mudah ditingkatkan kapasitasinya.1

Penelitian yang mendasar bagi perkembangan teknologi membran adalah proses pembuatan polimer yang merupakan bahan dasar membran. Salah satu polimer yang biasa digunakan sebagai bahan membran adalah polisulfon (PSF). Polisulfon banyak digunakan dalam pembuatan membran, karena polimer tersebut memiliki sifat kestabilan kimia yang cukup tinggi yaitu tahan terhadap perubahan pH, daya elastisitas rendah, daya tarik yang tinggi, dan stabil pada kondisi temperatur ruang.1

Banyak cara dilakukan untuk meningkatkan kinerja membran polisulfon antara lain dengan penambahan zat aditif yang ditambahkan saat proses pembuatannya, seperti titanium dioksida (TiO2). TiO2

merupakan nanomaterial yang bersifat semikonduktor yang dapat menghantarkan listrik, sifat logam yang kuat, ringan dan memiliki kerapatan yang rendah. Peranan TiO2 dalam bidang industri sebagai pigmen,

adsorben, pendukung katalik, dan semikonduktor.2 Penambahan TiO2

meningkatkan kekuatan fisik membran sehingga membran tidak terdekomposisi, meningkatkan hidropobilitas sehingga fluks meningkat.3 Dengan demikian, adanya penambahan TiO2 pada membran dapat

memberikan konstribusi.

Dalam penelitian ini difokuskan pada uji sifat kelistrikan dari membran polisulfon hasil teknik inversi fase rendam-endap. Metode ini merupakan metode pemecahan partikel menjadi berukuran dalam kisaran

nano dengan menggunakan bantuan magnetic stirrer dan ultrasonic processor agar larutan membran yang dihasilkan menjadi membran yang homogen. Metode inversi fase rendam-endap digunakan saat proses pembuatan larutan siap cetak yang akan dijadikan membran.

Beberapa sifat kelistrikan yang diuji yaitu impedansi, kapasitansi, konduktansi, loss coefficient, dan sudut fasenya (θ) pada frekuensi rendah dengan perlakuan variasi konsentrasi TiO2. Dari penelitian ini

diharapkan dapat mempelajari mekanisme transport elektron pada membran polisulfon hasil inversi fase rendam-endap sehingga dapat memberikan kontribusi untuk kemajuan dalam bidang teknologi membran.

Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk mengukur dan mengkaji sifat listrik (karakterisasi arus-tegangan, kapasitansi, loss coefficient, impedansi, konduktansi, dan sudut fase) membran polisulfon yang didadah TiO2

dalam berbagai konsentrasi dengan memvariasikan frekuensi.

Hipotesis

Membran polisulfon yang didadah dengan TiO2 yang berbeda konsentrasinya

akan menghasilkan sifat listrik yang berbeda. Apabila konsentrasi penambahan TiO2

semakin banyak maka dapat meningkatkan nilai kapasitansi, konduktansi, loss coefficient, dan menurunkan nilai impedansi.

Rumusan Masalah

Sejalan dengan latar belakang, penelitian ini diarahkan untuk mencari solusi bagi masalah saat ini, yaitu kajian sifat listrik membran polisulfon yang didadah dengan TiO2 dan pelarut dimetilasetamid (DMAc).

Permasalahan dalam penelitian ini yaitu bagaimanakah sifat listrik yang terdapat pada membran polisulfon (polimer) yang didadah TiO2 (semikonduktor) dengan pelarut DMAc?

TINJAUAN PUSTAKA

Membran

(3)

1

PENDAHULUAN

LATAR BELAKANG

Perkembangan teknologi membran saat ini telah berkembang pesat pada berbagai kalangan teknologi, industri maupun kalangan akademik. Keunggulan teknologi membran antara lain adalah membran dapat bertindak sebagai filter yang sangat spesifik. Hanya molekul – molekul dengan ukuran tertentu yang saja yang dapat melewati membran, sedangkan sisanya tertahan di permukaan membran.

Aplikasi membran yang telah meluas ke berbagai bidang dan dipicu fakta bahwa pemisahan dengan membran memiliki keunggulan dibanding dengan teknologi lain. Pemisahan dengan membran dapat berlangsung terus menerus, tidak membutuhkan zat kimia tambahan, konsumsi energinya rendah, mudah digabung dengan proses pemisahan lain, dan mudah ditingkatkan kapasitasinya.1

Penelitian yang mendasar bagi perkembangan teknologi membran adalah proses pembuatan polimer yang merupakan bahan dasar membran. Salah satu polimer yang biasa digunakan sebagai bahan membran adalah polisulfon (PSF). Polisulfon banyak digunakan dalam pembuatan membran, karena polimer tersebut memiliki sifat kestabilan kimia yang cukup tinggi yaitu tahan terhadap perubahan pH, daya elastisitas rendah, daya tarik yang tinggi, dan stabil pada kondisi temperatur ruang.1

Banyak cara dilakukan untuk meningkatkan kinerja membran polisulfon antara lain dengan penambahan zat aditif yang ditambahkan saat proses pembuatannya, seperti titanium dioksida (TiO2). TiO2

merupakan nanomaterial yang bersifat semikonduktor yang dapat menghantarkan listrik, sifat logam yang kuat, ringan dan memiliki kerapatan yang rendah. Peranan TiO2 dalam bidang industri sebagai pigmen,

adsorben, pendukung katalik, dan semikonduktor.2 Penambahan TiO2

meningkatkan kekuatan fisik membran sehingga membran tidak terdekomposisi, meningkatkan hidropobilitas sehingga fluks meningkat.3 Dengan demikian, adanya penambahan TiO2 pada membran dapat

memberikan konstribusi.

Dalam penelitian ini difokuskan pada uji sifat kelistrikan dari membran polisulfon hasil teknik inversi fase rendam-endap. Metode ini merupakan metode pemecahan partikel menjadi berukuran dalam kisaran

nano dengan menggunakan bantuan magnetic stirrer dan ultrasonic processor agar larutan membran yang dihasilkan menjadi membran yang homogen. Metode inversi fase rendam-endap digunakan saat proses pembuatan larutan siap cetak yang akan dijadikan membran.

Beberapa sifat kelistrikan yang diuji yaitu impedansi, kapasitansi, konduktansi, loss coefficient, dan sudut fasenya (θ) pada frekuensi rendah dengan perlakuan variasi konsentrasi TiO2. Dari penelitian ini

diharapkan dapat mempelajari mekanisme transport elektron pada membran polisulfon hasil inversi fase rendam-endap sehingga dapat memberikan kontribusi untuk kemajuan dalam bidang teknologi membran.

Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk mengukur dan mengkaji sifat listrik (karakterisasi arus-tegangan, kapasitansi, loss coefficient, impedansi, konduktansi, dan sudut fase) membran polisulfon yang didadah TiO2

dalam berbagai konsentrasi dengan memvariasikan frekuensi.

Hipotesis

Membran polisulfon yang didadah dengan TiO2 yang berbeda konsentrasinya

akan menghasilkan sifat listrik yang berbeda. Apabila konsentrasi penambahan TiO2

semakin banyak maka dapat meningkatkan nilai kapasitansi, konduktansi, loss coefficient, dan menurunkan nilai impedansi.

Rumusan Masalah

Sejalan dengan latar belakang, penelitian ini diarahkan untuk mencari solusi bagi masalah saat ini, yaitu kajian sifat listrik membran polisulfon yang didadah dengan TiO2 dan pelarut dimetilasetamid (DMAc).

Permasalahan dalam penelitian ini yaitu bagaimanakah sifat listrik yang terdapat pada membran polisulfon (polimer) yang didadah TiO2 (semikonduktor) dengan pelarut DMAc?

TINJAUAN PUSTAKA

Membran

(4)

oleh membran dapat diliha Proses pemisahan dapat terjadi karena adany pori, bentuk, serta Membran demikian bia membran semipermeab menahan zat tertentu, teta zat yang lainnya. Fase c dipisahkan disebut umpa hasil pemisahan disebut Sifat-sifat membran pe yang meliputi mikrostruktumya.4

Berdasarkan bah membran dibagi menjadi membran dengan b anorganik. Untuk bahan dibagi menjadi dua bag alami dan membran sinte adalah membran yang t makhluk hidup. Contohn terbuat dari selulosa dan selulosa nitrat dan aseta adalah membran yang d kebutuhan dan mirip den alami. Contoh membra polisulfon poliamida.5

Jika ditinjau da membran buatan dibagi membran tidak bermuatan bermuatan tetap. Membra tetap disebut juga membr ini terdiri dari polimer y ion-ion sebagai ion tetap terhadap larutan kimia.

