Pembuatan Membran Selulosa Asetat-Bentonit Alam Sebagai Filtrasi Air Gambut Desa Kayu Labu Kabupaten Ogan Komering Ilir
PEMBUATAN MEMBRAN SELULOSA ASETAT-BENTONIT
ALAM SEBAGAI FILTRASI AIR GAMBUT DESA
KAYU LABUOGAN KOMERING ILIR
TESIS
Oleh
CORNELIUS MANIK
127006012/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN MEMBRAN SELULOSA ASETAT-BENTONIT
ALAM SEBAGAI FILTRASI AIR GAMBUT DESA
KAYU LABUOGAN KOMERING ILIR
TESIS
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Magister
Sains Dalam Program Studi Ilmu Kimia Pada Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Oleh
CORNELIUS MANIK
127006012/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM UNIVERSITASSUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
Judul Penelitian
: PEMBUATAN MEMBRAN SELULOSA ASETATBENTONIT ALAM SEBAGAI FILTRASI AIR
GAMBUT DESA KAYU LABU OGAN KOMERING
ILIR
Nama Mahasiswa
Nomor Pokok
Program Studi
: CORNELIUS MANIK
: 127006012
: MAGISTER ILMU KIMIA
Menyetujui
Komisi Pembimbing
Dr. Marpongahtun, M.Sc
Prof. Dr. Thamrin,M.Sc
Ketua
Anggota
Mengetahui,
Ketua ProgramStudi MagisterKimia
Dekan FMIPA USU
Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D
Dr.Sutarman, M.Sc
Tanggal lulus : 04 Februari 2015
Universitas Sumatera Utara
Telah diuji pada
Tanggal: 04 Februari 2015
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua
Anggota
: 1. Prof. Dr.Thamrin, M. Sc
: 2. Dr. Marpongahtun, M. Sc
3. Prof. Dr. Harlem Marpaung
4. Eddyanto, Ph.D
5. Dr. Yugia Muis, MS
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis ini tidak terdapat karya yang pernah
diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan pada suatu perguruan tinggi dan
sepanjang sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah
ditulis maupun diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah
dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Medan, Februari 2016
Penulis,
(Cornelius Manik)
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
segala berkah dan rahmat-Nya sehingga tesis dengan judul “Pembuatan Membran
Selulosa Asetat-Bentonit Alam Sebagai Filtrasi Air Gambut Desa Kayu Labu
Kabupaten Ogan Komering Ilir” dapat diselesaikan.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan
setinggi-tingginya kepada :
Prof.Dr.dr. Syahril Pasaribu, DTMH,M.Sc (CTM), SP.A(K), selaku Rektor
Universitas Sumatera Utara dan Prof. Dr. Sutarman, M.Sc, selaku Dekan FMIPA
Universitas Sumatera Utara, yang telah memberikan kesempatan dan fasilitas kepada
penulis untuk menyelesaikan penulisan tesis ini.
Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D, selaku Ketua Program Pascasarjana
Ilmu Kimia Universitas Sumatera Utara dan telah memberikan bimbingan dan saran
selama penyelesaian penulisan tesis ini.
Prof. Dr. Thamrin, M.Sc selaku ketua komisi pembimbing, yang telah
memberikan semangat, bimbingan dan saran selama penyelesaian penulisan tesis ini.
Dr. Marpongahtun selaku anggota komisi pembimbing yang telah
memberikan arahan dan motivasi sehingga dapat diselesaikan penulisan tesis ini.
Para dosen Magister Ilmu Kimia Pascasarjana Universitas Sumatera Utara
beserta rekan-rekan yang telah memberikan dorongan, saran dan perbaikan pada tesis
ini.
Orangtuaku tercinta Ayahanda (Drs. J.Manik, M.Pd), Ibunda (Dra. R.
Simarmata) beserta saudaraku Chandra Antonius Manik, Anne Agustina Manik,
ST dan Budi Christofer Manik. Sahabat seperjuangan Pascasarjana Ilmu Kimia
angkatan 12b : Hartika Samgrace Siagian, Jane Elnovreny, Elisa Putri, Rizqy
Ammaturahim, Bang Ali Akbari, Appara Cornelius Manik dan Appara Pada
Mulia Raja Harahap, dan rekan-rekan dari UNIMED: Neva Silalahi, Sumitro
i
Universitas Sumatera Utara
Silalahi, Fendrik Sianipar, Nikmat Hutauruk, Hasian Napitu beserta temanteman yang ada di Pak de.
