Pembuatan dan Karakterisasi Elektroda Keramik Konduktif Berbasis Komposit CuO-ZnO Untuk Pengolahan Air Limbah Menggunakan Metode Elektrokoagulasi
7
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI ELEKTRODA KERAMIK
KONDUKTIF BERBASIS KOMPOSIT CuO-ZnO UNTUK PENGOLAHAN
AIR LIMBAH MENGGUNAKAN METODE ELEKTROKOAGULASI
ABSTRAK
Telah dibuat elektroda keramik konduktif berbasis komposit CuO-ZnO dengan teknik
konvensional dari serbuk CuO sebagai matriks dan ZnO sebagai filler dengan variasi
komposisi CuO:ZnO 75%:25%, 80%:20%, 85%:15%, 90%:10% dan 95%:5%.
Pembuatan sampel dilakukan tiga tahap. Tahap pertama serbuk dicampur sampai
homogen dengan metode pencampuran kering. Tahap kedua CuO-ZnO dicetak
dengan tekanan 300 MPa ditahan selama 10 menit. Tahap ketiga CuO-ZnO berbentuk
pellet dibakar dengan perlakuan suhu 800oC, 900oC dan 1000oC serta ditahan selama
3 jam. Masing-masing sampel yang telah dibakar dikarakterisasi yang meliputi : sifat
fisis, sifat mekanik, sifat listrik dan struktur kirstal serta mikrostruktur. Hasil
menunjukkan bahwa komposisi CuO:ZnO yang optimum yaitu 95%:5% dengan
perlakuan suhu 1000oC memiliki nilai densitas tertinggi sebesar 9.205gram/cm3,
porositas sebesar 12.1%, kuat tekan 218.799 MPa, kekerasan 1816.920 MPa,
konduktivitas listrik 16,989 S/m, energi gap sebesar 4.07 eV. Dari hasil pengujian
XRD komposit CuO-ZnO memiliki diameter kristal untuk CuO sebesar 52.6237 nm
memiliki struktur kristal monoklinik serta ZnO memiliki ukuran (diameter) kristal
sebesar 53.709 nm dan hasil pengujian SEM juga menunjukkan bahwa struktur
permukaan yang paling baik juga diperoleh dari komposisi CuO:ZnO yaitu 95:5%
dengan suhu sintering 10000C. Pada penelitian ini juga telah dilakukan proses
pengolahan air limbah kelapa sawit dengan metode elektrokoagulasi dengan
menggunakan elektroda yang memiliki sifat fisis, mekanik, listrik serta struktur
kristal dan mikrostrukturnya. Proses elektrokoagulasi dilakukan dalam wadah
akuarium dengan ukuran 5cm x 10 cm x 10 cm dan waktu yang dibutuhkan adalah 90
menit. Dari hasil diperoleh bahwa terjadi penurunan untuk parameter warna sebanyak
89.29 %, TSS sebanyak 71.22%; BOD sebanyak 87.56%; COD sebanyak 87.173%
serta minyak dan lemak sebanyak 54.54%. Sedangkan pH dari 4.3 menjadi 7.4 dan
untuk kandungan logam Cu yang terlarut pada air limbah dari 0.05424 menjadi
0.07188. Berdasarkan data yang diperoleh bahwa air limbah hasil pengolahan dengan
proses elektrokoagulasi sudah mencapai standar.
Kata Kunci : Tembaga Oksida (CuO), Seng Oksida (ZnO), Elektroda Keramik
Konduktif, Karakterisasi, Elektrokoagulasi
Universitas Sumatera Utara
8
PREPARATION AND CHARACTERIZATION CERAMIC ELECTRODE BASED
CuO-ZnO COMPOSITE FOR WASTE TREATMENT USING
ELECTROCOAGULATION METHOD
ABSTRACT
Has been made conductive ceramic electrode based CuO-ZnO composites with
conventional techniques of CuO powder as a matrix and ZnO powder as a filler with
composition variation CuO: ZnO 75%: 25%, 80%: 20%, 85%: 15%, 90%: 10 % and
95%: 5%. Making the samples in three stages. The first step, the powder mixed until
homogeneous with a dry mixing method. The second step CuO-ZnO moulded with a
pressure 300 MPa for 10 minutes. The third step, CuO-ZnO in the shape of pellets
sintered with temperature 800 oC, 900oC and 1000oC for holding time about 3 hours.