Selektifitas membr oleh unsur-unsur penyusu kimia, ukuran pori-pori, tekanan dan temperatur sifat listriknya. Membra terbentuk karena molekul menempel pada membra ion tidak dapat berpinda lapisan tipis bermuata sehingga membran ini d tertentu saja.6

Berdasarkan ben terdiri atas membran sim asimetrik. Membran struktur pori yang homog ketebalannya antara 10-2 membran asimetri mem kerapatan yang tidak sam terdiri atas dua lapisan, yang tipis dan rapat ketebalan kurang dari 0 pendukung (sublayer) ya ketebalan 50 - 200 µ m.7

ihat pada Gambar 1. an dengan membran anya perbedaan ukuran struktur kimianya. iasa disebut sebagai abel, artinya dapat tapi dapat melewatkan campuran yang akan pan (feed), dan fase t permeat (permeate). perlu dikarakterisasi, efisiensi serta

ahan pembuatannya, i dua golongan, yaitu

bahan organik dan an organik membran agian, yaitu membran ntesis. Membran alami terdapat di jaringan hnya membran yang an turunannya seperti tat. Membran sintesis dibuat sesuai dengan dengan sifat membran

bran sintesis adalah

dari sifat listriknya gi menjadi dua, yaitu tan tetap dan membran bran tidak bermuatan bran netral. Membran r yang tidak mengikat ap dan bersifat selektif

bran netral ditentukan sun (monomer), ikatan i, daya tahan terhadap ur, serta karakteristik bran bermuatan tetap kul-molekul ionik yang ran secara kimia. lon-dah dan membentuk tan pada membran, dapat dilalui ion-ion

entuknya, membran imetrik dan membran simetrik memiliki ogen dan relatif sama, 200 µ m. Sedangkan emiliki ukuran dan ma. Membran jenis ini n, yaitu lapisan kulit t (skinlayer) dengan 0.5 µm serta lapisan yang berpori dengan

Gambar 1. Skema sistem pemi membran.

Pembuatan membra dengan beberapa teknik, y sintering, stretching, trac fase, dan leaching. pembuatan membran ini s struktur membran yang d sintering merupakan tek (fusi) partikel-partikel kak dengan menggunakan teka tinggi atau dengan menggu tekanan dan temperatur yan Pori-pori dalam filte ruang antar partikel. Ukur oleh distribusi partikeln distribusi partikel maka uk besar. Teknik ini akan berukuran antara 0.1 - 10 yang terbentuk meru mikrofiltrasi.

Teknik stretching digunakan untuk membua bahan polimer semikristal polipropilen. Teknik ini melakukan peregangan sehingga terjadi keretakan pori dengan ukuran anta Porositas membran yang di ini lebih besar dibanding dibuat dengan teknik sinter

Pada teknik tra ditembak dengan radiasi dengan arah tegak lurus t kemudian dimasukkan ke atau basa, sehingga mat membentuk goresan se Goresan tersebut akan silinder dengan distribusi Ukuran pori yang terbentu – 10 µm.

Salah satu tekni dilakukan peneliti untuk pe yaitu menggunakan tek Teknik ini dilakukan perubahan membran dari c teknik inversi fase rendam dibuat dengan melarutka dalam pelarut yang sesuai larutan yang homogen dari larutan tersebu

2

2

misahan dua fase oleh

ran dapat dilakukan , yaitu dengan teknik rack-etching, inversi Pemilihan teknik i sangat menentukan dihasilkan.8 Teknik eknik penggabungan aku yang dilakukan kanan dan temperatur gunakan perekat pada

ang lebih rendah. lter ini berupa

ruang-uran pori ditentukan lnya, semakin luas ukuran pori semakin kan membuat pori 10 µ m dan membran rupakan membran

ng hanya dapat uat membran dengan tal seperti teflon dan i dilakukan dengan ke segala arah n dan terbentuk pori-ntara 0.1 - 3 µm. dibuat dengan teknik ingkan dengan yang

ering.

track-etching, film asi berenergi tinggi terhadap film. Film ke dalam bak asam atriks polimer akan sepanjang lintasan. n membentuk pori si pori yang sempit. tuk yaitu antara 0.02

(5)

3

dikoagulasikan dalam non pelarut (air) sehingga terbentuk membran. Kemudian dibuat lapisan tipis dari larutan dan dikoagulasikan dengan air agar terbentuk membran.7

Polisulfon (PSF)

Polisulfon adalah polimer yang banyak digunakan sebagai bahan dasar pembuatan membran. Hal ini dikarenakan memiliki ketahanan yang baik terhadap temperatur tinggi, rentang pH yang lebar 1 – 13, memiliki resistansi yang baik terhadap klorin.3 Selain itu, PSF memiliki elastisitas rendah, kekuatan tarik tinggi, stabil pada temperatur ruang.

Karakter-karakter yang dimiliki PSF tersebut disebabkan oleh struktur rantai yang rigid, seperti pada Gambar 2. PSF bersifat hidrofob atau tidak suka air, juga tidak larut dalam larutan asam ataupun basa. Kelarutan polisulfon dalam larutan alifatik rendah tetapi masih dapat larut dalam beberapa pelarut yang sedikit polar.9

Titanium Dioksida (TiO2)

TiO2 adalah bahan material aktif

dengan ukuran nano yang memiliki beberapa keunggulan yakni resistensi terhadap bakteri yang tinggi dan bersifat sangat hidropilik. Komposisi yang terbaik untuk pembuatan casting solution adalah (18 b/b) PSF; (2 %-b/b) TiO2 ; (64%-b/b) DMAC; (16 %-b/b)

NMP. Penambahan TiO2 tersebut

meningkatkan kekuatan fisik membran sehingga membran tidak mudah terdekomposisi, meningkatkan hidropilitas sehingga fluks meningkat.3

Penggunaan TiO2 sintetis baik dalam

bentuk tetragonal rutile ataupun anatase sangat banyak dipakai dalam industri antara lain sebagai pigmen pemutih, bahan utama keramik untuk elektronik (BaTiO3), bahan

baku untuk pembuatan TiO2 polimeric

precursor yang sangat penting untuk pembuatan bahan-bahan keramik maju.

Bahan baku untuk membuat TiO2

sintetis banyak terdapat di alam, baik sebagai deposit utama atau deposit batuan keras ataupun sebagai secondary/placer deposit (yang pada umumnya dalam bentuk pasir pantai). Mineral-mineral yang ada di dalam deposit tersebut ada yang berbentuk mineral ilmenite (FeO.TiO2), rutile (tetragonal TiO2),

anatase (tetragonal TiO2), brookite (rhombic

TiO2) dan perovskite (CaO.TiO2).10

Gambar 2. Struktur kimia polisulfon.

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

N,N-dimetilasetamida (DMAc)

DMAc merupakan molekul sederhana yang berada dalam fase cair pada temperatur ruang. Dalam struktur kimia DMAc dapat diperlihatkan pada Gambar 3. Jenis cairan yang polar namun tidak bermuatan ini umum digunakan sebagai pelarut polimer.9

DMAc digunakan sebagai pelarut karena telah diketahui secara umum bahwa DMAc dan PSF adalah pasangan pelarut polimer yang cocok dan dapat membuat larutan menjadi homogen1.

Sifat Listrik Membran

Berdasarkan sifat listriknya, sifat bahan dikelompokan menjadi isolator, konduktor, semikonduktor dan superkonduktor akan memiliki sifat listrik yang berbeda. Jenis sifat listrik dalam penelitian ini meliputi karakterisasi arus-tegangan, kapasitansi, loss coefficient, impedansi, konduktansi, dan sudut fase (θ).

Karakterisasi arus - tegangan

Karakteristik arus-tegangan merupakan salah satu karakteristik kelistrikan membran. Karakteristik ini dipengaruhi oleh aliran elektron dan ion-ion pada membran. Aliran ion-ion berpengaruh pada aliran arus dalam membran dan proses pemindahan lainnya. Dari karakteristik arus-tegangan dapat ditentukan sifat ohmic-nya suatu membran, daya tahanan listrik dan energi diri ion yang melintasi membran. arus dipengaruhi oleh besamya beda tegangan dan beda konsentrasi muatan pembawa. Semakin besar beda konsentrasi muatan pembawa dan beda tegangan maka semakin besar pula arus yang mengalir pada membran.11

O

CH

3
(6)

4

4

Rapat arus dari ion pembawa yang bergerak di dalam larutan dan menembus membran diberikan oleh persamaan beriku:

dx d Pq dx dP kT

JP=− µp − µp ϕ

dx d Pq dx dN kT

Jn=− µn − µn ϕ (1)

Keterangan:

N, P adalah konsentrasi ion pembawa muatan negatif dan positif. T adalah suhu mutlak, J adalah rapat arus. p, n masing-masing

merupakan mobilitas ion positif dan negatif dengan adalah beda potensial dan k adalah konstanta Boltzman (1,38 x 10-23 J/K), variabel P, N dan merupakan fungsi dari x.