Akhirnya penulis berharap proposal penelitian ini dapat dijadikan bahan
untuk pengembangan penelitian teknologi membran baik secara laboratorium maupun
skala industri.
Medan, Februari 2016
Penulis,
ii
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN MEMBRAN SELULOSA ASETAT-BENTONIT
ALAM SEBAGAI FILTRASI AIR GAMBUT DESA
KAYU LABUOGAN KOMERING ILIR
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh penambahan bentonit pada
membran selulosa asetat terhadap fluks dan % rejeksi membran pada filtrasi air
gambut. Pembuatan membran selulosa asetat dengan penambahan variasi konsentrasi
bentonit yaitu 0%; 5%; 10%; 15%; 20% dan 25% dengan teknik inversi fasaperendaman. Karakterisasi membran yang dilakukan meliputi Fourier Transform
Infrared Spectroscopy (spektroskopi FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM)
serta uji fluks dengan menggunakan sistem aliran dead end. Analisis air yang diukur
antara lain pH, kekeruhan, TSS dan TDS dengan menggunakan air gambut Desa
Kayu Labu, Kabupaten Ogan Komering Ilir. Ketebalan membran yang diperoleh dari
proses pencetakan bervariasi yaitu 0.13 – 0.32 mm. Berdasarkan spektrum FTIR
menunjukkan tidak ada dijumpai gugus baru pada spektrum yang mengindikasikan
reaksi yang berlangsung antara selulosa asetat dengan bentonit secara fisika.
Karakterisasi membran selulosa asetat dengan Scanning Electron Microscopy (SEM)
menunjukkan persebaran pori yang sedikit, namun berbeda dengan permukaan
membran Selulosa asetat-Bentonit memiliki persebaran pori yang lebih banyak dan
ukuran pori yang kecil. Uji fluks optimum diperoleh membran M4 dengan nilai fluks
15 L.m-2.Jam-1 dan rejeksi membran (R) untuk kekeruhan dan organik adalah 60%
dan 55%. Hasil analisis air gambut menunjukkan penurunan setelah filtrasi dengan
membran yaitu kekeruhan (18 NTU), warna (43 TCU), TSS (50 mg/L), TDS (35
mg/L).
Kata kunci : Membran, selulosa asetat, bentonit, fluks, air gambut
iii
Universitas Sumatera Utara
PREPARATION CELLULOSE ACETATE-BENTONITE
FOR PEAT WATER FILTRATION FROM KAYU
LABU VILLAGE OGAN KOMERING ILIR
ABSTRACT
This researchaims todetermined effect of adding bentoniteoncellulose acetate
membraneto themembranefluxand %rejectiononpeatwaterfiltration. Preparation
celluloseacetatemembranes by adding variations of bentoniteis0%; 5%; 10%; 15%;
20% and25% using aphase inversion-immersion method. Membranes
characterizationwere conducted by FourierTransform InfraredSpectroscopy(FTIR),
Scanning Electron Microscopy(SEM) andfluxtestusingflow systemdeadend. Analysis
ofwatermeasured werepH, turbidity, TSSandTDSusingpeatwater from Kayu Labu
Village, OganKomering Ilir. The thickness of themembraneobtainedfromthe printing
processvaries the0,13 to 0,32mm. Based onFTIRresultsshowednonewclusters was
detected
inthe
spectrum,
itsindicatesthatthe
reactioncelluloseacetateandbentonitewerephysics
reaction.
Characterization
ofcelluloseacetatemembrane 15% (M1)by ScanningElectron Microscopy(SEM)
showed that theporesdistribution was slightly, but its different celluloseacetate 15% Bentonit15% membrane (M4) has a better poresdistributionandsmall. Optimum
fluxobtained of membrane M4with avalue offlux15Lm-2.Jam-1andthe rejection(R)
forturbidityandorganic are 60% and55%. The results ofthe analysis peat water were
showed decreasingafterfiltrationusingmembranethat isturbidity(18 NTU), color(43
TCU), TSS(50 mg/L), TDS(35 mg/L)
Key word: Membranes, celluloseacetate, bentonite, flux, peat water
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERSETUJUAN
KATA PENGANTAR
i
ABSTRAK
iii
ABSTACT
iv
DAFTAR ISI
v
DAFTAR TABEL
ix
DAFTAR GAMBAR
x
DAFTAR LAMPIRAN
xi
DAFTAR SINGKATAN
xii
BAB 1.
