SINTESIS DAN KARAKTERISASI MEMBRAN ANORGANIK YANG BERBAHAN DASAR UTAMA ZEOLIT ALAM, SILIKA, DAN KALSIUM KARBONAT
Skripsi Sarjana Kimia
Oleh :
Defina Nasmiaty No.BP 0810411014
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG 2012
Oleh
Defina Nasmiaty
Skripsi diajukan untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Andalas
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS ANDALAS
DAFTAR ISI
2.2.1 Pengertian Membran dan Klasifikasinya ... 7
2.2.2 Proses Sintering ... 10
3.3.3 Sintesis Membran Anorganik ... 14
3.3.4 Teknik Karakterisasi ... 14
3.3.6 Proses Penyaringan Air Rawa Gambut ... 15
IV. Hasil dan Pembahasan 4.1 Sintesis Membran Anorganik yang Berbahan Dasar Utama Zeolit Alam, Silika, dan Kalsium Karbonat ... 16
4.2 Pengaruh Proses Sintering terhadap Karakterisasi Membran Anorganik Berbahan Dasar Utama Zeolit Alam, Silika, dan Kalsium Karbonat ... 18
4.2.1 Thermalgravimetry analysis (TGA) ... 18
4.2.2 Scanning Electron Microscope (SEM) ... 19
4.2.3 Analisa Ukuran Partikel ... 21
4.2.4 Porositas dan Densitas Membran ... 22
4.2.5 Pengujian Kekerasan Membran ... 24
4.3 Hasil Analisa Uji Filtrasi Air Rawa Gambut ... 25
V. Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan ... 28
5.2 Saran ... 28
Daftar Kepustakaan ... 29
ABSTRAK
SINTESIS DAN KARAKTERISASI MEMBRAN ANORGANIK YANG BERBAHAN DASAR ZEOLIT ALAM, SILIKA, DAN KALSIUM KARBONAT
Oleh :
Defina Nasmiaty (0810411014)
Sarjana Sains (S.Si) dalam bidang Kimia Fakultas MIPA Universitas Andalas Dibimbing oleh Prof.Dr.Syukri Arief, M.Eng dan Imelda M.Si
Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis dan karakterisasi membran anorganik dengan menggunakan bahan dasar utama zeolit alam. silika, dan kalsium karbonat. Campuran bahan dasar untuk pembuatan membran anorganik ini dibuat dalam bentuk pasta dengan menggunakaan mixer. Kemudian dicetak dengan menggunakan ring dan dilakukan 4 variasi temperatur sintering yaitu 850oC, 900oC, 950oC, dan 1000oC. Hasil SEM menunjukkan adanya agglomerasi dan pembentukan dense ceramic body pada membran yang disinter pada temperatur 1000 oC. Ukuran pori yang baik ditunjukkan pada membran yang disinter pada
temperatur 850 oC dan 900 oC yaitu 0.1 – 3 µm. Porositas berkurang dengan meningkatnya temperatur sintering. kekerasan membran meningkat dari 8 mohs hingga 12 mohs. Hasil uji filtrasi air rawa gambut menunjukkan penurunan absorbansi yang signifikan pada membran yang disinter dengan suhu 850 oC dan 900 oC.
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada dua dekade terakhir, keuntungan yang signifikan dari riset teknologi membran telah
dilaporkan. Sejumlah aplikasi telah mengusulkan mengenai mikro-filtrasi dan ultrafiltrasi
sebagai sebuah teknologi yang penting pada proses kimia dan biokimia yang dianggap
kompetitif secara ekonomi dan sesuai dengan kemampuan dari membran dengan flux yang
tinggi dan biaya proses yang murah. Riset dari teknologi membran yang berkelanjutan
dimaksudkan untuk meluaskan cakrawala dari membran untuk proses yang memakai
temperatur tinggi dan ketersediaan ketahanan terhadap korosi untuk pengembangan membran
keramik.1
Kegunaan dari teknologi membran adalah untuk menggantikan langkah pemisahan dan
pemurnian pada industri yang akan mengurangi konsumsi energi dan menghasilkan produk
yang diinginkan. Dibandingkan dengan membran organik, membran anorganik menawarkan
beberapa keuntungan yaitu sifat termal yang baik, ketahanan kimia, dan sifat mekanik yang
baik.2
Pemisahan dengan menggunakan membran anorganik keramik telah digunakan pada
sejumlah lapangan industri, termasuk untuk kondisi operasional dan desain modul. Hal ini
karena membran tersebut memiliki sifat mekanik, termal dan kestabilan kimia yang baik, serta
ketahanan pada media asam dan basa. Membran juga memiliki distribusi ukuran pori yang
sempit, berukuran mikro, konsumsi energi yang rendah dan hanya menghasilkan sedikit polusi
untuk lingkungan. Oleh sebab itu, riset yang besar saat ini memfokuskan pada pengembangan
membran anorganik dan aplikasinya.3
Penelitian yang telah dilakukan dalam beberapa dekade terakhir ini mengenai membran,
melibatkan penggunaan bahan dasar yang tergolong ke dalam kategori mahal. Bahan dasar ini
antara lain: γ- alumina, zirconia, feldspar, titania, pyprophalite, dan lainnya. Namun, juga ada
beberapa penelitian yang telah menggunakan bahan dasar yang murah seperti kaolin, clay alam,
abu terbang, dan dolomite yang dapat memberikan karakteristik membran yang baik.1
Membran zeolit sebagai salah satu jenis membran anorganik, telah mendapat banyak
perhatian karena menunjukkan performa yang bagus untuk pemisahan cairan atau gas yang
sangat sulit. Hal ini dikarenakan membran zeolit memiliki struktur ukuran mikropori yang
Membran zeolit yang banyak disintesis saat ini umumnya menggunakan zeolit sintetis.
