KARAKTERISASI DAN UJI ADSORPSI BATUBARA MUDA TERMODIFIKASI HIDROGEN PEROKSIDA MENGGUNAKAN METODE KONTINYU TERHADAP METILEN BIRU.

Ghea Gristannia Grandistin, 2014

Karakterisasi Dan Uji Adsorpsi Batubara Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida Menggunakan Metode Kontinyu Terhadap Metilen Biru

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

KARAKTERISASI DAN UJI ADSORPSI BATUBARA MUDA TERMODIFIKASI HIDROGEN PEROKSIDA MENGGUNAKAN

METODE KONTINYU TERHADAP METILEN BIRU

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains

Program Studi Kimia Konsentrasi Kimia Material

Oleh

GHEA GRISTANNIA GRANDISTIN 0905759

PROGRAM STUDI KIMIA JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA 2014

KARAKTERISASI DAN UJI ADSORPSI BATUBARA MUDA TERMODIFIKASI HIDROGEN PEROKSIDA MENGGUNAKAN

METODE KONTINYU TERHADAP METILEN BIRU

Oleh

Ghea Gristannia Grandistin

Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Sains pada Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

© Ghea Gristannia Grandistin 2014 Universitas Pendidikan Indonesia

Januari 2014

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

Skripsi ini tidak boleh diperbanyak seluruhya atau sebagian, dengan dicetak ulang, difoto kopi, atau cara lainnya tanpa ijin dari penulis

Ghea Gristannia Grandistin, 2014

Karakterisasi Dan Uji Adsorpsi Batubara Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida Menggunakan Metode Kontinyu Terhadap Metilen Biru

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

KARAKTERISASI DAN UJI ADSORPSI BATUBARA MUDA TERMODIFIKASI HIDROGEN PEROKSIDA MENGGUNAKAN

METODE KONTINYU TERHADAP METILEN BIRU

DISETUJUI DAN DISAHKAN OLEH PEMBIMBING : Pembimbing I

Galuh Yuliani, Ph.D NIP. 19800725200112200

Pembimbing II

Dr. Anggoro Tri Mursito, M.Sc NIP. 197702222000121001

Mengetahui,

Ketua Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI

Dr. rer. nat. Ahmad Mudzakir, M.Si NIP. 196611211991031002

ABSTRAK

Kapasitas adsorpsi batubara muda masih lebih rendah bila dibandingkan dengan adsorben lain terutama bila dibandingkan dengan karbon aktif. Pada penelitian ini telah diupayakan peningkatan kapasitas adsorpsi pada batubara muda melalui pengayaan kadar oksigen dipermukaannya. Batubara muda yang digunakan berasal dari daerah Kalimantan, Indonesia, memiliki nilai kalori 5015,41 cal/g, 53,67 % karbon, 6,02 % hidrogen, 38,58 % oksigen, 0,69 % nitrogen dan 0,12 % sulfur. Uji adsorpsi dilakukan menggunakan metode kontinyu dengan larutan metilen biru sebagai larutan model. Digunakan dua variabel yaitu massa adsorben dan ukuran partikel adsorben. Konsentrasi metilen biru ditentukan menggunakan spektrofotometri UV-Vis pada panjang gelombang 664 nm. Batubara muda hasil modifikasi dikarakterisasi melalui analisis proksimat dan ultimat, analisis titrasi boehm, analisis luas permukaan, analisis FTIR, dan analisis SEM. Luas permukaan batubara muda setelah modifikasi meningkat menjadi 48,16 m2/g dari luas permukaan mula-mula sebesar 5,01 m2/g. Data hasil pengujian FTIR menunjukkan batubara muda hasil modifikasi adanya penambahan intensitas pada (1705)cm-1 yang menandakan penambahan gugus (C=O). Dari hasil uji adsorpsi menunjukkan adanya peningkatan kapasitas adsorpsi pada batubara muda hasil modifikasi yaitu dari 48,59 mg/g menjadi 91,11 mg/g. Dapat disimpulkan bahwa oksidasi menggunakan hidrogen peroksida telah berhasil meningkatkan kemampuan adsorpsi batubara muda.

Kata kunci : Adsorpsi, batubara muda, hidrogen peroksida, metilen biru, metode

Ghea Gristannia Grandistin, 2014

Karakterisasi Dan Uji Adsorpsi Batubara Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida Menggunakan Metode Kontinyu Terhadap Metilen Biru

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu ABSTRACT

Adsorption capacity of lignite is lower than other adsorbents, especially activated carbon. This study has been attempted on the improvement of adsorption capacity of lignite through oxygen enrichment on the surface. Lignite used comes from Kalimantan, Indonesian, has a calorific value of 5015.41 cal / g, 53.67% carbon, 6.02% hydrogen, 38.58% oxygen, 0.69% nitrogen, and 0.12% sulfur. Adsorption test was performed using a continuous method with methylene blue solution as a model solution. Two variables are explored , they are the mass of adsorbent and adsorbent particle size. The concentration of methylene blue was determined using UV-Vis spectrophotometry at the wavelength of 664 nm. Modified lignite were characterized by proximate and ultimate analysis, boehm titration analysis, surface area analysis, FTIR analysis and SEM analysis. Lignite surface area increased to 48,16 m2/g after the modification of the surface area initially 5.01 m2/g. FTIR characterization results showed an increase in intensity at 1705 cm-1 for the modified lignite which signifies the increase of absorption of C=O functional groups. The adsorption test results indicated an increase in the adsorption capacity of modified lignite, from 48.59 mg / g to 91.11 mg / g. It can be concluded that the oxidation using hydrogen peroxide has been successful in enhancing the oxygen compound’s concentrateon the lignite surface and in improving the adsorption ability of lignite.