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Perumusan Masalah
3
1.3 BatasanMasalah
4
1.4 TujuanPenelitian
4
1.5Manfaat Penelitian
4
1.6. Metodologi Penelitian
4
1.7Lokasi Penelitian
BAB 2.
5
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Membran
6
Membran
7
2.1.2
2.1.1 Klasifikasi
Karakterisasi Membran
9
v
Universitas Sumatera Utara
2.1.2.1 Permeabilitas
9
2.1.2.2 Selektivitas
9
2.1.2.3 Scanning Electron Microscopy (SEM)
10
2.2 Selulosa Asetat Sebagai Material Membran
10
2.3 Aseton
11
2.4 Modifikasi Membran
12
2.5
15
Bentonit
2.5.1. Sifat-sifat Fisis Bentonit
17
2.5.2. Bentonit Kabupaten Bener MeriahProvinsi Aceh 18
2.6 Air Gambut
18
2.6.1. Karakteristik Air Gambut
19
2.6.2. Pengolahan Air Gambut
2.7UjiKualitas Air
20
20
2.7.1DerajatKeasaman (pH)
20
2.7.2 Kekeruhan
2.7.3 Zat padat tersuspensi
(Total Suspended Solid=TSS)
21
21
2.7.4 Zatpadatterlarut
(Total Dissolved Solid=TDS)
BAB 3.
22
METODE PENELITIAN
3.1 Alat dan Bahan
23
3.1.1 Alat
23
3.1.2 Bahan
23
3.2 Prosedur Kerja
23
3.2.1 Preparasi Bentonit
24
3.2.2 PembuatanMembranSelulosaAsetat-Bentonit
24
3.2.3 Uji Permeabilitas
25
3.2.4 Uji Selektivitas
26
3.2.5AnalisisParameterSampelAir Gambut
26
vi
Universitas Sumatera Utara
3.3
3.2.5.1 AnalisisKekeruhan
26
3.2.5.2 AnalisisDerajat Keasaman
26
3.2.5.3 Analisisjumlahzat
padattersuspensi (TSS)
26
3.2.5.4 Analisisjumlahzat
padatterlarut (TDS)
27
Skema Prosedur
28
3.3.1 Persiapan Bentonit
28
3.3.2 Aktivasi Bentonit
28
3.3.3 PembuatanMembranSelulosa Asetat
29
3.3.4UjiPermeabilitas
30
3.3.5UjiSelektifitas
BAB 4.
30
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
4.2
Preparasi dan Karakterisasi Bentonit Alam
Pembuatan dan Modifikasi Membran
Selulosa Asetat
31
33
4.3 KarakterisasiMembrandenganFourier Transform
InfraredSpectroscopy (FTIR)
35
4.4 Karakterisasi membran denganScanning
Electron Microscopy (SEM)
38
4.5
PengaruhPenambahanBentonit Terhadap
FluksMembranSelulosaAsetat
40
4.6PengaruhPenambahanBentonitTerhadap
RejeksiMembranSelulosaAsetat
42
4.7HasilAnalisa Air SetelahPenyaringanDengan
MenggunakanMembranSelulosaAsetat
44
4.7.1. AnalisisDerajatKeasaman (pH)
44
4.7.2 AnalisisKekeruhan
45
4.7.3AnalisisWarna
47
4.7.4AnalisisJumlahZatPadat Tersuspensi (TSS)
48
vii
Universitas Sumatera Utara
4.7.5AnalisisJumlahZat Padat Terlarut (TDS)
BAB 5.