Tipe-tipe membran zeolit yang berasal dari zeolit sintetis adalah FAU, MOR, MFI dan LTA
yang dibuat dengan menggunakan metode in situ. Namun, ada lagi membran zeolit dengan
tipe A,L, Si-I dan ZSM-5 yang dibuat dengan menggunakan metode ex-situ.7
Zeolit alam dapat menjadi salah satu alternatif bahan dasar dari pembuatan membran
anorganik untuk dapat meringankan proses pembuatan membran dari segi harga dan
pemanfaatan dari sumber daya alam yang melimpah. Zeolit alam terdapat di daerah gunung
berapi, tepi sungai, laut dan danau berupa sedimen mineral alam, biasanya terdapat dalam
jumlah besar dan dalam skala megaton. Deposit zeolit alam di seluruh dunia terdapat di USA,
Jepang, Cuba, Uni soviet, Italia, Cekoslavia, Hungaria, Bulgaria, Afrika Selatan, Meksiko dan
Korea dengan kandungan zeolit berkisar antara 60-90%. Di Indonesia, zeolit alam paling
banyak terdapat di pulau Jawa, Sumatera, Kalimantan dan Irian jaya.8
Zeolit alam yang tersebar di Indonesia saat ini hanya digunakan sebagian kecil untuk
industri, seperti halnya zeolit alam yang terdapat di daerah Padang Lakuak, Nagari Balimbing,
Kecamatan Rambatan, Kabupaten Tanah Datar. Zeolit alam ini, pemanfaatannya masih pada
batas proses pembuatan batu bata dan “belanga” sebagai peralatan rumah tangga.
Sedangkan zeolit alam mempunyai beberapa sifat di antaranya dehidrasi, adsorpsi,
penukar ion, katalisator dan separator. Bentuk kristal zeolit yang relatif teratur dengan rongga
yang saling berhubungan ke segala arah menyebabkan permukaan zeolit menjadi sangat luas
sehingga baik digunakan sebagai adsorben.9
Oleh karena itu, dilakukan penelitian untuk memodifikasi zeolit alam dengan
menggunakan silika dan kalsium karbonat menjadi sebuah membran yang dapat digunakan
untuk mikro/nano-filtrasi.
1.2 Perumusan Masalah
Perumusan masalah dari penelitian ini adalah :
1. Bagaimana kemampuan dari penggunaan zeolit alam, silika dan kalsium karbonat
2. Bagaimana pengaruh dari temperatur sintering terhadap struktural dari membran
anorganik dengan bahan dasar zeolit alam, silika dan kalsium karbonat.
3. Apakah membran anorganik ini dapat digunakan untuk aplikasi mikro/ultra filtrasi.
4. Apakah membran anorganik ini dapat digunakan untuk menurunkan intensitas warna
air rawa gambut.
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mempelajari proses pembuatan membran anorganik dengan bahan dasar utama zeolit
alam, silika, dan kalsium karbonat.
2. Mengetahui karakterisasi dari membran anorganik dengan bahan dasar utama zeolit
alam, silika, dan kalsium karbonat.
3. Mengetahui pengaruh dari temperatur sintering terhadap struktural dari membran
anorganik ini.
4. Dapat menurunkan intensitas warna air rawa gambut.
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Dapat mengetahui proses pembuatan membran anorgaik dengan menggunakan bahan
dasar utama zeolit alam, silika, dan kalsium karbonat.
2. Dapat mengetahui karakterisasi dari membran anorganik yang berbahan dasar utama
zeolit alam, silika, dan kalsium karbonat.
3. Meningkatkan nilai mutu dari zeolit alam, khususnya yang berada di daerah Padang
Lakuak, Nagari Balimbing, kecamatan Rambatan, Kabupaten Tanah Datar.