Keyword : Adsorption, lignite, hydrogen peroxide, methylene blue, continous

KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmanirrahim,

Segala Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT. Tak lupa shalawat dan salam selalu terlimpah curah kepada Baginda Nabi Muhammad SAW beserta keluarganya, para sahabatnya dan orang-orang yang selalu mengamalkan ajaran-ajarannya. Atas rahmat, karunia, dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan skripsi yang berjudul “KARAKTERISASI DAN UJI ADSORPSI BATUBARA MUDA TERMODIFIKASI HIDROGEN PEROKSIDA MENGGUNAKAN METODE KONTINYU TERHADAP METILEN BIRU”

Skripsi ini dimaksudkan untuk memenuhi salah satu syarat guna memperoleh gelar sarjana sains pada Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA Universitas Pendidikan Indonesia. Penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi setiap individu.

Penulis sadar sepenuhnya atas kekurangan dalam penulisan skripsi ini. Oleh karena itu penulis mengharapkan adanya koreksi, kritik, dan saran yang membangun dari berbagai pihak sehingga menjadi bahan masukan bagi penulis untukpeningkatan di masa yang akan datang.

Bandung, Januari 2014

Ghea Gristannia Grandistin, 2014

Karakterisasi Dan Uji Adsorpsi Batubara Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida Menggunakan Metode Kontinyu Terhadap Metilen Biru

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu UCAPAN TERIMA KASIH

Keberhasilan penulis dalam menyelesaikan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan dan sumbangan moril maupun materil dari berbagai pihak. Oleh karena itu, rasa syukur yang tidak terhingga serta ungkapan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada :

1. Ayah, Ibu, Kakak dan Adik serta Keluarga yang senantiasa mendukung, memberikan semangat dan juga doa pada penulis.

2. Ibu Galuh Yuliani, Ph.D selaku pembimbing I yang selalu memberikan jalan keluar dalam setiap permasalahan yang dihadapi pada saat penelitian dan tanggung jawab serta sabar dalam membimbing dan mengarahkan.

3. Bapak Dr. Anggoro Tri Mursito, M.Sc selaku pembimbing II yang selalu mengarahkan dan memberikan waktu untuk membimbing serta memberikan solusi dalam setiap permasalahan yang ada.

4. Bapak Drs. Yaya Sonjaya, M.Si selaku dosen pembimbing akademik.

5. Seluruh staf dan laboran Jurusan Pendidikan Kimia yang telah memberikan bantuan dan kemudahan kepada penulis dalam pelaksanaan praktikum maupun penelitian.

6. Seluruh staf dan jajarannya Pusat Penelitian Geoteknologi LIPI Bandung yang telah memberikan dan kemudahan kepada penulis dalam pelaksanaan penelitian

7. Muhamad Zamzami Mutaqien yang senantiasa mendukung, memberikan semangat dan juga doa kepada penulis

8. Rekan satu tim penelitian, Ratna Agustiningsih dan Nur Fitriah Rachmi atas bantuan dan kerjasamanya.

9. Seluruh rekan Kimia C 2009 atas pertemanan dan rasa persaudaraan yang menyenangkan.

10.Kepada semua pihak yang telah membantu penyelesaian skripsi yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.

Bandung, Januari 2014

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... iii

UCAPAN TERIMA KASIH ... iv

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR LAMPIRAN ... xi

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang Masalah ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 3

1.3 Batasan Masalah ... 3

1.4 Tujuan Penelitian ... 3

1.5 Manfaat Penelitian ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1 Batubara ... 5

2.1.2 Jenis Batubara ... 6

2.1.2 Sifat Batubara ... 8

2.1.3 Pemanfaatan Batubara Muda ... 9

2.2 Karakterisasi ... 9

2.2.1 Analisis Proksimat ... 9

2.2.1.1 Kandungan Air (Moisture Content) ... 10

2.2.1.2 Kandungan Abu (Ash Content) ... 11

2.2.1.3 Volatile Matter ... 12

2.2.1.4 Kandungan Fixed Carbon ... 13

2.2.2 Analisis Ultimat ... 13

2.2.3 Titrasi BOEHM ... 13

2.2.4 Bilangan Iodin ... 14

2.2.5 Isoterm Adsorpsi BET ... 14

2.2.6 Spektrofotometri UV-Vis ... 16

Ghea Gristannia Grandistin, 2014

Karakterisasi Dan Uji Adsorpsi Batubara Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida Menggunakan Metode Kontinyu Terhadap Metilen Biru