49
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
50
50
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
51
55
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Tabel 2.1
Judul
Halaman
Hasil ketebalan dan ukuran pori membran polisulfon
Tabel 3.1
Komposisi pembuatan membran selulosa asetat
dengan variasi bentonit
12
25
Tabel 4.1
Nilai sudut 2 Ɵ bentonit
33
Tabel 4.2
Ketebalan membran
34
Tabel 4.3
Gugus Fungsi pada membran selulosa asetat dan
membran selulosa-bentonit
38
Tabel 4.4
Data fluks membran dengan variasi konsentrasi bentonit
41
Tabel 4.5
Hasil analisis Derajat Keasaman pH
45
ix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul
Halaman
Gambar 2.1
Skema pemisahan dengan menggunakan membran
6
Gambar 2.2
Struktur selulosa asetat
11
Gambar 2.3
Struktur Aseton
12
Gambar 4.1
Difraktogram XRD bentonit alam sebelum aktivasi
31
Gambar 4.2
Difraktogram XRD bentonit alam setelah aktivasi
32
Gambar 4.3 Spektrum FTIR membran selulosa asetat dan
selulosa asetat-bentonit
35
Gambar 4.4
Spektrum FTIR membran selulosa asetat
36
Gambar 4.5
Spektrum FTIR membran selulosa asetat-Bentonit
37
Gambar 4.6 Hasil pengujian SEM membran selulosa asetat
tanpa penambahan bentonit
39
Gambar 4.7 Hasil pengujian SEM membran selulosa asetat dengan
penambahan bentonit 15%
39
Gambar 4.8
Fluks membran dengan penambahan variasi bentonit
40
Gambar 4.9
Persen rejeksi kekeruhan dengan variasipenambahan bentonit
42
Gambar 4.10 Persen rejeksi zat organik dengan variasi penambahan bentonit
43
Gambar 4.11 Analisis pH air gambut
44
Gambar 4.12 Analisis kekeruhan air gambut
46
Gambar 4.13 Analisis warna air gambut
47
Gambar 4.14 Analisis Total Suspended Solid (TSS) air gambut
48
Gambar 4.15 Analisis Jumlah Zat Terlarut (TDS) air gambut
49
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Lampiran 1
Judul
Halaman
Komposisi pembuatan membran
55
Lampiran 2 Hasil karakterisasi membran dengan Fourier Transform
InfraredSpectroscopy (FTIR)
57
Lampiran 3
Fluks Membran
59
Lampiran 4
Rejeksi membran
61
Lampiran 5
Hasil Analisa Air Gambut Setelah Penyaringan
63
Lampiran 6
Dokumentasi Penelitian
64
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
AMCSD
: American Mineralogist Crystal Structure Database
CA
: Cellulose Acetate
FTIR
: Fourier Transform Infrared Spectroscopy
NTU
: Nephelometric Turbidy Unit
SEM
: Scanning Electron Microscopy
TCU
: True Color Unit
TDS
: Total Dissolved Solid
TSS
: Total Suspended Solid
XRD
: X-Ray Diffraction
xii
Universitas Sumatera Utara
ALAM SEBAGAI FILTRASI AIR GAMBUT DESA
KAYU LABUOGAN KOMERING ILIR
TESIS
Oleh
CORNELIUS MANIK
127006012/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN MEMBRAN SELULOSA ASETAT-BENTONIT
ALAM SEBAGAI FILTRASI AIR GAMBUT DESA
KAYU LABUOGAN KOMERING ILIR
TESIS
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Magister
Sains Dalam Program Studi Ilmu Kimia Pada Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Oleh
CORNELIUS MANIK
127006012/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM UNIVERSITASSUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
Judul Penelitian
: PEMBUATAN MEMBRAN SELULOSA ASETATBENTONIT ALAM SEBAGAI FILTRASI AIR
GAMBUT DESA KAYU LABU OGAN KOMERING
ILIR
Nama Mahasiswa
Nomor Pokok
Program Studi
: CORNELIUS MANIK
: 127006012
: MAGISTER ILMU KIMIA
Menyetujui
Komisi Pembimbing
Dr. Marpongahtun, M.Sc
Prof. Dr. Thamrin,M.Sc
Ketua
Anggota
Mengetahui,
Ketua ProgramStudi MagisterKimia
Dekan FMIPA USU
Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D
Dr.Sutarman, M.Sc
Tanggal lulus : 04 Februari 2015
Universitas Sumatera Utara
Telah diuji pada
Tanggal: 04 Februari 2015
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua
Anggota
: 1. Prof. Dr.Thamrin, M. Sc
: 2. Dr. Marpongahtun, M. Sc
3. Prof. Dr. Harlem Marpaung
4. Eddyanto, Ph.D
5. Dr. Yugia Muis, MS
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis ini tidak terdapat karya yang pernah
diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan pada suatu perguruan tinggi dan
sepanjang sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah
ditulis maupun diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah
dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Medan, Februari 2016
Penulis,
(Cornelius Manik)
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
segala berkah dan rahmat-Nya sehingga tesis dengan judul “Pembuatan Membran
Selulosa Asetat-Bentonit Alam Sebagai Filtrasi Air Gambut Desa Kayu Labu
Kabupaten Ogan Komering Ilir” dapat diselesaikan.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan
setinggi-tingginya kepada :
Prof.Dr.dr. Syahril Pasaribu, DTMH,M.Sc (CTM), SP.A(K), selaku Rektor
Universitas Sumatera Utara dan Prof. Dr. Sutarman, M.Sc, selaku Dekan FMIPA
Universitas Sumatera Utara, yang telah memberikan kesempatan dan fasilitas kepada
penulis untuk menyelesaikan penulisan tesis ini.
Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D, selaku Ketua Program Pascasarjana
Ilmu Kimia Universitas Sumatera Utara dan telah memberikan bimbingan dan saran
selama penyelesaian penulisan tesis ini.
Prof. Dr. Thamrin, M.Sc selaku ketua komisi pembimbing, yang telah
memberikan semangat, bimbingan dan saran selama penyelesaian penulisan tesis ini.
Dr. Marpongahtun selaku anggota komisi pembimbing yang telah
memberikan arahan dan motivasi sehingga dapat diselesaikan penulisan tesis ini.
Para dosen Magister Ilmu Kimia Pascasarjana Universitas Sumatera Utara
beserta rekan-rekan yang telah memberikan dorongan, saran dan perbaikan pada tesis
ini.
Orangtuaku tercinta Ayahanda (Drs. J.Manik, M.Pd), Ibunda (Dra. R.
Simarmata) beserta saudaraku Chandra Antonius Manik, Anne Agustina Manik,
ST dan Budi Christofer Manik. Sahabat seperjuangan Pascasarjana Ilmu Kimia
angkatan 12b : Hartika Samgrace Siagian, Jane Elnovreny, Elisa Putri, Rizqy
Ammaturahim, Bang Ali Akbari, Appara Cornelius Manik dan Appara Pada
Mulia Raja Harahap, dan rekan-rekan dari UNIMED: Neva Silalahi, Sumitro
i
Universitas Sumatera Utara
Silalahi, Fendrik Sianipar, Nikmat Hutauruk, Hasian Napitu beserta temanteman yang ada di Pak de.
Akhirnya penulis berharap proposal penelitian ini dapat dijadikan bahan
untuk pengembangan penelitian teknologi membran baik secara laboratorium maupun
skala industri.
Medan, Februari 2016
Penulis,
ii
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN MEMBRAN SELULOSA ASETAT-BENTONIT
ALAM SEBAGAI FILTRASI AIR GAMBUT DESA
KAYU LABUOGAN KOMERING ILIR
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh penambahan bentonit pada
membran selulosa asetat terhadap fluks dan % rejeksi membran pada filtrasi air
gambut. Pembuatan membran selulosa asetat dengan penambahan variasi konsentrasi
bentonit yaitu 0%; 5%; 10%; 15%; 20% dan 25% dengan teknik inversi fasaperendaman. Karakterisasi membran yang dilakukan meliputi Fourier Transform
Infrared Spectroscopy (spektroskopi FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM)
serta uji fluks dengan menggunakan sistem aliran dead end. Analisis air yang diukur
antara lain pH, kekeruhan, TSS dan TDS dengan menggunakan air gambut Desa
Kayu Labu, Kabupaten Ogan Komering Ilir. Ketebalan membran yang diperoleh dari
proses pencetakan bervariasi yaitu 0.13 – 0.32 mm. Berdasarkan spektrum FTIR
menunjukkan tidak ada dijumpai gugus baru pada spektrum yang mengindikasikan
reaksi yang berlangsung antara selulosa asetat dengan bentonit secara fisika.
Karakterisasi membran selulosa asetat dengan Scanning Electron Microscopy (SEM)
menunjukkan persebaran pori yang sedikit, namun berbeda dengan permukaan
membran Selulosa asetat-Bentonit memiliki persebaran pori yang lebih banyak dan
ukuran pori yang kecil. Uji fluks optimum diperoleh membran M4 dengan nilai fluks
15 L.m-2.Jam-1 dan rejeksi membran (R) untuk kekeruhan dan organik adalah 60%
dan 55%. Hasil analisis air gambut menunjukkan penurunan setelah filtrasi dengan
membran yaitu kekeruhan (18 NTU), warna (43 TCU), TSS (50 mg/L), TDS (35
mg/L).