Each sample has been sintered was characterized such as: physical properties,
mechanical properties, electrical properties and crystal structure and microstructure.
The results show that the optimum composition of CuO: ZnO is 95%: 5% with
sintering temperature 1000 oC had the highest density is 9.205gram / cm3, porosity
12.1%, compressive strength is 218 799 MPa, hardness strength is 1816,920 MPa,
electrical conductivity 16.989 S / m, band gap 4.07 eV. From the XRD result, the
composit CuO-ZnO had a crystal diameter of CuO is 52.6237 nm and had a
monoclinic crystal structure and ZnO had the size (diameter) of 53.709 nm crystals
and SEM test results also show that the most excellent surface structure was also
obtained from the composition CuO: ZnO is 95: 5% with sintering temperature
10000C. In this research also has been treatment process waste of palm with
electrocoagulation method using electrode that have physical properties, mechanical,
electrical and crystal structure and microstructure. Electrocoagulation process
performed on aquarium with measuring 5cm x 10 cm x 10 cm and the time needed for
for the process is 90 minutes. From the results obtained that there is a decrease of
color parameters is 89.29%, TSS is 71.22%; BOD is 87.56%; COD is 87 173% and
oils and is 54.54%. While pH from 4.3becoming 7.4 and for Cu metal content in the
waste from 0.07188 becoming 0.05424. Based on the data obtained that the waste
treatment by electrocoagulation process has reached a standard.
Keywords : Copper Oxide (CuO), Zinc Oxide (ZnO), Conductive Ceramic
Electrode, CharacterizationKarakterisasi, Electrocoagulation
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI ELEKTRODA KERAMIK
KONDUKTIF BERBASIS KOMPOSIT CuO-ZnO UNTUK PENGOLAHAN
AIR LIMBAH MENGGUNAKAN METODE ELEKTROKOAGULASI
ABSTRAK
Telah dibuat elektroda keramik konduktif berbasis komposit CuO-ZnO dengan teknik
konvensional dari serbuk CuO sebagai matriks dan ZnO sebagai filler dengan variasi
komposisi CuO:ZnO 75%:25%, 80%:20%, 85%:15%, 90%:10% dan 95%:5%.
Pembuatan sampel dilakukan tiga tahap. Tahap pertama serbuk dicampur sampai
homogen dengan metode pencampuran kering. Tahap kedua CuO-ZnO dicetak
dengan tekanan 300 MPa ditahan selama 10 menit. Tahap ketiga CuO-ZnO berbentuk
pellet dibakar dengan perlakuan suhu 800oC, 900oC dan 1000oC serta ditahan selama
3 jam. Masing-masing sampel yang telah dibakar dikarakterisasi yang meliputi : sifat
fisis, sifat mekanik, sifat listrik dan struktur kirstal serta mikrostruktur. Hasil
menunjukkan bahwa komposisi CuO:ZnO yang optimum yaitu 95%:5% dengan
perlakuan suhu 1000oC memiliki nilai densitas tertinggi sebesar 9.205gram/cm3,
porositas sebesar 12.1%, kuat tekan 218.799 MPa, kekerasan 1816.920 MPa,
konduktivitas listrik 16,989 S/m, energi gap sebesar 4.07 eV. Dari hasil pengujian
XRD komposit CuO-ZnO memiliki diameter kristal untuk CuO sebesar 52.6237 nm
memiliki struktur kristal monoklinik serta ZnO memiliki ukuran (diameter) kristal
sebesar 53.709 nm dan hasil pengujian SEM juga menunjukkan bahwa struktur
permukaan yang paling baik juga diperoleh dari komposisi CuO:ZnO yaitu 95:5%
dengan suhu sintering 10000C. Pada penelitian ini juga telah dilakukan proses