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

2.2.8 Scanning Electron Microscopy (SEM) ... 20

2.3 Adsorpsi ... 22

2.3.1 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Adsorpsi ... 23

2.4 Adsorben ... 25

2.5 Metilen Biru ... 27

BAB III METODE PENELITIAN ... 29

3.1 Tempat Penelitian ... 29

3.2 Alat dan Bahan ... 29

3.2.1 Alat ... 29

3.2.2 Bahan ... 29

3.3 Desain Penelitian ... 29

3.4 Prosedur Penelitian ... 31

3.4.1 Preparasi Batubara Muda... 31

3.4.2 Preparasi Batubara Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida ... 31

3.4.3 Preparasi Larutan Limbah Metilen Biru ... 31

3.4.4 Uji Karakterisasi ... 32

3.4.4.1 Analisis Proksimat ... 32

3.4.4.2 Analisis Titrasi BOEHM ... 33

3.4.4.3 Analisis Bilangan Iodin ... 33

3.4.5 Studi Adsorpsi ... 33

3.4.5.1 Uji Kapasitas Adsorpsi Batubara Muda Tanpa Modifikasi ... 34

3.4.5.2 Uji Kapasitas Adsorpsi Batubara Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida ... 34

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 35

4.1 Preparasi Batubara Muda ... 35

4.2 Preparasi Batubara Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida ... 36

4.3 Analisis Titrasi BOEHM ... 38

4.4 Analisis Luas Permukaan ... 40

4.4.2 Isoterm Adsorpsi BET ... 42

4.5 Analisis FTIR ... 43

4.6 Analisis SEM ... 46

4.7 Uji Kapasitas Adsorpsi Batubara Muda Tanpa Modifikasi Hidrogen Peroksida ... 47

4.8 Uji Kapasitas Adsorpsi Batubara Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida ... 48

4.9 Oksidasi Batubara Muda Menggunakan Hidrogen Peroksida ... 49

4.10 Mekanisme Adsorpsi ... 51

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 52

5.1 Kesimpulan ... 52

5.2 Saran ... 52

DAFTAR PUSTAKA ... 53

LAMPIRAN ... 57

Ghea Gristannia Grandistin, 2014

Karakterisasi Dan Uji Adsorpsi Batubara Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida Menggunakan Metode Kontinyu Terhadap Metilen Biru

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Proses Pembentukan Batubara ... 6

Gambar 2.2 Struktur Batubara Berdasarkan Peringkatnya ... 6

Gambar 2.3 Instrumen TGA ... 10

Gambar 2.4 Pendekatan Isoterm Adsorpsi BET ... 15

Gambar 2.5 Diagram Skematis Spektrofotometri UV-Vis ... 17

Gambar 2.6 Diagram Spektrofotometer FTIR ... 20

Gambar 2.7 Interferometer FTIR Shimadzu... 20

Gambar 2.8 Ilustrasi Proses Adsorpsi... 23

Gambar 2.9 Struktur Metilen Biru ... 28

Gambar 3.1 Tahapan Secara Umum Penelitian ... 30

Gambar 3.2 Set Alat ... 34

Gambar 4.1 Batubara Muda Daerah Kalimantan ... 35

Gambar 4.2 Batubara Muda Ditambahkan Larutan H2O2 5% dan 10% ... 37

Gambar 4.3 Batubara Muda Modifikasi (a) H2O2 5% (b) H2O2 10% ... 37

Gambar 4.4 Filtrat Batubara Muda Modifikasi (a) H2O2 5% (b) H2O2 10%... 37

Gambar 4.5 Hasil Pelarutan (a) Batubara Muda (b) Batubara Muda Modifikasi Menggunakan Larutan Secara Berturut-turut NaOH, Na2CO3, NaHCO3, dan HCl ... 39

Gambar 4.6 Gabungan Spektra FTIR Batubara Muda dan Batubara Muda Modifikasi... 44

Gambar 4.7 Spektra FTIR Sebelum dan Sesudah Adsorpsi (a) Batubara Muda (b) Batubara Muda Modifikasi ... 45

Gambar 4.8 Foto SEM pada (a) Batubara Muda (b) Batubara Muda Modifikasi H2O2 10% ... 46

Gambar 4.9 Hasil Adsorpsi Metilen Biru Menggunakan Batubara Muda dengan Variabel Massa dan Ukuran Partikel (a) 3 gram 250-297 µm (b) 5 gram 250-297 µm (c) 3 gram 125-250 µm ... 47

Gambar 4.10 Grafik (a) Batubara Muda Ukuran Partikel 250-297 µm 3 gram (b)

Muda Ukuran Partikel 125-250 µm 3 gram (d) Batubara Muda Ukuran Partikel 125-250 µm 5 gram ... 48

Gambar 4.11 Hasil Adsorpsi Batubara Muda Modifikasi (a) H2O2 5% (b) H2O2

10% ... 49

Gambar 4.12 Grafik Hasil Adsorpsi Batubara Muda Modifikasi (a) H2O2 5% (b)

H2O2 10% ... 49 Gambar 4.13 Skema Diagram Mekanisme Reaksi pada Batubara Muda... 50

Ghea Gristannia Grandistin, 2014

Karakterisasi Dan Uji Adsorpsi Batubara Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida Menggunakan Metode Kontinyu Terhadap Metilen Biru

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tabel Komposisi Unsur dari Kelas Batubara ... 8

Tabel 2.2 Hubungan Warna dan Panjang Gelombang ... 18

Tabel 2.3 Perbedaan Adsorpsi Kimia dan Fisika ... 23

Tabel 4.1 Hasil Analisa Proksimat dan Ultimat Batubara Muda ... 35

Tabel 4.2 Hasil Analisa Proksimat dan Ultimat Batubara Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida ... 38

Tabel 4.3 Hasil Analisis Titrasi BOEHM... 39

Tabel 4.4 Bilangan Iodin Batubara Muda dan Batubara Muda Modifikasi H2O2 10%... 42

Tabel 4.5 Hasil Pengujian BET Batubara Muda dan Batubara Muda Modifikasi H2O2 10% ... 43

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Perhitungan Pembuatan Larutan ... 57 Lampiran 2. Kurva Kalibrasi Metilen Biru ... 63 Lampiran 3. Tabel Perhitungan Kapasitas Adsorpsi Batubara Muda dan Batubara

Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida ... 64

Lampiran 4. Tabel Perhitungan Karakterisasi Batubara Muda dan Batubara Muda

Ghea Gristannia Grandistin, 2014

Karakterisasi Dan Uji Adsorpsi Batubara Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida Menggunakan Metode Kontinyu Terhadap Metilen Biru