Kata kunci : Membran, selulosa asetat, bentonit, fluks, air gambut
iii
Universitas Sumatera Utara
PREPARATION CELLULOSE ACETATE-BENTONITE
FOR PEAT WATER FILTRATION FROM KAYU
LABU VILLAGE OGAN KOMERING ILIR
ABSTRACT
This researchaims todetermined effect of adding bentoniteoncellulose acetate
membraneto themembranefluxand %rejectiononpeatwaterfiltration. Preparation
celluloseacetatemembranes by adding variations of bentoniteis0%; 5%; 10%; 15%;
20% and25% using aphase inversion-immersion method. Membranes
characterizationwere conducted by FourierTransform InfraredSpectroscopy(FTIR),
Scanning Electron Microscopy(SEM) andfluxtestusingflow systemdeadend. Analysis
ofwatermeasured werepH, turbidity, TSSandTDSusingpeatwater from Kayu Labu
Village, OganKomering Ilir. The thickness of themembraneobtainedfromthe printing
processvaries the0,13 to 0,32mm. Based onFTIRresultsshowednonewclusters was
detected
inthe
spectrum,
itsindicatesthatthe
reactioncelluloseacetateandbentonitewerephysics
reaction.
Characterization
ofcelluloseacetatemembrane 15% (M1)by ScanningElectron Microscopy(SEM)
showed that theporesdistribution was slightly, but its different celluloseacetate 15% Bentonit15% membrane (M4) has a better poresdistributionandsmall. Optimum
fluxobtained of membrane M4with avalue offlux15Lm-2.Jam-1andthe rejection(R)
forturbidityandorganic are 60% and55%. The results ofthe analysis peat water were
showed decreasingafterfiltrationusingmembranethat isturbidity(18 NTU), color(43
TCU), TSS(50 mg/L), TDS(35 mg/L)
Key word: Membranes, celluloseacetate, bentonite, flux, peat water
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERSETUJUAN
KATA PENGANTAR
i
ABSTRAK
iii
ABSTACT
iv
DAFTAR ISI
v
DAFTAR TABEL
ix
DAFTAR GAMBAR
x
DAFTAR LAMPIRAN
xi
DAFTAR SINGKATAN
xii
BAB 1.
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Perumusan Masalah
3
1.3 BatasanMasalah
4
1.4 TujuanPenelitian
4
1.5Manfaat Penelitian
4
1.6. Metodologi Penelitian
4
1.7Lokasi Penelitian
BAB 2.
5
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Membran
6
Membran
7
2.1.2
2.1.1 Klasifikasi
Karakterisasi Membran
9
v
Universitas Sumatera Utara
2.1.2.1 Permeabilitas
9
2.1.2.2 Selektivitas
9
2.1.2.3 Scanning Electron Microscopy (SEM)
10
2.2 Selulosa Asetat Sebagai Material Membran
10
2.3 Aseton
11
2.4 Modifikasi Membran
12
2.5
15
Bentonit
2.5.1. Sifat-sifat Fisis Bentonit
17
2.5.2. Bentonit Kabupaten Bener MeriahProvinsi Aceh 18
2.6 Air Gambut
18
2.6.1. Karakteristik Air Gambut
19
2.6.2. Pengolahan Air Gambut
2.7UjiKualitas Air
20
20
2.7.1DerajatKeasaman (pH)
20
2.7.2 Kekeruhan
2.7.3 Zat padat tersuspensi
(Total Suspended Solid=TSS)
21
21
2.7.4 Zatpadatterlarut
(Total Dissolved Solid=TDS)
BAB 3.
22
METODE PENELITIAN
3.1 Alat dan Bahan
23
3.1.1 Alat
23
3.1.2 Bahan
23
3.2 Prosedur Kerja
23
3.2.1 Preparasi Bentonit
24
3.2.2 PembuatanMembranSelulosaAsetat-Bentonit
24
3.2.3 Uji Permeabilitas
25
3.2.4 Uji Selektivitas
26
3.2.5AnalisisParameterSampelAir Gambut
26
vi
Universitas Sumatera Utara
3.3
3.2.5.1 AnalisisKekeruhan
26
3.2.5.2 AnalisisDerajat Keasaman
26
3.2.5.3 Analisisjumlahzat
padattersuspensi (TSS)
26
3.2.5.4 Analisisjumlahzat
padatterlarut (TDS)
27
Skema Prosedur
28
3.3.1 Persiapan Bentonit
28
3.3.2 Aktivasi Bentonit
28
3.3.3 PembuatanMembranSelulosa Asetat
29
3.3.4UjiPermeabilitas
30
3.3.5UjiSelektifitas
BAB 4.
