SINTESIS DAN KARAKTERISASI ZEOLIT ZSM-5 DARI BAHAN
DASAR ALAMI DENGAN METODE HIDROTERMAL
MENGGUNAKAN AIR LAUT
Skripsi Sarjana Kimia
Oleh :
WAHYUNI
1010413047
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS ANDALAS
INTISARI
SINTESIS DAN KARAKTERISASI ZEOLIT ZSM-5 DARI BAHAN DASAR ALAMI DENGAN METODE HIDROTERMAL MENGGUNAKAN AIR LAUT
Oleh : Wahyuni (1010413047)
Dr. Upita Septiani, M.Si dan Prof. Dr. Syukri Arief, M.Eng
Sintesa zeolit ZSM-5 telah dilakukan menggunakan bahan dasar alami, abu sekam padi dengan metode hidrotermal menggunakan air laut. Abu sekam padi
yang digunakan dilebur menggunakan NaOH pada suhu 550 oC. Proses alkali hidrotermal dalam sintesa zeolit dilakukan pada variasi suhu yaitu : 1250C, 1500C, 1700C. Zeolit yang terbentuk dikarakterisasi menggunakan Fourier
Transform Infra Red (FT-IR), X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron
Microscopy (SEM) yang dikombinasikan dengan EDX. Dari hasil karakterisasi
menunjukkan bahwa pembentukan zeolit yang didapatkan semakin baik saat terjadi peningkatan suhu dan menggunakan air laut sebagai pelarut. Dari hasil
X-Ray Diffraction (XRD) semua variasi suhu baik menggunakan air laut dan air
destilasi menunjukkan terbentuknya zeolit ZSM-5.
ABSTRACT
SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF ZEOLITE ZSM-5 FROM NATURAL INGREDIENTS WITH HYDROTHERMAL METHOD BY USING
SEA WATER
By : Wahyuni (1010413047)
Dr. Upita Septiani, M.Si dan Prof. Dr. Syukri Arief, M.Eng
Synthesis of zeolite ZSM-5 using natural ingredients, rice husk ash by hydrothermal method using sea water has been carried out. The used rice husk
ash was melted using NaOH at a temperature of 550 oC. Alkaline hydrothermal processes in zeolite synthesis was performed with a temperature range of 125 - 1700C. Product of synthesis were characterized using Fourier Transform Infra Red (FT-IR), X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) combined with EDX. From the characterization results indicated that the formation of zeolite will better when increase of temperature and the use of sea water as a solvent. From the results of X-Ray Diffraction (XRD) using either the temperature variations of sea water and distilled water showed the formation of zeolite ZSM-5.
BAB I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Padi merupakan produk utama pertanian di negara-negara agraris, termasuk Indonesia. Sumatra Barat adalah salah satu provinsi penghasil padi di Indonesia. Penggilingan padi menghasilkan 72% beras, 5-8% dedak, dan 20-22% sekam padi. Sekam padi merupakan produk samping yang melimpah dari hasil penggilingan padi, selama ini hanya digunakan sebagai bahan bakar untuk pembakaran batu bata merah, pembakaran untuk memasak atau dibuang begitu saja. Penanganan sekam padi yang kurang tepat akan menimbulkan pencemaran terhadap lingkungan. Sekam padi mengandung 78-80% bahan organik diantaranya lignin, selulosa, gula yang mudah menguap jika sekam padi dibakar dan hasil sisa pembakaran berupa abu sekam padi 20-22%.
Kandungan abu sekam padi tergantung dari variasi padi, iklim dan lokasi geografisnya. Abu sekam padi mengandung ± 90−99% silika (SiO2), sejumlah
kecil alkali. Apabila kandungan silikanya mendekati atau di bawah 90% kemungkinan disebabkan oleh adanya sampel sekam padi yang telah terkontaminasi oleh zat lain yang kandungan silikanya rendah [1].
Zeolit merupakan mineral yang terdiri dari kristal aluminosilikat terhidrasi
yang mengandung kation alkali atau alkali tanah dalam kerangka tiga dimensi. Kation kation tersebut dapat diganti oleh kation lain tanpa merusak struktur zeolit dan dapat menyerap air secara reversibel. Zeolit berdasarkan klasifikasinya dibagi menjadi dua yaitu zeolit alam dan zeolit sintesis. Zeolit alam terbentuk karena adanya proses kimia dan fisika yang kompleks dari batu-batuan yang mengalami berbagai macam perubahan di alam sedangkan zeolit sintesis merupakan mineral yang mempunyai sifat fisik dan kimia yang sama dengan zeolit alam, zeolit ini dibuat dari bahan lain dengan proses sintesis [2,3].
ZSM-5 (Zeolite Secony Mobile-5) adalah salah satu jenis zeolit yang banyak digunakan. ZSM-5 adalah zeolit dengan rasio silika dan alumina yang tinggi. ZSM-5 merupakan salah satu zeolit sintetik yang memiliki diameter pori 0,54 nm dan rasio Si/Al bervariasi dari 10 sampai ratusan. Kebanyakan zeolit ZSM-5 komersial diproduksi dari silika komersial dalam bentuk gel, sol dan silika asap amorf (amorphus fumed silica) [4].
Sintesa zeolit ZSM-5 dengan menggunakan abu sekam padi sebagai sumber silika telah dilakukan oleh beberapa peneliti dengan metode alkali hidrotermal menggunakan air destilasi sebagai pelarut pada temperatur 195oC dengan lama inkubasi 24 jam [5]. Zeolit NaX telah disintesis dari fly ash batu bara Ombilin dengan metode alkali hidrotermal menggunakan air laut pada temperatur 60oC dengan lama inkubasi 4 hari. Zeolit NaX yang terbentuk secara kualitas dan kuantitas lebih baik menggunakan air laut dibanding air
destilasi pada variasi temperatur proses [6].
Pada penelitian ini akan disintesa zeolit ZSM-5 dari abu sekam padi dengan metode alkali hidrotermal menggunakan air laut dan air destilasi sebagai pembanding. Temperatur hidrotermal divariasikan pada suhu 125oC, 150oC, dan 170oC dengan masa inkubasi 2 hari menggunakan air laut dan air destilasi sebagai pembanding. Kristal zeolit yang didapatkan dikarakterisasi dengan FT-IR (Fourier Transform Infrared), XRD (X-Ray Difraction), dan SEM-EDX (Scanning Electron Microscopy-Energi Dispersive X-ray). Sebelum digunakan abu sekam padi dikarakterisasi dengan XRF (X-Ray Fluoresence) untuk menentukan kadungan silika (SiO2).
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut :
1. Apakah zeolit dapat disintesa dari abu sekam padi pada suhu 125oC, 150oC, dan 170oC dengan proses alkali hidrotermal menggunakan air laut
3. Bagaimana pengaruh variasi temperatur terhadap pembentukan zeolit
1.3 Tujuan
1. Mempelajari proses sintesa zeolit dari abu sekam padi dari limbah sekam padi dengan metode alkali hidrotermal menggunakan air laut 2. Mempelajari karakterisasi zeolit sintesis pada proses alkali hidrotermal
menggunakan air laut
3. Menentukan suhu optimun pembentukan zeolit dengan metode alkali
hidrotermal menggunakan air laut.
1.4 Manfaat Penelitian
Dari penelitian ini diharapkan dapat memperkenalkan suatu metode sintesa zeolit dari bahan dasar alami pada proses alkali hidrotermal dengan