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu BAB I

PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah

Batubara muda memiliki kelembaban tinggi yaitu 30%-50% (Sani dan Dwi, 2010) sehingga energi yang diperlukan dalam proses pembakaran batubara muda sangat tinggi. Bila terdapat lapisan batubara muda dalam penambangan batubara, maka penambang hanya mengambil lapisan yang berkualitas tinggi, sedangkan batubara muda akan disingkirkan atau ditimbun kembali di lokasi tambang (Tirasonjaya, 2002). Ardhika melaporkan konsumsi batubara di dunia diperkirakan akan terus menerus meningkat dari waktu ke waktu terutama di kawasan Asia. Cadangan batubara muda terhitung sekitar 48% dari total cadangan batubara di dunia, sementara itu di Asia cadangan batubara muda mencapai 30%, sedangkan di Indonesia mencapai 60% dari total cadangan batubara. Dengan demikian, di masa yang akan datang akan ada sejumlah besar cadangan batubara muda yang tidak termanfaatkan (Ardhika, 2006). Terdapatnya cadangan batubara muda yang cukup melimpah dan tidak potensial sebagai bahan bakar mendorong berbagai aplikasi alternatif dari batubara muda, misalnya sebagai material adsorben.

Dalam proses adsorpsi, karbon aktif merupakan material paling populer dan banyak digunakan sebagai adsorben dalam pengolahan air limbah. Tetapi harga dan biaya regenerasi karbon aktif yang relatif besar membatasi aplikasinya dalam pengolahan air limbah. Beberapa kelemahan dari karbon aktif ini mendorong banyaknya penelitian mengenai pemanfaatan batubara muda sebagai material adsorben alternatif pengganti karbon aktif (Bailey et al., 1999).

Pemanfaatan adsorben murah untuk pengolahan limbah cair sangat membantu sebagai sarana pengolahan air limbah yang sederhana, efektif, dan ekonomis (Zahra, 2012). Salah satu adsorben murah yang telah banyak diteliti adalah batubara muda (Yuliani, 2012 dan Butler et al., 2007). Batubara muda dipilih karena batubara muda memiliki beberapa kemiripan karakteristik dengan karbon aktif, yaitu porositas tinggi dan sifat pertukaran kation alami (Butler et al., 2007 dan Jian-rain, et al.,2004). Struktur pada batubara muda menunjukkan

2

bahwa batubara muda merupakan senyawa anionik sehingga batubara muda akan lebih efektif pemanfaatannya sebagai material adsorben untuk menyerap zat warna yang bersifat kationik.

Berdasarkan penelitian sebelumnya dinyatakan bahwa batubara muda asal Victoria Australia mempunyai luas permukaan yang relatif besar dan dapat mengadsorpsi zat warna, organik, dan fosfor sehingga dapat dijadikan sebagai adsorben yang baik (Yuliani, 2012). Batubara muda pada penelitian tersebut adalah batubara muda mentah tanpa perlakuan ataupun tanpa aktivasi lainnya. Namun kapasitas adsorpsinya masih di bawah karbon aktif.

Verheyen membandingkan daya adsorpsi batubara muda dengan karbon aktif komersial, dilaporkan bahwa batubara muda memiliki bilangan iodin 890 mg/g sedangkan karbon aktif memiliki bilangan iodin 1050 mg/g (Verheyen, 1991). Ini menunjukkan bahwa daya adsorpsi batubara muda kurang, oleh karena itu diperlukan suatu perlakuan untuk meningkatkan adsorpsi dari batubara muda.

Dari beberapa literatur, dilaporkan bahwa sisi aktif dari batu bara muda adalah gugus karboksilat yang dapat mengalami reaksi pertukaran kation dengan adsorbat (Yuliani, 2012 dan Mae, et al., 2006). Oleh sebab itu, penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kadar karboksilat (C=O) pada batu bara muda yaitu dengan cara mereaksikan dengan hidrogen peroksida sebagai oksidator kuat.

Peningkatan kapasitas adsorpsi batubara muda melalui pengayaan kadar oksigen dengan menggunakan hidrogen peroksida telah dilakukan melalui metode batch test dengan cara pengadukan menggunakan beberapa variabel waktu dan massa adsorben. Oksidasi menggunakan H2O2 pada batubara muda dapat

meningkatkan kadar senyawa oksigen dan meningkatkan kapasitas adsorpsi pada batubara muda. Kapasitas maksimum pada batubara muda meningkat setelah di modifikasi dari 51,81 mg/g menjadi sebesar 103,09 mg/g. Hal ini memperlihatkan bahwa adanya peningkatan porositas pada permukaan batubara muda hasil modifikasi (Novyana, 2012).

Pada penelitian ini akan digunakan batubara muda asal Kalimantan yang termodifikasi hidrogen peroksida. Melalui modifikasi dengan hidrogen peroksida sebagai oksidator kuat diharapkan mampu meningkatkan kadar karboksilat (C=O)

3

Ghea Gristannia Grandistin, 2014

Karakterisasi Dan Uji Adsorpsi Batubara Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida Menggunakan Metode Kontinyu Terhadap Metilen Biru

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

pada batubara muda dan dapat diaplikasikan sebagai material adsorben pada proses adsorpsi menggunakan metode kontinyu.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian yang telah dikemukakan di atas, maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah:

1. Bagaimana karakter batubara muda dan batubara muda hasil modifikasi menggunakan hidrogen peroksida ?

2. Bagaimana kinerja batubara muda dan batubara muda hasil modifikasi menggunakan hidrogen peroksida dalam proses adsorpsi menggunakan metode kontinyu ?