30
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
4.2
Preparasi dan Karakterisasi Bentonit Alam
Pembuatan dan Modifikasi Membran
Selulosa Asetat
31
33
4.3 KarakterisasiMembrandenganFourier Transform
InfraredSpectroscopy (FTIR)
35
4.4 Karakterisasi membran denganScanning
Electron Microscopy (SEM)
38
4.5
PengaruhPenambahanBentonit Terhadap
FluksMembranSelulosaAsetat
40
4.6PengaruhPenambahanBentonitTerhadap
RejeksiMembranSelulosaAsetat
42
4.7HasilAnalisa Air SetelahPenyaringanDengan
MenggunakanMembranSelulosaAsetat
44
4.7.1. AnalisisDerajatKeasaman (pH)
44
4.7.2 AnalisisKekeruhan
45
4.7.3AnalisisWarna
47
4.7.4AnalisisJumlahZatPadat Tersuspensi (TSS)
48
vii
Universitas Sumatera Utara
4.7.5AnalisisJumlahZat Padat Terlarut (TDS)
BAB 5.
49
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
50
50
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
51
55
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Tabel 2.1
Judul
Halaman
Hasil ketebalan dan ukuran pori membran polisulfon
Tabel 3.1
Komposisi pembuatan membran selulosa asetat
dengan variasi bentonit
12
25
Tabel 4.1
Nilai sudut 2 Ɵ bentonit
33
Tabel 4.2
Ketebalan membran
34
Tabel 4.3
Gugus Fungsi pada membran selulosa asetat dan
membran selulosa-bentonit
38
Tabel 4.4
Data fluks membran dengan variasi konsentrasi bentonit
41
Tabel 4.5
Hasil analisis Derajat Keasaman pH
45
ix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul
Halaman
Gambar 2.1
Skema pemisahan dengan menggunakan membran
6
Gambar 2.2
Struktur selulosa asetat
11
Gambar 2.3
Struktur Aseton
12
Gambar 4.1
Difraktogram XRD bentonit alam sebelum aktivasi
31
Gambar 4.2
Difraktogram XRD bentonit alam setelah aktivasi
32
Gambar 4.3 Spektrum FTIR membran selulosa asetat dan
selulosa asetat-bentonit
35
Gambar 4.4
Spektrum FTIR membran selulosa asetat
36
Gambar 4.5
Spektrum FTIR membran selulosa asetat-Bentonit
37
Gambar 4.6 Hasil pengujian SEM membran selulosa asetat
tanpa penambahan bentonit
39
Gambar 4.7 Hasil pengujian SEM membran selulosa asetat dengan
penambahan bentonit 15%
39
Gambar 4.8
Fluks membran dengan penambahan variasi bentonit
40
Gambar 4.9
Persen rejeksi kekeruhan dengan variasipenambahan bentonit
42
Gambar 4.10 Persen rejeksi zat organik dengan variasi penambahan bentonit
43
Gambar 4.11 Analisis pH air gambut
44
Gambar 4.12 Analisis kekeruhan air gambut
46
Gambar 4.13 Analisis warna air gambut
47
Gambar 4.14 Analisis Total Suspended Solid (TSS) air gambut
48
Gambar 4.15 Analisis Jumlah Zat Terlarut (TDS) air gambut
49
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Lampiran 1
Judul
Halaman
Komposisi pembuatan membran
55
Lampiran 2 Hasil karakterisasi membran dengan Fourier Transform
InfraredSpectroscopy (FTIR)
57
Lampiran 3
Fluks Membran
59
Lampiran 4
Rejeksi membran
61
Lampiran 5
Hasil Analisa Air Gambut Setelah Penyaringan
63
Lampiran 6
Dokumentasi Penelitian
64
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
AMCSD
: American Mineralogist Crystal Structure Database
CA
: Cellulose Acetate
FTIR
: Fourier Transform Infrared Spectroscopy
NTU
: Nephelometric Turbidy Unit
SEM
: Scanning Electron Microscopy
TCU
: True Color Unit
TDS
: Total Dissolved Solid
TSS
: Total Suspended Solid
XRD
: X-Ray Diffraction
xii
Universitas Sumatera Utara