Kapasitansi listrik

Kapasitansi merupakan suatu ukuran kapasitas penyimpanan muatan berdasarkan perbedaan potensial tertentu.12 Banyaknya muatan neto yang terakumulasi pada kapasitor sebanding dengan tegangan yang diberikan oleh sumber.6 Kapasitor adalah suatu piranti yang dapat menyimpan muatan listrik dan terdiri dari dua benda penghantar 13 yang terisolasi, dipisahkan pada jarak tertentu dan mempunyai luasan tertentu. Nilai kapasitansi tidak bergantung pada muatan atau tegangan melainkan dipengaruhi oleh faktor gemoetri dan sifat bahan dielektriknya.14

Faktor yang menentukan geometri yaitu luas keping sejajar dan jarak antar kepingnya. Sifat bahan dielektrik ditentukan oleh konstanta dielektrik bahan yang merupakan bahan non konduktor yang tidak memiliki elektron-elektron bebas sehingga tidak dapat menghantarkan listrik.15 Ketika luas area plat meningkat, maka kapasitansi akan meningkat. Ketika jarak antar plat besar, maka nilai kapasitansi berkurang dan ketika nilai konstanta dielektriknya besar, maka kapasitansinya berkurang.16

d A

C = ε (2)

Keterangan :

C = kapasitansi (farad)

ε

= permitivitas bahan (farad/m)

A = luas plat (m2) d = jarak antara plat (m)

Michael Faraday (1791-1867) membuat postulat bahwa sebuah kapasitor memiliki kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat membuat elektron sebanyak 1 C. Besar muatan (Q) yang tersimpan pada kapasitor sebanding dengan beda potensialnya (V).16

CV

Q

=

(3)

Keterangan:

Q = muatan elektron dalam C (coulomb) C = nilai kapasitansi dalam F (farad) V = besarnya tegangan dalam V (volt)

Jika kedua ujung plat logam diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) logamnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung logam yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak dapat menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini “tersimpan” selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya.16

Pada Gambar 4 memperlihatkan skema kapasitor yang diberi tegangan Vs. Dan menurut Maxwell-Wagner, model rangkaian listrik membran dapat dimodelkan pada gambar 5. Perbandingan antara permitivitas suatu bahan (ℰ) dengan permitivitas ruang hampa (ℰ0) disebut permitivitas relatif atau

konstanta dielektrik yang dinyatakan dengan:

0

ε ε

=

K (4)

Kapasitansi total membran (C) dalam rangkaian pada Gambar 5 dapat diperoleh persamaan: 2 2 1 2 2 2 1 2 2 1 2 2 1 2 2 1 2 2 2 1 ) ( ) ( ) ( C C G G C C C C G C G C C + + + + + +

= ωω (5)

Kapasitansi membran menurun saat frekuensi meningkat menuju nilai maksimum yang setara dengan kapasitansi dua kapasitor yang dirangkai seri.7

2 1 2 1 ) 0 ~ ( C C C C C + = ω (6)

Gambar 4. Kapasitor plat sejajar17

Gambar 5. Model rangkaian listrik untuk membran.

C1 C2

(7)

5

Gambar 6. Loss coefficient yang dibentuk antara I

dan Xc.

Loss coefficient

Loss coefficient merupakan parameter yang menyatakan kemampuan suatu bahan untuk menghamburkan atau melepaskan energi dan mengkonversinya menjadi panas.18 Pada medium yang ideal, bahan dielektrik kapasitor tidak ada energi yang hilang, namun jika terjadi kehilangan energi, maka sudut fase akan berkurang dan sudut loss coefficient akan bertambah berdasarkan hubungan sebagai berikut:

Sudut loss coefficient = 90° - sudut fase dimana sudut fase adalah sudut θ yang memisahkan antara arus total (I) dengan tegangan yan diberikan.

Sudut loss coefficient merupakan sudut yang dibentuk antara arus bolak balik total (I) dan arus pengisian (Ic) pada kapasitor seperti Gambar 6.14 Pada frekuensi yang diberikan, bahan dielektrik dapat diperlihatkan sebagai rangkaian parallel yang terdiri dari kapasitansi dan resistansi yang ideal. Apabila tegangan sinusoidal diberikan pada bahan dielektrik ini maka akan menghasilkan arus pengisian.

Pada kasus kehilangan dielektrik rendah (low loss dielectric), apabila δ kecil maka cos θ bisa menggantikan tan δ. Untuk dielektrik dengan kehilangan cukup besar, hubungan berikut dapat digunakan untuk menghitung loss coefficient:16

C R I I = δ tan (7) RC ω δ 1

tan = (8)

Konduktansi listrik

Konduktansi merupakan sebuah bentuk sifat listrik. Nilai konduktansi berbanding terbalik dengan nilai hambatan. Ion yang melintasi membran merupakan kuantitas elektrik, dinamakan sebagai arus (I). Konduktansi dan gradient elektrokimia (Vm-Vx) dapat digunakan untuk memprediksi arus, tegangan membran (Vm), tegangan Nerst (Vx) dengan persamaan:16

) (Vm Vx G

I = − (9)

R

G= 1 (10)

Keterangan:

Is arus yang diberikan (ampere), dan R hambatan acuan (ohm).

Salah satu sifat yang dimiliki oleh membran yaitu konduktivitas listrik. Konduktivitas muncul disebabkan adanya interaksi antara ion dengan membran. Pengukuran konduktansi sangat penting untuk menentukan geometri dan dimensi pori. Besarnya konduktansi (G) membran dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan:19

P nG

G = (11)

Dengan: ) exp( 0 kT U G

G= −∆ (12)

Keterangan: n adalah jumlah pori membran dan Gp adalah konduktansi tiap pori dengan asumsi pori-porinya identik. Konduktansi total membran (G) dalam model rangkaian, dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan:7

2 2 1 2 2 2 1 1 2 2 2 2 1 2 2 1 2 1 ) ( ) ( ) ( ) ( C C G G G C G C G G G G G + + + + + + = ω ω (13)

Konduktansi membran sangat tergantung pada frekuensi, saat frekuensinya rendah maka konduktansi membran akan memiliki nilai minimum dan setara dengan dua konduktor yang dihubungkan secara seri:20 2 1 2 1 ) 0 ~ ( G G G G G + = ω (14)

Sebaliknya, saat frekuensi meningkat menuju nilai maksimum, maka konduktansi membrannya meningkat sesuai dengan persamaan berikut: 2 2 1 1 2 2 2 2 1 ) ( ) ~ ( C C G C G C G + + = ∞ ω (15) Keterangan:

G1 dan C1 merupakan konduktansi dan

kapasitansi dari sublayer, sedangkan G2 dan

C2 merupakan konduktansi dan kapasitansi

dari skin layer.

Impedansi listrik

Impedansi merupakan hambatan total pada rangkaian arus bolak-balik atau tingkat resistansi terhadap aliran arus listrik bolak-balik (alternating current = AC). Dalam model rangkaian membran, impedansi listrik membran dimodelkan dengan rangkaian elektronik seperti Gambar 5 yang terdiri atas sebuah kapasitor dengan resistor.5

(8)

6

6

Suatu hambatan (R) didapat untuk menghadirkan komponen dissipative (menghilangkan) respon dielektrik, sedangkan suatu kapasitansi menggambarkan komponen penyimpanan dielektrik bahan.6 Reaktansi kapasitif dari dan kapasitor C adalah:

C j

Xc ω

1

= (16)

Keterangan:

j merupakan bilangan imajiner. Pada rangkaian ekuivalen, impedansi Z1 dari

resistansi R1 dan sebuah kapasitansi yang

terangkai parallel dapat diperoleh dari hukum Kirchoff, ) /( 1 1 1 1

1 Rp j Cp

Z = + ω (17)

Dari persamaan (17) diperoleh:

) (

1 p p

p p C R j R Z ω + = (18)

Jika ditambahkan Rs secara seri pada elemen

RC dengan digantikan dengan 2πf, maka diperoleh: ) . . 2 . /(

1 p p

p s C R f j R R Z π + = (19)

Pada impedansi kompleks Z, terdapat bagian real (Zre) dan imajiner (Zim). Keduanya

dirumuskan dalam persamaan berikut:7

) . (

1 2 2 2

p p p s re C R R R Z ω + + = (20) ) . ( 1 . . 2 2 2 p p p p im C R C R Z ω ω + = (21)

ω

= frekuenasi sudut

R = hambatan (ohm)

C = kapasitor (farad)

BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu

Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium Biofisika, Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Penelitian dilaksanakan selama 10 bulan yaitu pada bulan November 2010 - September 2011.

Bahan dan Alat

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain polisulfon, pelarut DMAc, aquades, dan TiO2. Alat yang

dipergunakan adalah cawan petri, gelas kimia, tabung reaksi, pipet volumetrik, spatula, labu erlenmenyer, plat kaca, plat kapasitor

berukuran 4 x 12 cm, aluminium foil, magnetic stirrer, tisu, lap, gunting, penggaris, kamera, alat tulis, hot plate stirrer, timbangan, gelas piala, dan HIOKI 3522-50 LCR meter, dan alat I-V meter tipe Keithley 2400.

Metode Penelitian

Penelitian ini meliputi karakterisasi sifat kelistrikan membran. Karakterisasi sifat kelistrikan membran dilakukan dengan mengukur karakterisasi I-V menggunakan I-V meter dan mengukur nilai kapasitansi, loss coefficient, konduktansi, impedansi, dan sudut fase (θ) membran menggunakan LCR meter.

Pelaksanaan Penelitian

Pelaksanaan penelitian ini diawali dengan persiapan penelitian, persiapan eksperimen, eksperimen, analisa dan serta dilanjutkan dengan pembahasan hasil dalam bentuk skripsi.