1.3 Pembatasan Masalah

Berdasarkan uraian yang telah dikemukakan di atas, maka pembatasan masalah dalam penelitian ini adalah:

1. Mengkarakterisasi batubara muda dan batubara muda hasil modifikasi menggunakan hidrogen peroksida melalui analisis proksimat, analisis ultimat, analisis titrasi BOEHM, analisis luas permukaan, analisis FTIR, dan analisis SEM.

2. Menganalisis kinerja batubara muda dan batubara muda hasil modifikasi menggunakan hidrogen peroksida dalam proses adsorpsi menggunakan metode kontinyu dengan variabel massa dan ukuran partikel.

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Mengetahui karakter batubara muda dan batubara muda hasil modifikasi menggunakan hidrogen peroksida.

2. Mengetahui kinerja batubara muda dan batubara muda hasil modifikasi menggunakan hidrogen peroksida dalam proses adsorpsi menggunakan metode kontinyu.

4

1.5 Manfaat Penelitian

Melalui penelitian ini diharapkan batubara muda asal Kalimantan hasil karakterisasi dan modifikasi menggunakan hidrogen peroksida berkesesuaian dengan kapasitas adsorpsi yang dihasilkan dan menjadi suatu inovasi dalam pembuatan material adsorben yang setara dengan karbon aktif. Karena harga batubara muda berada jauh di bawah karbon aktif dimana harga karbon aktif untuk 1kg sebesar Rp.230.000,- sedangkan harga batubara muda saat ini yaitu Rp.22.000,-/ton dengan biaya kirim Rp.70.000,- hingga Rp.100.000,-(AMR), diharapkan batubara muda mampu menjadi material adsorben alternatif yang murah dan mudah didapat bagi pengolahan limbah cair.

Ghea Gristannia Grandistin, 2014

Karakterisasi Dan Uji Adsorpsi Batubara Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida Menggunakan Metode Kontinyu Terhadap Metilen Biru

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu BAB III

METODE PENELITIAN 3.1 Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium kimia mineral / laboratorium geoteknologi, analisis proksimat dilakukan di laboratorium instrumen Pusat Penelitian Geoteknologi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), karakterisasi UV-Vis dan analisis total sulfur dilakukan di laboratorium instrumen Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI). Karakterisasi FTIR dilakukan di laboratorium Kimia Instrumen, Jurusan Pendidikan Kimia, FPMIPA Universitas Pendidikan Indonesia. Analisis unsur C, H, dan N, karakterisasi SEM, analisis luas permukaan dilakukan di laboratorium pengujian tekMIRA Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral dan Batubara (tekMIRA).

3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat

Alat-alat yang digunakan adalah : alat-alat gelas, neraca analitik, magnetic stirrer yang dilengkapi dengan pemanas, shaker bath, lumpang alu, crusher, kolom packed-bed, dan alat-alat analisis berupa FTIR Shimadzu 8400, spektrofotometer UV-Vis Shimadzu 1700, SEM, BET surface area, dan instrument untuk analisis unsur C, H, O, N, dan S.

3.2.2 Bahan

Bahan-bahan yang digunakan adalah : batubara muda asal Kalimantan, H2O2 30%, aquadest, NaOH, HCl, Na2CO3, NaHCO3, Na2S2O3, I2, KI, Metilen

biru, kertas saring Whatmann, dan kapas.

3.3 Desain Penelitian

Desain penelitian dilakukan mengikuti alur penelitian seperti ditunjukkan pada Gambar 3.1

30

Gambar 3.1 Tahapan Secara Umum Penelitian  Analisis Proksimat

 Analisis Ultimat

 Analisis BOEHM Titration  Analisis Luas Permukaan  Karakterisasi

menggunakan FTIR dan SEM

Batubara Muda

Perlakuan Tanpa Perlakuan

Batubara Muda Hasil Modifikasi

Larutan

Hasil

Larutan

Hasil Ditambahkan H2O2 dengan

variasi konsentrasi

 Dimasukkan ke

dalam kolom packed-bed yang sebelumnya sudah disumbat dengan kapas.

 Larutan metilen

biru dituangkan ke dalam kolom packed-bed

 Ditampung

(Studi adsorpsi dengan variable massa dan ukuran partikel material adsorben)

 Dimasukkan ke

dalam kolom packed-bed yang sebelumnya sudah disumbat dengan kapas.

 Larutan metilen

biru dituangkan ke dalam kolom packed-bed

 Ditampung

(Studi adsorpsi dengan variable massa dan ukuran partikel material adsorben)

Dianalisis dengan

spektrofotometer UV-Vis

Dianalisis dengan

31

Ghea Gristannia Grandistin, 2014

Karakterisasi Dan Uji Adsorpsi Batubara Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida Menggunakan Metode Kontinyu Terhadap Metilen Biru

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 3.4 Prosedur Penelitian

3.4.1 Preparasi Batubara Muda

Sampel batubara muda asal Kalimantan dihaluskan terlebih dahulu secara kasar kemudian dikeringkan dengan cara diangin-angin ± selama 1 minggu. Setelah kering batubara dihaluskan menggunakan crusher kemudian disaring sehingga mendapatkan ukuran partikel sebesar 250-297 µm dan 125-250 µm. Kemudian dilakukan analisis proksimat menggunakan instrumen TGA 701, analisis BOEHM Titration, analisis luas permukaan, analisis unsur C, H, O ,N, dan S, dan karakterisasi mengunakan FTIR dan SEM.

3.4.2 Preparasi Batubara Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida

Larutan H2O2 dengan konsentrasi 30% diencerkan ke dalam dua

konsentrasi yaitu sebesar 5% dan 10%.