pengolahan air limbah kelapa sawit dengan metode elektrokoagulasi dengan
menggunakan elektroda yang memiliki sifat fisis, mekanik, listrik serta struktur
kristal dan mikrostrukturnya. Proses elektrokoagulasi dilakukan dalam wadah
akuarium dengan ukuran 5cm x 10 cm x 10 cm dan waktu yang dibutuhkan adalah 90
menit. Dari hasil diperoleh bahwa terjadi penurunan untuk parameter warna sebanyak
89.29 %, TSS sebanyak 71.22%; BOD sebanyak 87.56%; COD sebanyak 87.173%
serta minyak dan lemak sebanyak 54.54%. Sedangkan pH dari 4.3 menjadi 7.4 dan
untuk kandungan logam Cu yang terlarut pada air limbah dari 0.05424 menjadi
0.07188. Berdasarkan data yang diperoleh bahwa air limbah hasil pengolahan dengan
proses elektrokoagulasi sudah mencapai standar.
Kata Kunci : Tembaga Oksida (CuO), Seng Oksida (ZnO), Elektroda Keramik
Konduktif, Karakterisasi, Elektrokoagulasi
Universitas Sumatera Utara
8
PREPARATION AND CHARACTERIZATION CERAMIC ELECTRODE BASED
CuO-ZnO COMPOSITE FOR WASTE TREATMENT USING
ELECTROCOAGULATION METHOD
ABSTRACT
Has been made conductive ceramic electrode based CuO-ZnO composites with
conventional techniques of CuO powder as a matrix and ZnO powder as a filler with
composition variation CuO: ZnO 75%: 25%, 80%: 20%, 85%: 15%, 90%: 10 % and
95%: 5%. Making the samples in three stages. The first step, the powder mixed until
homogeneous with a dry mixing method. The second step CuO-ZnO moulded with a
pressure 300 MPa for 10 minutes. The third step, CuO-ZnO in the shape of pellets
sintered with temperature 800 oC, 900oC and 1000oC for holding time about 3 hours.
Each sample has been sintered was characterized such as: physical properties,
mechanical properties, electrical properties and crystal structure and microstructure.
The results show that the optimum composition of CuO: ZnO is 95%: 5% with
sintering temperature 1000 oC had the highest density is 9.205gram / cm3, porosity
12.1%, compressive strength is 218 799 MPa, hardness strength is 1816,920 MPa,
electrical conductivity 16.989 S / m, band gap 4.07 eV. From the XRD result, the
composit CuO-ZnO had a crystal diameter of CuO is 52.6237 nm and had a
monoclinic crystal structure and ZnO had the size (diameter) of 53.709 nm crystals
and SEM test results also show that the most excellent surface structure was also
obtained from the composition CuO: ZnO is 95: 5% with sintering temperature
10000C. In this research also has been treatment process waste of palm with
electrocoagulation method using electrode that have physical properties, mechanical,
electrical and crystal structure and microstructure. Electrocoagulation process
performed on aquarium with measuring 5cm x 10 cm x 10 cm and the time needed for
for the process is 90 minutes. From the results obtained that there is a decrease of
color parameters is 89.29%, TSS is 71.22%; BOD is 87.56%; COD is 87 173% and
oils and is 54.54%. While pH from 4.3becoming 7.4 and for Cu metal content in the
waste from 0.07188 becoming 0.05424. Based on the data obtained that the waste
treatment by electrocoagulation process has reached a standard.
Keywords : Copper Oxide (CuO), Zinc Oxide (ZnO), Conductive Ceramic
Electrode, CharacterizationKarakterisasi, Electrocoagulation
Universitas Sumatera Utara