Persiapan penelitian

Pada kegiatan tahap ini dilakukan pencarian literatur seperti buku, jurnal, skripsi, dan sebagainya untuk mempersiapkan dasar - dasar teori, perumusan fisika dan matematika yang berhubungan dengan penelitian.

Persiapan eksperimen

Persiapan eksperimen yang dilakukan antara lain persiapan alat, persiapan bahan, dan perancangan sistem.

1. Persiapan alat

Plat kapasitor yang digunakan dalam penelitian ini dibuat dari dua buah PCB yang berukuran (12 x 4) cm.

2. Persiapan bahan

Membran polisulfon yang dibuat dengan memvariasikan konsentrasi zat aditifnya yang mengandung konsentrasi larutan polisulfon 12 %. Zat aditif dan pelarut yang digunakan pada pembuatan membran berupa TiO2 dan DMAc. Teknik yang

digunakan dalam pembuatan membran polisulfon menggunakan teknik inversi fase rendam-endap.

Polisulfon yang telah dicampur dengan TiO2 dan pelarut DMAc dimasukkan ke dalam

(9)

6

Suatu hambatan (R) didapat untuk menghadirkan komponen dissipative (menghilangkan) respon dielektrik, sedangkan suatu kapasitansi menggambarkan komponen penyimpanan dielektrik bahan.6 Reaktansi kapasitif dari dan kapasitor C adalah:

C j

Xc ω

1

= (16)

Keterangan:

j merupakan bilangan imajiner. Pada rangkaian ekuivalen, impedansi Z1 dari

resistansi R1 dan sebuah kapasitansi yang

terangkai parallel dapat diperoleh dari hukum Kirchoff, ) /( 1 1 1 1

1 Rp j Cp

Z = + ω (17)

Dari persamaan (17) diperoleh:

) (

1 p p

p p C R j R Z ω + = (18)

Jika ditambahkan Rs secara seri pada elemen

RC dengan digantikan dengan 2πf, maka diperoleh: ) . . 2 . /(

1 p p

p s C R f j R R Z π + = (19)

Pada impedansi kompleks Z, terdapat bagian real (Zre) dan imajiner (Zim). Keduanya

dirumuskan dalam persamaan berikut:7

) . (

1 2 2 2

p p p s re C R R R Z ω + + = (20) ) . ( 1 . . 2 2 2 p p p p im C R C R Z ω ω + = (21)

ω

= frekuenasi sudut

R = hambatan (ohm)

C = kapasitor (farad)

BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu

Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium Biofisika, Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Penelitian dilaksanakan selama 10 bulan yaitu pada bulan November 2010 - September 2011.

Bahan dan Alat

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain polisulfon, pelarut DMAc, aquades, dan TiO2. Alat yang

dipergunakan adalah cawan petri, gelas kimia, tabung reaksi, pipet volumetrik, spatula, labu erlenmenyer, plat kaca, plat kapasitor

berukuran 4 x 12 cm, aluminium foil, magnetic stirrer, tisu, lap, gunting, penggaris, kamera, alat tulis, hot plate stirrer, timbangan, gelas piala, dan HIOKI 3522-50 LCR meter, dan alat I-V meter tipe Keithley 2400.

Metode Penelitian

Penelitian ini meliputi karakterisasi sifat kelistrikan membran. Karakterisasi sifat kelistrikan membran dilakukan dengan mengukur karakterisasi I-V menggunakan I-V meter dan mengukur nilai kapasitansi, loss coefficient, konduktansi, impedansi, dan sudut fase (θ) membran menggunakan LCR meter.

Pelaksanaan Penelitian

Pelaksanaan penelitian ini diawali dengan persiapan penelitian, persiapan eksperimen, eksperimen, analisa dan serta dilanjutkan dengan pembahasan hasil dalam bentuk skripsi.

Persiapan penelitian

Pada kegiatan tahap ini dilakukan pencarian literatur seperti buku, jurnal, skripsi, dan sebagainya untuk mempersiapkan dasar - dasar teori, perumusan fisika dan matematika yang berhubungan dengan penelitian.

Persiapan eksperimen

Persiapan eksperimen yang dilakukan antara lain persiapan alat, persiapan bahan, dan perancangan sistem.

1. Persiapan alat

Plat kapasitor yang digunakan dalam penelitian ini dibuat dari dua buah PCB yang berukuran (12 x 4) cm.

2. Persiapan bahan

Membran polisulfon yang dibuat dengan memvariasikan konsentrasi zat aditifnya yang mengandung konsentrasi larutan polisulfon 12 %. Zat aditif dan pelarut yang digunakan pada pembuatan membran berupa TiO2 dan DMAc. Teknik yang

digunakan dalam pembuatan membran polisulfon menggunakan teknik inversi fase rendam-endap.

Polisulfon yang telah dicampur dengan TiO2 dan pelarut DMAc dimasukkan ke dalam

(10)

7

7

jam dan disonikasi selama 2 jam agar membran yang dihasilkan homogen.

Langkah selanjutnya, membran dituangkan ke permukaan kaca yang kedua sisi kanan dan kiri telah diisolasi. Selanjutnya membran direndam pada larutan aquades agar menghasilkan membran. Membran polisulfon yang dihasilkan ada 6 sampel dan satu sampel dijadikan sebagai kontrol, yang dilakukan dengan memvariasikan konsentrasi TiO2

sebanyak 5 konsentrasi berbeda yaitu 0, 0.5, 1, 3, 5, dan 7 %.

3. Perancangan sistem

Pengukuran karakterisasi I-V menggunakan alat I-V meter, sedangkan pengukuran kapasitansi, loss coefficient, konduktansi, impedansi, sudut fase (θ) menggunakan LCR Hi-Tester Hioki 5322-50 yang diangkai dengan plat kapasitor. Rangkaian sistem pengukuran ini ditunjukkan pada Gambar 7.

Eksperimen

Membran yang diukur adalah membran polisulfon menggunakan sampel yang sudah dibuat oleh rekan peneliti. Membran dipotong berukuran (12 x 4) cm.

Pengambilan data

1. Karakterisasi arus - tegangan membran polisulfon.

Pengukuran karakterisasi arus - tegangan peralatan yang digunakan yaitu menggunakan sepasang plat kapasitor yang mengapit membran polisulfon. Pengujian karakterisasi I-V menggunakan I-V meter, software Keithley 2400, komputer.

Pengukurannya dilakukan dengan memasukkan nilai tegangan awal, tegangan akhir (-5 volt hingga 5 volt) dan banyaknya data 50, dengan sweep delay sebesar 100. Dari proses ini, secara otomatis akan didapat hasil pengukuran karakterisasi arus - tegangan.

2. Karakterisasi sifat listrik membran polisulfon.

Sifat listrik membran yang akan diukur meliputi kapasitansi (Cs), impedansi (Z), konduktansi (G), loss coefficient (D), dan sudut fase (θ). Membran tersebut diletakan diantara dua buah plat elektroda yang terbuat dari logam Cu. Kedua elektroda diberikan sumber tegangan tetap (Cv) sebesar 1 V dengan delay 9,00 s. Pada tahapan selanjutnya, dilakukan pengaturan parameter yang diukur pada layar LCR meter.

Gambar 7. Skema sistem pengukuran sifat listrik dengan LCR meter.

Parameter diukur dengan memvariasikan frekuensi yaitu 10 Hz, 20 Hz, 80 Hz, 1 kHz, 10 kHz, 20 kHz, 50 kHz, 80 kHz, dan 100 kHz. Selain itu, Variabel yang diukur berupa kapasitansi (Cs), impedansi (Z),

konduktansi (G), loss coefficient (D), dan sudut fase (θ) yang digunakan untuk menghitung impedansi imajiner (Zim), dan

impedansi real (Zreal). Langkah pengoperasiannya dimulai dengan cara menekan tombol pada layar yang sesuai dengan variabel yang akan diukur. Setelah itu catat data ketika menampilkan data yang ketiga agar data tersebut menunjukan nilai yang stabil.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Polisulfon merupakan polimer yang banyak dipakai pada membran ultrafiltrasi, yang cenderung bersifat hidrofobik, serta memiliki kelarutan yang rendah tetapi masih bisa larut dalam larutan polar.21 Dalam pembuatan membran, polisulfon dicampur dengan pelarut polimer DMAc. Campuran DMAc dengan polisulfon merupakan pasangan yang compatible yang dapat membuat larutan menjadi homogen.1

Dalam penelitian ini, membran yang telah dilarutkan dengan DMAc didadah dengan salah satu bahan yang bersifat semikonduktor yaitu TiO2. Sifat listrik yang

telah diuji dalam penelitian ini yaitu mengkarakterisasi arus-tegangan, kapasitansi, loss coefficient, impedansi, konduktansi, dengan berbagai frekuensi.