Seberat 10 gram batubara muda ditimbang kamudian dimasukkan ke dalam gelas kimia berukuran 250 mL. Lalu ke dalam gelas kimia ditambahkan larutan H2O2 dengan masing-masing konsentrasi yang telah dibuat tadi kemudian

diaduk menggunakan magnetic stirrer tanpa proses pemanasan hanya diaduk saja hingga homogen. Proses pengadukan diakukan selama ± ½ jam. Setelah proses pengadukan selesai campuran disaring menggunakan kertas saring Whatmann berukuran 42 dan diambil residunya lalu dikeringkan cukup dengan cara diangin-angin saja.

Kemudian dilakukan analisis BOEHM Titration, analisis luas permukaan, analisis unsur C, H, O ,N, dan S, uji nilai kalori, dan karakterisasi mengunakan FTIR dan SEM.

3.4.3 Preparasi Larutan Metilen Biru

Contoh larutan limbah model yang digunakan adalah larutan metilen biru. Larutan induk disiapkan dengan konsentrasi 2000 ppm. Untuk menentukan panjang gelombang maksimum dan membuat kurva kalibrasi disiapkan deret larutan standar dengan konsentrasi 0.5 ppm, 1 ppm, 1.5 ppm, 2 ppm, dan 2.5 ppm. Penentuan panjang gelombang maksimum dilakukan pada rentang panjang gelombang 400-700 nm (jarak rentang 1 nm). Panjang gelombang maksimum metilen biru pada analisis ini berada pada 664 nm.

32

3.4.4 Uji Karakterisasi 3.4.4.1 Analisis Proksimat

Analisis proksimat menggunakan instrumen TGA ini digunakan untuk diantaranya analisis kandungan lengas total (total moisture), analisis lengas bawaan (moisture inherent), analisis kandungan abu, penentuan volatile matter, penentuan karbon tertambat (fixed carbon) dalam satu waktu dengan kata lain analisis proksimat dengan menggunakan instrumentasi ini adalah analisis proksimat secara otomatis tidak manual.

Pastikan instrument TGA siap untuk menganalisis sampel. Pada menu utama klik F5 analyzer pada toolbar (jika sebelumnya data sampel belum dimasukkan, maka akan ditampilkan menu sample login. Furnace akan segera membuka, tempatkan sejumlah crucible kosong yang akan digunakan untuk analisa pada lubang–lubang carousel, ditambah satu crucible kosong (sebagai referensi) pada posisi home yang bertanda lubang kecil. Tekan tombol actuator (pada panel depan analyzer), furnace akan menutup dan sistem akan menginisialisasi dan menimbang semua crucible. Setelah selesai, furnace akan membuka kembali dan carousel akan menuju ke posisi crucible yang pertama, sistem siap menimbang sampel. Masukkan sampel sebanyak 1 scope ke dalam crucible pertama, tepat didepan instrumen (1 scope = ±1 gram). Tekan tombol actuator, carousel akan berputar dan berhenti pada posisi crucible berikutnya. Setelah pengisian crucible yang terakhir, penekanan tombol actuator akan memulai analisis secara otomatis

Catatan :

Untuk step volatile analysis diperlukan crucible cover, jika sudah sampai pada step ini maka cover akan membuka dan mempersilahkan operator memasang crucible cover. Memasang crucible atau cover selalu menggunakan crucible tong. Begitu pula jika step ini selesai maka operator harus mengambil crucible cover. Gunakan sarung tangan yang disertakan untuk menghindari panas atau kontak dengan furnace. Setelah proses analisis selesai pastikan alat dimatikan dan semua regulator gas yang telah digunakan tertutup kembali.

33

Ghea Gristannia Grandistin, 2014

Karakterisasi Dan Uji Adsorpsi Batubara Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida Menggunakan Metode Kontinyu Terhadap Metilen Biru

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 3.4.4.2 Analisis Titrasi BOEHM

Pertama-tama 1,5 gram sampel batubara muda dengan ukuran 125-250 µm baik batubara tanpa perlakuan dan batubara muda dengan perlakuan ditimbang dan dicampur dengan 50 mL larutan NaOH, Na2CO3, dan NaHCO3 dengan

molaritas masing-masing 0,05 M untuk analisa reaksi basa dan 50 mL larutan HCl 0,05 M untuk reaksi asam. Setelah itu campuran ditempatkan ke dalam shaker bath dengan suhu kamar dan diaduk ± 5 jam dengan kecepatan pengadukan 200 rpm, kemudian disaring untuk memisahkan padatan batubara muda. Untuk analisa basa 10 mL dari filtrat NaOH dan NaHCO3 diambil dan ditambahkan 20 mL

larutan HCl 0,05 M sedangkan untuk filtrat Na2CO3 diambil 10 mL dan dilakukan

penambahan larutan HCl 0,05 M sebanyak 30 mL setelah itu tambahkan 2-3 tetes inidikator PP. Kemudian masing-masing campuran dititrasi balik menggunakan NaOH 0,05 M. Untuk reaksi asam 10 mL filtrat HCl diambil dan ditambahkan 20 mL larutan NaOH 0,05 M dan 2-3 tetes indikator metil merah. Kemudian campuran dititrasi balik menggunakan larutan HCl 0,05 M.

