Berdasarkan Sifatnya Terhadap Air Berdasarkan Jenisnya

13

2.6 KLASIFIKASI ADSORBEN

2.6.1 Berdasarkan Sifatnya Terhadap Air

Tabel 2.4 merupakan klasifikasi adsorben berdasarkan kemampuan menjerap air. Tabel 2.4 Penggolongan Adsorben berdasarkan Kemampuan Menjerap Air [30] Jenis Penyusun Struktur Hidrofobik Polimer Karbon Aktif Molecular sieve karbon, Silikat Hidrofilik Silika Gel Alumina Aktif Zeolit: 3A KA, 4A NaA, 5A CaA, 13X NaX, Mordenite, Chabizite dan lain-lain

2.6.2 Berdasarkan Jenisnya

Klasifikasi adsorben berdasarkan jenisnya terbagi menjadi: 1. Adsorben Karbon Adsorben karbon seperti karbon aktif, kokas aktif, karbon molecular sieve adalah bahan padat berpori tinggi dimana karena sifat permukaan menyebabkan terakumulasinya bahan organik dan non polar [32]. Adsorben karbon diproduksi dari bahan organik seperti kayu, kokas petroleum, gambut, batu bara, cangkang kelapa sawit, antrasit, inti plum, cangkang kelapa, sekam padi, lignin, serbuk gergaji, benih sekam, tulang, dan lain-lain [33]. Karbon aktif merupakan jenis adsorben yang paling terkenal dan banyak digunakan dalam pengolahan air limbah. Proses pembuatan karbon aktif terdiri dari dehidrasi, karbonisasi bahan baku dan aktivasi. Proses karbonisasi mengubah bahan organik menjadi karbon primer dimana merupakan campuran abu, tar, karbon amorphous, dan kristal karbon. Selama karbonisasi, produk yang terdekomposisitar terdeposisi di pori-pori, kemudian dihilangkan pada proses aktivasi. Aktivasi terdiri dari dua proses, yaitu pemanasan yang menyebabkan dekomposisi produk tar yang amorphous dan perbesaran ukuran pori [33]. Gambar karbon aktif ditunjukkan pada gambar 2.4. Universitas Sumatera Utara 14 Gambar 2.4 Karbon Aktif [34] 2. Silika gel Silika gel bersifat inert, tidak beracun, polar dan bentuk amorphous stabil 400 C dari SiO 2 . Silika gel merupakan hasil reaksi dari sodium silikat dan asam asetat, kemudian mengalami proses aging, pickling, dan lain-lain. Adsorben silikat yang berhubungan termasuk magnesium silikat, kalsium silikat, dan lain- lain [35]. Silika gel umumnya digunakan sebagai adsorben untuk senyawa polar. Selain itu, juga dapat digunakan untuk menyerap ion-ion logam dengan prinsip pertukaran ion namun kemampuannya untuk menyerap logam terbatas [36]. Kemampuan adsorpsi dan sifat kimia silika gel sangat tergantung pada keberadaan struktur grup Si-OH pada permukaan. Kelebihan dari silika gel adalah tidak terbakar, kekuatan mekanik yang baik, dan regenerasi pada suhu rendah 100-200 C [37]. Adapun gambar silika gel ditunjukkan pada gambar 2.5. Gambar 2.5 Silika Gel [38] Universitas Sumatera Utara 15 3. Zeolit Molecular Sieve Zeolit adalah kristal silikat dengan rumus kimia Me 2n O.Al 2 O 3 .xSiO 2 .yH 2 O n = valensi terdiri dari oksida alkali atau logam alkali tanah Na, K, Ca dan dikarakterisasi dengan struktur pori dengan dimensi masing-masing pada rentang ukuran molekul. Pemisahan molecular sieve berdasarkan pada ukuran molekul dan bentuk disebabkan ukuran pori yang kecil 1 nm dan distribusi pori yang sempit [37]. Beberapa spesimen zeolit berwarna putih, kebiruan, kemerahan, coklat karena hadirnya oksida besi atau logam lainnya. Struktur zeolit dapat dibedakan dalam tiga komponen yaitu rangka aluminosilikat, ruang kosong saling berhubungan yang berisi kation logam dan molekul air dalam fase occluded. Sifat kimia zeolit antara lain mengalami hidrasi pada suhu tinggi, sebagai penukar ion, dan mengadsorpsi gas dan uap [1]. Adapun gambar zeolit ditunjukkan pada gambar 2.6. Gambar 2.6 Zeolit [39, 40] 4. Polimer Beberapa adsorben polimer bersifat hidrofilik dan ada yang bersifat hidrofobik. Harga adsorben polimer sepuluh kali lebih mahal dibandingkan adsorben lainnya. Aplikasi adsorben ini adalah proses recovery dan pemurnian antibiotik dan vitamin, penghilangan warna decolorization, pemisahan bahan organik halogen dari air, perawatan limbah industri tertentu seperti larutan fenol dan recovery VOC dari off-gas. Contoh adsorben polimer adalah polistirena divinil benzena, polimetakrilat, etilvinilbenzena, dan lain-lain [41]. Universitas Sumatera Utara 16 5. Alumina Aktif Alumina aktif diproduksi dari alumina yang terhidrasi Al 2 O 3 .nH 2 O dimana n = 1 atau 3, dengan cara dehidrasi kalsinasi pada kondisi terkontrol untuk mendapatkan n = 0,5. Ketika alumina terhidrasi dipanaskan, grup hidroksil meninggalkan struktur bahan padat berpori dari alumina aktif. Bahan ini berwarna putih, transparan, dan berkapur [41]. Alumina aktif digunakan untuk menghilangkan uap air dari gas, menghilangkan limbah logam berat seperti AsV, Cl - , F - , PO 4 3- dari air [33]. Adapun gambar alumina aktif ditunjukkan pada gambar 2.7. Gambar 2.7 Alumina Aktif [42] Berikut merupakan tabel sifat fisik beberapa jenis adsorben komersial yang sering digunakan dalam pengolahan air limbah ditunjukkan pada tabel 2.5. Tabel 2.5 Sifat Fisik Beberapa Jenis Adsorben Komersial [37, 43] Adsorben Sifat Diameter Pori A Porositas Partikel Densitas Partikel gcm 3 Luas Permukaan m 2 g Alumina aktif Hidrofilik, amorphous 10-75 0,5 1,25 320 Silika gel Hidrofolik hidrofobik amorphous 22-26 0,47 1,09 750-850 Karbon aktif Hidrofobik, amorphous 10-25 0,4-0,6 0,5-0,9 400-1200 Universitas Sumatera Utara 17 Karbon molecular -sieve Hidrofobik 2-10 0,35-0,5 0,98 400 Zeolit molecular -sieve Hidrofilik polar, kristal 3-10 0,2-0,5 1,4 600-700 Adsorben polimer Hidrofobik, amorphous 40-25 0,4-0,55 - 80-700

2.6.3 Berdasarkan Ukuran Pori