Dari hasil yang diperoleh didapatkan grafik sifat listriknya terhadap variasi frekuensi. Plat kapasitor yang telah digunakan dalam karakterisasi sifat listrik yaitu menggunakan dua buah pelat sejajar yang dibuat dari keping PCB tembaga karena tembaga memiliki sifat konduksi yang baik. Kedua pelat tersebut telah disisipi membran polisulfon yang dihubungkan ke alat karakterisasi sifat listrik.

(11)

7

7

jam dan disonikasi selama 2 jam agar membran yang dihasilkan homogen.

Langkah selanjutnya, membran dituangkan ke permukaan kaca yang kedua sisi kanan dan kiri telah diisolasi. Selanjutnya membran direndam pada larutan aquades agar menghasilkan membran. Membran polisulfon yang dihasilkan ada 6 sampel dan satu sampel dijadikan sebagai kontrol, yang dilakukan dengan memvariasikan konsentrasi TiO2

sebanyak 5 konsentrasi berbeda yaitu 0, 0.5, 1, 3, 5, dan 7 %.

3. Perancangan sistem

Pengukuran karakterisasi I-V menggunakan alat I-V meter, sedangkan pengukuran kapasitansi, loss coefficient, konduktansi, impedansi, sudut fase (θ) menggunakan LCR Hi-Tester Hioki 5322-50 yang diangkai dengan plat kapasitor. Rangkaian sistem pengukuran ini ditunjukkan pada Gambar 7.

Eksperimen

Membran yang diukur adalah membran polisulfon menggunakan sampel yang sudah dibuat oleh rekan peneliti. Membran dipotong berukuran (12 x 4) cm.

Pengambilan data

1. Karakterisasi arus - tegangan membran polisulfon.

Pengukuran karakterisasi arus - tegangan peralatan yang digunakan yaitu menggunakan sepasang plat kapasitor yang mengapit membran polisulfon. Pengujian karakterisasi I-V menggunakan I-V meter, software Keithley 2400, komputer.

Pengukurannya dilakukan dengan memasukkan nilai tegangan awal, tegangan akhir (-5 volt hingga 5 volt) dan banyaknya data 50, dengan sweep delay sebesar 100. Dari proses ini, secara otomatis akan didapat hasil pengukuran karakterisasi arus - tegangan.

2. Karakterisasi sifat listrik membran polisulfon.

Sifat listrik membran yang akan diukur meliputi kapasitansi (Cs), impedansi (Z), konduktansi (G), loss coefficient (D), dan sudut fase (θ). Membran tersebut diletakan diantara dua buah plat elektroda yang terbuat dari logam Cu. Kedua elektroda diberikan sumber tegangan tetap (Cv) sebesar 1 V dengan delay 9,00 s. Pada tahapan selanjutnya, dilakukan pengaturan parameter yang diukur pada layar LCR meter.

Gambar 7. Skema sistem pengukuran sifat listrik dengan LCR meter.

Parameter diukur dengan memvariasikan frekuensi yaitu 10 Hz, 20 Hz, 80 Hz, 1 kHz, 10 kHz, 20 kHz, 50 kHz, 80 kHz, dan 100 kHz. Selain itu, Variabel yang diukur berupa kapasitansi (Cs), impedansi (Z),

konduktansi (G), loss coefficient (D), dan sudut fase (θ) yang digunakan untuk menghitung impedansi imajiner (Zim), dan

impedansi real (Zreal). Langkah pengoperasiannya dimulai dengan cara menekan tombol pada layar yang sesuai dengan variabel yang akan diukur. Setelah itu catat data ketika menampilkan data yang ketiga agar data tersebut menunjukan nilai yang stabil.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Polisulfon merupakan polimer yang banyak dipakai pada membran ultrafiltrasi, yang cenderung bersifat hidrofobik, serta memiliki kelarutan yang rendah tetapi masih bisa larut dalam larutan polar.21 Dalam pembuatan membran, polisulfon dicampur dengan pelarut polimer DMAc. Campuran DMAc dengan polisulfon merupakan pasangan yang compatible yang dapat membuat larutan menjadi homogen.1

Dalam penelitian ini, membran yang telah dilarutkan dengan DMAc didadah dengan salah satu bahan yang bersifat semikonduktor yaitu TiO2. Sifat listrik yang

telah diuji dalam penelitian ini yaitu mengkarakterisasi arus-tegangan, kapasitansi, loss coefficient, impedansi, konduktansi, dengan berbagai frekuensi.

Dari hasil yang diperoleh didapatkan grafik sifat listriknya terhadap variasi frekuensi. Plat kapasitor yang telah digunakan dalam karakterisasi sifat listrik yaitu menggunakan dua buah pelat sejajar yang dibuat dari keping PCB tembaga karena tembaga memiliki sifat konduksi yang baik. Kedua pelat tersebut telah disisipi membran polisulfon yang dihubungkan ke alat karakterisasi sifat listrik.

(12)

8

8

Karakterisasi Arus - Tegangan Membran

Polisulfon.

Hasil penelitian yang diperlihatkan pada Gambar 8 merupakan kurva arus - tegangan membran polisulfon yang didadah TiO2 pada berbagai konsentrasi. Berdasarkan

literatur, membran polisulfon merupakan polimer yang bersifat isolator, dan hasil karakterisasi arus - tegangan berbentuk linear sehingga menandakan bahwa membran polisulfon merupakan membran netral.

Dengan kelinieran grafik, maka dapat diterapkan hukum Ohm dan nilai konduktansi listrik berbanding lurus dengan gradien arus – tegangan. Apabila semakin besar konsentrasi TiO2, maka semakin besar arus

pada membran polisulfon, hal ini dapat dijelaskan dengan adanya aliran ion-ion ataupun elektron yang merupakan pembawa aliran arus listrik.20

Berdasarkan hasil penelitian, dengan memperlihatkan kurva tersebut ternyata membran polisulfon dengan konsentrasi TiO2

5% ada perbedaan yang signifikan. Hal ini menandakan bahwa TiO2 merupakan

nanomaterial yang memiliki sifat semikonduktor. Asumsi awal bahwa semakin besar konsentrasi TiO2 maka semakin banyak

ion dan elektron yang bergerak melintasi membran sehingga kemiringan kurva meningkat. Dengan demikian yang terjadi semakin besar arus yang dihantarkan dalam larutan untuk menembus membran polisulfon. Namun dari hasil yang diperoleh tidak demikian, ternyata pada polisulfon dengan konsentrasi TiO2 5% menunjukkan

kemiringan kurva yang tertinggi, kemudian kurva semakin menurun pada penambahan

Gambar 8. Karekterisasi arus-tegangan membran

polisulfon yang didadah TiO2 pada

berbagai konsentrasi.

konsentrasi 1%, konsentrasi 0,5%, konsentrasi 7%, dan kurva yang terendah pada konsentrasi 3%.

Arus yang dihasilkan pada penambahan konsentrasi 5% berkisar sampai 15,237455 A, dapat dikatakan membrannya memiliki kemampuan menghantarkan listrik lebih baik dibandingkan dengan konsentrasi 0,5%, 1%, 3%, dan 7%. Hal ini dimungkinkan oleh adanya batasan maksimum perbandingan polisulfon dan penambahan konsentrasi TiO2.

Pada penambahan konsentrasi TiO2 5%

memiliki arus – tegangan yang paling besar dibandingkan dengan yang lain, kemungkinan pada penambahan TiO2 partikel TiO2 yang

terbentuk dengan membran menjadikan pori – porinya lebih homogen sehingga arus yang melewati membran menjadi paling besar dibandingan dengan penambahan konsentrasi TiO2 yang lain.

Jika diperhatikan pada Gambar 8, pada kurva bias maju dengan bias mundur menghasilkan kemiringan kurva yang berbeda. Kurva pada bias maju, arus yang dihasilkan lebih besar dibandingkan pada bias mundur. Ketika pada bias maju arusnya berkisar hingga 15 µ A sedangkan pada bias mundur hanya berkisar 6 µ A, hal tersebut terjadi pada tegangan sumber 5 volt.

Kapasitansi Listrik Membran Polisulfon. Berdasarkan prinsip kerja pada kapasitor yaitu suatu kapasitor terdiri dua keping konduktor sejajar yang terpisah. Ketika konduktor-konduktor dihubungkan pada ujung-ujung sumber tegangan, sumber tegangan akan memindahkan muatan positif menuju konduktor yang satu dan muatan negatif pada konduktor yang lain. Ketika suatu dielektrik diletakkan diantara keping-keping kapasitor, medan listrik dari kapasitor mempolarisasikan molekul - molekul dielektrik.

Gambar 9. Hubungan kapasitansi membran dan frekuensi. -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

A ru s ( A ) Tegangan (volt)

PSF + TiO2 0.5% PSF + TiO2 1% PSF + TiO2 3% PSF + TiO2 5% PSF + TiO2 7%

0 5 10 15 20 25 30

1 10 100 1000 10000 100000

K apa si ta n si ( n F ) frekuensi (Hz)

(13)

9

Gambar 10. Hubungan konsentrasi TiO2 dan nilai

kapasitansi membran.