3.4.4.3 Analisis Iodine Number

Sample batubara muda dengan ukuran 125-250 µ m ditimbang seberat ± 3 gram kemudian tempatkan sampel ke dalam labu Erlenmeyer bertutup kaca. Kemudian tambahkan 10 mL larutan HCl 5% aduk sampai basah, setelah basah panaskan sampai mendidih dan biarkan sampai 30 detik. Dinginkan setelah itu tambahkan 50 mL larutan iodine, tutup kembali kemudian aduk cepat selama 30 menit. Larutan yang telah diaduk kemudian didekantasi selama 1 jam menggunakan sentrifugal. Setelah itu, pipet larutan sebanyak 10 mL kemudian titrasi menggunakan Na2S2O3 sampai berwarna kuning pucat lalu tambahkan 3

tetes larutan amilum dan titrasi kembali sampai warna biru hilang.

3.4.5 Studi Adsorpsi

Studi adsorpsi yang dilakukan pada penelitian ini hanya mempelajari variabel yang mempengaruhi kinerja adsorpsi yaitu ukuran partikel dan massa material adsorben.

34

3.4.5.1 Uji Kapasitas Adsorpsi Batubara Muda Tanpa Modifikasi

Dari larutan induk yang sebelumnya sudah disiapkan dengan konsentrasi 2000 ppm diencerkan ke dalam satu konsentrasi yang berbeda yaitu sebesar 800 ppm. Sample batubara muda tanpa perlakuan dengan ukuran 250-297 µm ditimbang seberat 5 gram dan sample batubara muda tanpa perlakuan dengan ukuran sebesar 125-250 µm ditimbang seberat 3 gram dan 5 gram. Kemudian batubara muda yang sudah ditimbang tersebut dimasukan ke dalam kolom packed-bed dengan susunan dari atas ke bawah (kapas, batubara muda, kapas). Setelah itu sebanyak 500 mL larutan metilen biru dialirkan. Effluent yang keluar kemudian ditampung ke dalam botol tampung setiap 15 menit sekali kemudian dianalisis menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 664.

3.4.5.2 Uji Kapasitas Adsorpsi Batubara Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida

Dari larutan induk yang sebelumnya sudah disiapkan dengan konsentrasi 2000 ppm diencerkan ke dalam satu konsentrasi yang berbeda yaitu sebesar 800 ppm. Sample batubara muda dengan perlakuan dengan ukuran 125-250 µm ditimbang seberat 5 gram. Kemudian batubara muda yang sudah ditimbang tersebut dimasukan ke dalam kolom packed-bed dengan susunan dari atas ke bawah (kapas, batubara muda, kapas). Setelah itu sebanyak 500 mL larutan metilen biru dialirkan. Effluent yang keluar kemudian ditampung ke dalam botol tampung setiap 15 menit sekali kemudian dianalisis menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 664.

Ghea Gristannia Grandistin, 2014

Karakterisasi Dan Uji Adsorpsi Batubara Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida Menggunakan Metode Kontinyu Terhadap Metilen Biru

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang sudah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa :

1. Oksidasi menggunakan hidrogen peroksida pada batubara muda dapat meningkatkan kadar oksigen dan meningkatkan kapasitas adsorpsi pada batubara muda. Hal ini diperlihatkan pada hasil analisis ultimat nilai kadar oksigen pada batubara muda dan batubara muda termodifikasi hidrogen peroksida bertambah dari 38,58 % menjadi 41,01 %. Hal ini dibuktikan pula dari FTIR dengan adanya penambahan intensitas pada 1705 cm -1 yang merupakan serapan gugus C=O (karboksilat).

2. Hasil karakterisasi menunjukkan mekanisme proses adsorpsi batubara muda dan batubara muda termodifikasi hidrogen peroksida menggunakan metode kontinyu terhadap metilen biru belum secara signifikan mengarah kepada mekanisme secara fisika ataupun kimia. Analisis luas permukaan menggunakan metode bilangan iodin menunjukkan adanya sedikit penururnan dan analisis luas permukaan menggunakan metode BET menunjukkan adanya peningkatan luas permukaan. Diduga mekanisme pada proses adsorpsi berlangsung secara fisika ditunjukkan melalui peningkatan luas permukaan dan kimia melalui pertukaran kation.

3. Kapasitas maksimum pada batubara muda meningkat setelah dimodifikasi dari 48,59 mg/g menjadi 91,11 mg/g.

5.2 Saran

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, maka penulis dapat memberikan saran untuk menambah beberapa variabel yaitu laju alir dan pH larutan metilen biru pada proses adsorpsi menggunakan metode kontinyu.

DAFTAR PUSTAKA

Abdullah, M., Kahirurrijal. (2009). Karakterisasi Nanomaterial. Jurnal Nanosains dan Nanoteknologi : (2) 28-2008.

AMR. (2005). Batubara Muda Kini Menjadi Energi Alternatif. [Online]. Tersedia : http://www.energi.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1112484632 [30 Oktober 2012].

Ardhika. (2006). Daur Ulang Minyak Pelumas Bekas Menggunakan Batubara Sebagai Adsorben. UPN Veteran Jawa Timur

Arnas. (2008). Kapasitas Penyerapan CO2 Pada Karbon Aktif yang Berasal Dari Batubara Sumatera Selatan Dengan Tekanan Maksimum 2,3 Bar. Skripsi. Depok : Departemen Teknik Mesin FTUI.

Atkins. (1999). Kimia Fisika. Jakarta :Erlangga.

Bailey, S.E., Olin, T.J., Bricka, M., Adrian, D.D., (1999). A review of potentially low-cost sorbents for heavy metals. Water Res. 33, 2469–2479.

Butler, C. J., Green, A. M. & Chaffee, A. L. (2007). Remediation of mechanical thermal expression product waters using raw Latrobe Valey brown coals as adsorbents. Fuel, 1130-1138.