Berdasarkan Gambar 9 maka semakin bertambah nilai frekuensinya, nilai kapasitansi yang terjadi pada membran semakin menurun. Hal ini sesuai dengan pemodelan dari Maxwell - Wagner yang menyatakan bahwa nilai kapasitansi semakin menurun secara eksponensial ketika frekuensinya meningkat.

Dengan demikian, adanya bahan dielektrik diantara plat kapasitor akan menimbulkan muatan-muatan yang memperlemah medan listrik. Akibatnya muatan dalam kapasitor semakin berkurang dan kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan semakin kecil.22

Dengan adanya peningkatan frekuensi akan mengakibatkan gelombang yang ditransmisikan setiap detiknya semakin banyak. Pada grafik, membran polisulfon yang didadah TiO2 dengan konsentrasi 5%

memiliki nilai kapasitansi yang paling tinggi, setelah itu kemampuan tersebut menurun dan dilanjutkan dengan konsentrasi 1%, konsentrasi 0,5%, polisulfon kontrol, konsentrasi 7%, dan yang terendah pada 3%.

Selain itu, grafik tersebut menunjukan penurunan nilai kapasitansi yang tajam pada frekuensi dibawah 1 kHz, namun pada frekuensi diatas 1 kHz kapasitansi mengalami penurunan yang landai dan kecil. Hal ini dikarenakan kemungkinan nilai kapasitansi memiliki perubahan yang signifikan pada rentang frekuensi tersebut.

Loss Coefficient Membran Polisulfon

Dari enam sampel yang diamati faktor kehilangan energi terhadap peningkatan frekuensi, loss coefficient yang dihasilkan semakin menurun. Hal tersebut dapat dijelaskan berdasarkan persamaan 8 yang menerangkan hubungan antara frekuensi terhadap loss coefficient.

Semakin meningkat frekuensi maka semakin banyak energi yang ditransmisikan dan dikonversi menjadi panas. Penyebab proses tersebut, akan berdampak pada kemampuan kapasitor untuk menyimpan

Gambar 11. Loss coefficient membran dan

frekuensi.

Gambar 12. Hubungan konsentrasi TiO2 dan nilai

loss coefficient.

muatan menjadi menurun. Gambar 11 menunjukan pada frekuensi dengan rentang10 kHz - 0,1 kHz mengalami pengurangan loss coefficient yang tajam dan pada rentangdiatas 1 kHz pengurangan yang terjadi cenderung tidak ada perubahan sehingga lebih stabil.

Pada kasus ini, loss coefficient terbesar juga terjadi pada konsentrasi 5%, setelah itu menurun pada konsentrasi 0,5%, konsentrasi 7%, konsentrasi 1%, konsentrasi 3%, dan loss coefficient terendah pada membran kontrol. Pada membran kontrol memiliki loss coefficient terendah dikarenakan pada membran ini tidak didadah dengan TiO2

sehingga kemampuan kapasitor menyimpan muatan tidak banyak kehilangan energi.

Konduktansi Listrik Membran Polisulfon Menurut model rangkaian membran Maxwell – Wagner, konduktansi listrik membran sangat tergantung pada frekuensi. Saat frekuensinya rendah maka konduktansi membran akan memiliki nilai minimum dan saat frekuensinya besar maka konduktansi juga semakin meningkat.

Hal ini juga terjadi jika membran polisulfon yang didadah TiO2 dengan

konsentrasi semakin banyak maka membran tersebut menjadi konduktif dan memiliki daya hantar listrik. Pada Gambar 13 dapat dilihat

0 5 10 15 20 25

0 0.5 1 3 5 7

K apa si ta n si ( n F )

Konsentrasi TiO2 (%-b/b)

frekuensi 20 Hz

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

1 100 10000

L os s coe ff ic ie n t Frekuensi (Hz)

PSF control PSF + TiO2 0.5% PSF + TiO2 1% PSF + TiO2 3% PSf + TiO2 5% PSF + TiO2 7%

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

0 0.5 1 3 5 7

L os s coe ff ic ie n t

Konsentrasi TiO2 (b/b) %

(14)

10

10

Gambar 13. Hubungan konduktansi membran dan frekuensi.

Gambar 14. Hubungan penambahan TiO2 dan

konduktansi membran.

bahwa konduktansi meningkat paling besar terjadi pada konsentrasi 5% yang memiliki kemampuan menghantarkan listrik paling besar, dilanjutkan pada nilai konduktansi yang menurun pada penambahan konsentrasi 7%, konsentrasi 3%, konsentrasi 1%, konsentrasi 0.5%, dan yang paling rendah pada membran kontrol.

Dari enam sampel pada Gambar 14 dengan frekuensi 20 Hz, maka jika dibandingkan antara membran yang didadah berbagai konsentrasi TiO2 dengan

membran kontrol, membran kontrol berada pada nilai konduktansi yang paling rendah. Karena pada membran ini tidak ada unsur penambahan zat aditifnya sehingga membran bersifat nonkonduktif.

Impedansi Listrik Membran Polisulfon. Impedansi merupakan hambatan total pada rangkaian listrik arus bolak - balik. Berdasarkan Gambar 15 Penurunan impedansi yang paling tinggi terjadi pada konsentrasi 7% dan menurun pada konsentrasi 3%, konsentrasi 0,5%, polisulfon kontrol, konsentrasi 1%, dan yang paling rendah pada konsentrasi 5%, hal tersebut berdasarkan kenaikan frekuensi. Penurunan impedansi pada frekuensi dengan rentang diatas 1 kHz cenderung landai dan berada di bawah

rentang 1 kHz mengalami penurunan secara tajam.

Dengan adanya penambahan konsentrasi TiO2 semakin banyak maka

membran yang sebelumnya bersifat nonkonduktif akan menjadi konduktif yang mempunyai daya hantar listrik yang besar, sehingga elektron yang mengalir akan semakin mudah ketika melewati membran dan impedansi yang dihasilkan semakin kecil.

Lain halnya dengan data eksperimen, dengan penambahan konsentrasi TiO2 5%

menunjukan impedansi yang paling rendah dan dimungkinkan pada penambahan konsentrasi 5%, berada pada rentangfrekuensi resonansi sehingga memiliki nilai

Gambar 15. Hubungan impedansi membran dan frekuensi.

Gambar 16. Model cole-cole untuk impedansi

membran polisulfon.

Gambar 17. Hubungan penambahan TiO2 dan

impedansi membran. 10 100 1000 10000 100000

1 100 10000

K on du kt an si ( n S ) Frekuensi (Hz)

PSF control PSF + TiO2 0.5% PSF + TiO2 1% PSF + TiO2 3% PSF + TiO2 5% PSF + TiO2 7%

1 10 100 1000 10000

0 0.5 1 3 5 7

K on du kt an si ( n S )

Konsentrasi TiO2 (b/b) %

frekuensi 20 Hz

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

1 100 10000

Im pe da n si ( k ) frekuensi (Hz)

PSF control PSF + TiO2 0.5% PSF + TiO2 1% PSF + TiO2 3% PSF + TiO2 5% PSF + TiO2 7%

-1600 -1400 -1200 -1000 -800 -600 -400 -200 0

1 10 100 1000 10000

Im pe da n si im aj in er Impedansi real

PSF control PSF + TiO2 0.5% PSF + TiO2 1% PSF + TiO2 3% PSf + TiO2 5% PSF + TiO2 7%

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

0 0.5 1 3 5 7

Im pe da n si ( k Ω )

Konsentrasi TiO2 (%-b/b)

(15)

11

hambatan yang paling kecil dan mengakibatkan impedansi yang dihasilkan sangat kecil dibandingkan dengan penambahan konsentrasi yang lain. Dengan perbedaan konsentrasi ini, dimungkinkan oleh adanya batasan maksimum perbandingan polisulfon dan konsentrasi TiO2.

Nilai impedansi dapat diperlihatkan pada Gambar 16, bahwa membran tersebut bersifat konduktif atau resistif yaitu dengan menentukan impedansi real dan impedansi imajiner yang disebut impedansi kompleks. Nilai impedansi mutlak dapat diperoleh dengan menentukan besarnya sudut fase terhadap variasi frekuensinya.

Semakin besar frekuensinya maka sudut fase yang dihasilkan semakin kecil dan menghasilkan impedansi real besar serta imajinernya semakin kecil. Perolehan hasil eksperimen dari Gambar 16, pada konsentrasi 7% memiliki nilai impedansi kompleks yang paling tinggi.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Berdasarkan satuan yang digunakan bahwa untuk kapasitansi dan konduktansi berorde nano, dan besarnya impedansi berorde kilo ohm. Hal ini membran cenderung bersifat resistif. Untuk karakterisasi arus - tegangan, ketika diberikan inputan variasi tegangan berorde volt, arus yang dihasilkan pada membran dapat dikatakan relatif kecil karena besarannya berorde mikro. Arus-tegangan membran polisulfon diperlihatkan oleh grafik cenderung bersifat ohmic.

Pada penambahan konsentrasi 5% memiliki arus paling besar dibandingkan dengan konsentrasi yang lain termasuk dengan membran kontrol. Hal ini sesuai dengan nilai konduktansi yang dihasilkan pada konsentrasi 5% dengan pengukuran menggunakan LCR meter. Pada nilai kapasitansi membran polisulfon dapat disimpulkan bahwa semakin besar frekuensi maka kapasitansinya semakin menurun. Kurva yang menunjukan penurunan kapasitansi yang paling besar pada konsentrasi 5% dan loss coefficient yang paling besar yaitu pada konsentrasi 5%.

Selanjutnya yaitu pada konduktansi, kurva yang menunjukan niai konduktansi yang paling besar juga pada konsentrasi 5%, dan pada konsentrasi 7% menghasilkan nilai impedansi yang paling besar dibandingkan dengan konsentrasi yang lain.

Dari seluruh grafik yang dihasilkan, Pada rentangfrekuensi dibawah 10 kHz, nilai kapasitansi, loss coefficient, impedansi menurun dengan tajam dan diatas rentang10 kHz hasilnya cenderung stabil tidak ada perubahan yang signifikan.

Saran

Para peneliti selanjutnya diharapkan memperhatikan kondisi lapisan tembaga pada plat kapasitor sudah tergores atau tidak, karena berkaitan dengan data pengukuran. Penelitian ini dapat dilakukan lebih lanjut pada membran polisulfon dengan penambahan konsentrasi TiO2 5% hingga 7%. Dalam

pembuatan membran diharapkan dilakukan minimal 3 kali perulangan agar data yang diperoleh lebih akurat. Pengujiannya dapat dengan melakukan uji XRD, SEM, atau F-TIR, karena pada konsentrasi 5% memiliki sifat listrik yang spesifik.

DAFTAR PUSTAKA

1. Rahayu YS. Pengaruh pelarut terhadap berbagai karakteristik membran polisulfon [tesis]. Institut Teknologi Bandung. 2009.

2. Prihasa Novan. Magic box sebagai pereduksi polutan udara. 2009. http://novanprihasa.files.wordpress.com/ 2009/03/magic-box-sebagai-pereduksi-polutan-udara.pdf. [25 November 2010].

3. Rohman Saepul. Membran polisulfon sintetik. 2005. file:///I:/LITERATUR%20MEMBRAN/ Membran%20Polisulfon%20Sintetik%2 0-%20Majari%20Magazine.htm. [10 Maret 2010].

4. AI Pratomo Heru. Pembuatan dan karakterisasi membran komposit polisulfon selulosa asetat untuk proses ultrafiltrasi. J Pendidikan Matematika dan Sains 2003; Ed ke-3.

5. Nuwair. Kajian impedansi dan kapasitansi listrik pada membran telur ayam ras [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. 2009.

(16)

11

11

hambatan yang paling kecil dan mengakibatkan impedansi yang dihasilkan sangat kecil dibandingkan dengan penambahan konsentrasi yang lain. Dengan perbedaan konsentrasi ini, dimungkinkan oleh adanya batasan maksimum perbandingan polisulfon dan konsentrasi TiO2.

Nilai impedansi dapat diperlihatkan pada Gambar 16, bahwa membran tersebut bersifat konduktif atau resistif yaitu dengan menentukan impedansi real dan impedansi imajiner yang disebut impedansi kompleks. Nilai impedansi mutlak dapat diperoleh dengan menentukan besarnya sudut fase terhadap variasi frekuensinya.

Semakin besar frekuensinya maka sudut fase yang dihasilkan semakin kecil dan menghasilkan impedansi real besar serta imajinernya semakin kecil. Perolehan hasil eksperimen dari Gambar 16, pada konsentrasi 7% memiliki nilai impedansi kompleks yang paling tinggi.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Berdasarkan satuan yang digunakan bahwa untuk kapasitansi dan konduktansi berorde nano, dan besarnya impedansi berorde kilo ohm. Hal ini membran cenderung bersifat resistif. Untuk karakterisasi arus - tegangan, ketika diberikan inputan variasi tegangan berorde volt, arus yang dihasilkan pada membran dapat dikatakan relatif kecil karena besarannya berorde mikro. Arus-tegangan membran polisulfon diperlihatkan oleh grafik cenderung bersifat ohmic.

Pada penambahan konsentrasi 5% memiliki arus paling besar dibandingkan dengan konsentrasi yang lain termasuk dengan membran kontrol. Hal ini sesuai dengan nilai konduktansi yang dihasilkan pada konsentrasi 5% dengan pengukuran menggunakan LCR meter. Pada nilai kapasitansi membran polisulfon dapat disimpulkan bahwa semakin besar frekuensi maka kapasitansinya semakin menurun. Kurva yang menunjukan penurunan kapasitansi yang paling besar pada konsentrasi 5% dan loss coefficient yang paling besar yaitu pada konsentrasi 5%.

Selanjutnya yaitu pada konduktansi, kurva yang menunjukan niai konduktansi yang paling besar juga pada konsentrasi 5%, dan pada konsentrasi 7% menghasilkan nilai impedansi yang paling besar dibandingkan dengan konsentrasi yang lain.

Dari seluruh grafik yang dihasilkan, Pada rentangfrekuensi dibawah 10 kHz, nilai kapasitansi, loss coefficient, impedansi menurun dengan tajam dan diatas rentang10 kHz hasilnya cenderung stabil tidak ada perubahan yang signifikan.

Saran

Para peneliti selanjutnya diharapkan memperhatikan kondisi lapisan tembaga pada plat kapasitor sudah tergores atau tidak, karena berkaitan dengan data pengukuran. Penelitian ini dapat dilakukan lebih lanjut pada membran polisulfon dengan penambahan konsentrasi TiO2 5% hingga 7%. Dalam

pembuatan membran diharapkan dilakukan minimal 3 kali perulangan agar data yang diperoleh lebih akurat. Pengujiannya dapat dengan melakukan uji XRD, SEM, atau F-TIR, karena pada konsentrasi 5% memiliki sifat listrik yang spesifik.

DAFTAR PUSTAKA

1. Rahayu YS. Pengaruh pelarut terhadap berbagai karakteristik membran polisulfon [tesis]. Institut Teknologi Bandung. 2009.

2. Prihasa Novan. Magic box sebagai pereduksi polutan udara. 2009. http://novanprihasa.files.wordpress.com/ 2009/03/magic-box-sebagai-pereduksi-polutan-udara.pdf. [25 November 2010].

3. Rohman Saepul. Membran polisulfon sintetik. 2005. file:///I:/LITERATUR%20MEMBRAN/ Membran%20Polisulfon%20Sintetik%2 0-%20Majari%20Magazine.htm. [10 Maret 2010].

4. AI Pratomo Heru. Pembuatan dan karakterisasi membran komposit polisulfon selulosa asetat untuk proses ultrafiltrasi. J Pendidikan Matematika dan Sains 2003; Ed ke-3.

5. Nuwair. Kajian impedansi dan kapasitansi listrik pada membran telur ayam ras [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. 2009.

(17)

KAJIAN SIFAT LI

FAKULTAS MA

LISTRIK MEMBRAN POLISULFON YAN

TITANIUM DIOKSIDA (TiO

2

)

TRI MAHANINGSIH

DEPARTEMEN FISIKA

MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHU

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2011

i

ANG DIDADAH

(18)

11

11

hambatan yang paling kecil dan mengakibatkan impedansi yang dihasilkan sangat kecil dibandingkan dengan penambahan konsentrasi yang lain. Dengan perbedaan konsentrasi ini, dimungkinkan oleh adanya batasan maksimum perbandingan polisulfon dan konsentrasi TiO2.

Nilai impedansi dapat diperlihatkan pada Gambar 16, bahwa membran tersebut bersifat konduktif atau resistif yaitu dengan menentukan impedansi real dan impedansi imajiner yang disebut impedansi kompleks. Nilai impedansi mutlak dapat diperoleh dengan menentukan besarnya sudut fase terhadap variasi frekuensinya.

Semakin besar frekuensinya maka sudut fase yang dihasilkan semakin kecil dan menghasilkan impedansi real besar serta imajinernya semakin kecil. Perolehan hasil eksperimen dari Gambar 16, pada konsentrasi 7% memiliki nilai impedansi kompleks yang paling tinggi.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Berdasarkan satuan yang digunakan bahwa untuk kapasitansi dan konduktansi berorde nano, dan besarnya impedansi berorde kilo ohm. Hal ini membran cenderung bersifat resistif. Untuk karakterisasi arus - tegangan, ketika diberikan inputan variasi tegangan berorde volt, arus yang dihasilkan pada membran dapat dikatakan relatif kecil karena besarannya berorde mikro. Arus-tegangan membran polisulfon diperlihatkan oleh grafik cenderung bersifat ohmic.

Pada penambahan konsentrasi 5% memiliki arus paling besar dibandingkan dengan konsentrasi yang lain termasuk dengan membran kontrol. Hal ini sesuai dengan nilai konduktansi yang dihasilkan pada konsentrasi 5% dengan pengukuran menggunakan LCR meter. Pada nilai kapasitansi membran polisulfon dapat disimpulkan bahwa semakin besar frekuensi maka kapasitansinya semakin menurun. Kurva yang menunjukan penurunan kapasitansi yang paling besar pada konsentrasi 5% dan loss coefficient yang paling besar yaitu pada konsentrasi 5%.

Selanjutnya yaitu pada konduktansi, kurva yang menunjukan niai konduktansi yang paling besar juga pada konsentrasi 5%, dan pada konsentrasi 7% menghasilkan nilai impedansi yang paling besar dibandingkan dengan konsentrasi yang lain.

Dari seluruh grafik yang dihasilkan, Pada rentangfrekuensi dibawah 10 kHz, nilai kapasitansi, loss coefficient, impedansi menurun dengan tajam dan diatas rentang10 kHz hasilnya cenderung stabil tidak ada perubahan yang signifikan.

Saran

Para peneliti selanjutnya diharapkan memperhatikan kondisi lapisan tembaga pada plat kapasitor sudah tergores atau tidak, karena berkaitan dengan data pengukuran. Penelitian ini dapat dilakukan lebih lanjut pada membran polisulfon dengan penambahan konsentrasi TiO2 5% hingga 7%. Dalam

pembuatan membran diharapkan dilakukan minimal 3 kali perulangan agar data yang diperoleh lebih akurat. Pengujiannya dapat dengan melakukan uji XRD, SEM, atau F-TIR, karena pada konsentrasi 5% memiliki sifat listrik yang spesifik.

DAFTAR PUSTAKA

1. Rahayu YS. Pengaruh pelarut terhadap berbagai karakteristik membran polisulfon [tesis]. Institut Teknologi Bandung. 2009.

2. Prihasa Novan. Magic box sebagai pereduksi polutan udara. 2009. http://novanprihasa.files.wordpress.com/ 2009/03/magic-box-sebagai-pereduksi-polutan-udara.pdf. [25 November 2010].

3. Rohman Saepul. Membran polisulfon sintetik. 2005. file:///I:/LITERATUR%20MEMBRAN/ Membran%20Polisulfon%20Sintetik%2 0-%20Majari%20Magazine.htm. [10 Maret 2010].

4. AI Pratomo Heru. Pembuatan dan karakterisasi membran komposit polisulfon selulosa asetat untuk proses ultrafiltrasi. J Pendidikan Matematika dan Sains 2003; Ed ke-3.

5. Nuwair. Kajian impedansi dan kapasitansi listrik pada membran telur ayam ras [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. 2009.

(19)

12

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. 2009.

7. Wardhani LY. Kajian sifat listrik membran polisulfon hasil sonikasi pada frekuensi rendah. [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. 2010.

8. Widiastuti N. Pengaruh ZnCl2 sebagai

aditif terhadap karakteristik membran polisulfon untuk proses ultrafiltasi [tesis]. Bandung: Fakultas Pasca Sarjana, Institut Teknologi Bandung. 1998.

9. Tanardi CR. Pembuatan dan karakterisasi membran komposit polisulfon - poli (metilmetakrilat) - poliamida untuk pemisahan pati dan maltosa. [skripsi]. Bandung: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung. 2009.

10. Fadli A, Supranto, Sumardi. Model kinematika reaksi destruksi mineral Ilmenit pada sintesa titanium dioksida (TiO2) dengan asam sulfat. J Natur

Indonesia 2003; 6(1): 34-38.

11. Juansah J, Dahlan K, Maddu A. ISSN 0853- 425X studi karakterisasi arus - tegangan membran polisulfon pada berbagai frekuensi, konsentrasi, dan suhu. Buletin Kimia 2002; 2: 12-18.

12. Tipler PA. Fisika untuk Sains dan Teknik Edisi 3 Jilid 2. Bambang Soegijono, penerjemah; Wibi H, editor. Jakarta: Erlangga; 2001. Terjemahan dari: Physics for Scientists and Engineers. hlm 111.

13. Giancoli DC. Fisika Edisi 5 Jilid 2. Yuhilza Hanum, Irwan Arifin, penerjemah; Hilarius WH, Sylvester LS, editor. Jakarta: Erlangga; 2001. Terjemahan dari: Physics Fifth Edition. hlm 44.

14. Sulastri EJ. Kajian sifat listrik dan fisik daging ayam brolier giling Selama proses penyimpanan dan pemanasan [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. 2006.

15. Susilawati EN. Kajian sifat listrik dan fisik berbagai jenis buah pada tingkat ketuaannya [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. 2006.

16. Azizah F. Kajian sifat listrik membran selulosa asetat yang direndam dalam larutan asam klorida dan kalium hidroksida [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. 2008.

17. Bisman P. Rancangan kapasitansi meter digital [disertasi]. Sumatra Utara: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatra Utara. 2003.

18. Kamaluddin R. Sensor berbasis sifat dielektrik (tan δ): aplikasi pemantauan degradasi pelumas [tesis]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. 2004.

19. Syam RS. Kajian pengaruh konsentrasi larutan dan valensi ion terhadap energi aktivasi ion ketika melalui membran selulosa asetat [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. 2006.

20. Rahmat M. Penentuan impedansi membran pada berbagai konsentrasi larutan eksternal dengan metode spektroskopi impedansi [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. 2000.

21. Fazri AF. Kajian sifat listrik memban polisulfon yang didadah titanium dioksida hasil sonikasi [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. 2010.

(20)

KAJIAN SIFAT LI

FAKULTAS MA

LISTRIK MEMBRAN POLISULFON YAN

TITANIUM DIOKSIDA (TiO

2

)

TRI MAHANINGSIH

DEPARTEMEN FISIKA

MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHU

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2011

i

i

ANG DIDADAH

(21)

i

ABSTRAK

TRI MAHANINGSIH.

Kajian Sifat Listrik Membran Polisulfon Yang Didadah

Titanium Dioksida (TiO

2

). Dibimbing oleh

JAJANG JUANSAH, M.Si

dan

Dr. Ir.

IRMANSYAH, M.Si.

Penelitian ini mengkaji sifat listrik membran polisulfon yang didadah TiO

2

yang

meliputi kapasitansi (Cs), impedansi (Z), konduktansi (G),

loss coefficient

(D), serta

karakterisasi arus – tegangan. Perlakuan perbedaan konsentrasi yang diberikan TiO

2

pada

polisulfon dapat mempengaruhi sifat listrik. Penambahan konsentrasi TiO

2

pada membran

polisulfon dengan peningkatan frekuensi menyebabkan nilai kapasitansi, impedansi, dan

loss coefficient

menurun sedangkan nilai konduktansi meningkat. Sedangkan hubungan

arus – tegangan,

kurva yang dihasilkan cenderung linear pada beberapa konsentrasi sebab

semakin besar tegangan, arus yang dihasilkan semakin besar, hal ini dapat dinyatakan

bahwa membran polisulfon bersifat

ohmic. Nilai konduktansi yang dihasilkan sangat

kecil (berkisar nano), sedangkan impedansinya pada orde kΩ. Pada penambahan TiO

2

5%

memiliki arus yang paling besar pada karakterisasi arus – tegangan, kapasitansi,

loss

coefficient,

dan konduktansi yang paling tinggi, sedangkan pada impedansi yang paling

tinggi dihasilkan pada penambahan TiO

2

7%. Hal ini menunjukan bahwa pada

penambahan TiO

2

5% memiliki sifat listrik yang baik dibandingkan dengan penambahan

konsentrasi TiO

2

yang lainnya.

(22)

ii

ii

KAJIAN SIFAT LISTRIK MEMBRAN POLISULFON YANG DIDADAH

TITANIUM DIOKSIDA (TiO

2

)

TRI MAHANINGSIH

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada

Departemen Fisika

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(23)

iii

Judul

: Kajian Sifat Listrik Membran Polisulfon yang Didadah Titanium

Dioksida (TiO

2

).

Nama

: Tri Mahaningsih

NRP

Gambar

Gambar 1. Skema sistem pemi misahan dua fase oleh
Gambar 2. Struktur kimia polisulfon.
Gambar 4. Kapasitor plat sejajar17
Gambar 7. Skema sistem pengukuran sifat listrik   dengan LCR meter.
+7

Referensi

Dokumen terkait

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

Agribisnis perkebunan memegang peranan penting dan tetap diharapkan memegang peranan penting dalam perekonomian Indonesia. Di samping secara konsisten memberi kontribusi

Sementara itu, kelompok negara-negara berkembang lainnya yang tergabung dalam G-33 yang dimotori Indonesia serta dibantu oleh Filipina, mengajukan

Karena Perusahaan tidak dapat mengontrol metode, volume, atau kondisi aktual penggunaan, Perusahaan tidak bertanggung jawab atas bahaya atau kehilangan yang disebabkan dari

Kesadaran akan nilai-nilai tersebut menjadi kekuatan fisolofi bisnis dan menjadi budaya kerja perusahaan (corporate culture) yang solid dan berkarakter.

peluang pembentuan iatan hidrogen antar dan intramoleul lebih bai daripada dalam rantai yang mengandung banya residu prolina% Pertimbangan ini

dengan diagnosa Fracture of Shaff Femur yang mengalami lama rawat sesuai standart sebanyak 10 responden bahwa hasil uji correlateon somer’d yang telahdilakukan