Corinne, C.D., and Christopher J.L. (1996). Lignite : A Novel Mterial For Low-Cost Removal And Disposal Of Heavy Metals And Radionuclides From Waste Water. Energei4 Vol. 7, No. 2.

Fessenden dan Fessenden. (1992). Kimia Organik Jilid I Edisi Ketiga. Jakarta : Erlangga.

Havelcova, M., Mizera, J., Sykorova, I. & Pekar, M. (2009). Sorption of metal ions on lignite and the derived humic substances. Journal of Hazardous Materials, 559-564.

Hendra, R. (2008). Pembuatan Karbon Aktif Berbahan Dasar Batubara Indonesia Dengan Metode Aktivasi Fisika dan Karakteristiknya. Skripsi. Depok : Departemen Teknik Mesin FTUI.

Janos, P., Hula, V. & Bradnova, P. (2009). Reduction and immobilization of hexavalent chromium with coal- and humate-based sorbents. Chemosphere, 732-738.

Jian-rain, S., Li-qing, Y., Han-wen, S. (2004). Progress about heavy metal treatment technology. Journal of Heibei University. 24 (4) 438–443.

54

Ghea Gristannia Grandistin, 2014

Karakterisasi Dan Uji Adsorpsi Batubara Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida Menggunakan Metode Kontinyu Terhadap Metilen Biru

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Krystianti, K. (2008). Adsorpsi Merkuri (II) Oleh Biomassa Eceng Gondok (Echornia carssipes) Yang Diimobilisasi Pada Matriks Polisilikat Menggunakan Metode Kolom. Skripsi. Malang : Fakultas Sains dan Teknologi UINM.

Kusuma, E.D. (2002). Kajian Kinetika Adsorpsi Pada Tanah Pertanian Kaolit Sukamandi Jawa Barat. FMIPA, Yogyakarta.

Mae, Kazuhiro, Taisuke Man, Jun Araki, and Kouchi Mura. (2006). Solubilization of an Australian Brown Coal Oxidized With Hydrogen Peroxide Inconventionally Used Solvent at Room Temperature. Japan : Department Of Chemical Engineering Kyoto University.

Mahajan, OP. (1991). CO2 surface area of coals: the 25-year paradox. Carbon.

29, (6), 735-742.

Marsh, H., (2001). Activated Carbon Compendium. Elsevier Science, Amsterdam. Mohan, S. V., Rao, N. C. and Karthikeyan, J. 2002. Adsorptive removal of direct

azo dye from aqueous phase onto coal based sorbents: a kinetic and mechanistic study. Journal of Hazardous Materials, 189-204.

Moret, A and J. Rubio. (2005). Sulphate Ion Uptake By Chitin-Based Shrimp Waste Shell, Departamento de Engenharia de Minas-Laboratory de Technologia Minerale Ambiental-Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Av. Osvaldo Aramha 99/512. [Online]. [Tersedia : http://www.lapes.ufrgs.br/Laboratory/itm.html]. [11 Januari 2013] Mudzakir, A. (2011). Penuntun Kimia Analitik Instrumen. Bandung : Jurusan

Pendidikan Kimia FPMIPA UPI.

Mulja, M. dan Suharman. (1995). Analisis Instrumental, Airlangga University Press, Surabaya.

Novyana, I. (2012). Peningkatan kapasitas adsorpsi batubara muda melalui pengayaan kadar oksigen dengan menggunakan hidrogen peroksida. Skripsi Sarjana pada FPMIPA UPI Bandung : tidak diterbitkan.

Palupi, E. (2006). Degradasi Methylene Blue Dengan Metode Fotokatalisis Dan Fotoelektrokatalisis Menggunakan Film TiO2. Bogor : Departemen Fisika IPB.

Purnamasari, Y. (2000).Pembuatan Briket Dari Batubara Kualitas Rendah Dengan Proses Non Karbonisasi Dengan Menambahkan MgO dan MgCl2, UPN Veteran Jawa Timur.

55

Sani, Hery-Astuti, D. (2010). Kajian Awal Penurunan Kadar Timbal Dan Krom Dengan Menggunakan Batubara Dalam Reaktor Pipa. Makalah Seminar Nasional Teknik Kimia Soebardjo Brotohardjono. ISSN 1978

– 0427.

Sastrohamidjojo. (1992). Spektroskopi. Jakarta : Liberty.

Sawyer C.N. and P.L. McCarty. (1967). Chemistry for Sanitary Engineering (Second Edition). McGraw-Hill Book Company, New York.

Sawyer, C. N and Mc Carty, P.L. (1987). Chemistry for Engineering, 3rd Edition, Mc Graw-Hill Book Company, New York.

Sholehah, A. (2008). Kimia Permukaan I, Bahan Ajar Kimia Fisika. Institut Teknologi Bandung, Bandung.

Sukandarrumidi. (1995). Batubara dan Gambut. Fakultas Teknik UGM : Yogyakarta.

Tirasonjaya, F. (2002). Batubara Muda Untuk Pembangkit Listrik. [Online]. [Tersedia : http://ilmubatubara.wordpress.com/2002/08/18/batubara-muda-untuk-pembangkit-listrik/]. [16 Februari 2012]

Tong, K. S., Azra, A., and Jain Noordin, M. (2012). Isotherm and Kinetics Studies on the Removal of Methylene Blue from Aqueous Solution by Gambir. Intermational Journal of Enviromental Science and Development, Vol. 3, No. 3.

Van Krevelen D.W., (1971). Coal. Elsevier Science Publisher B.V., Amsterdam Verheyen, T.V. (1991). The Production of High Quality Activated Carbon from

Victorian Brown Coal. Energia. 2, (3).

Wang, Haihui, Bogdan Z. Dlugogorski and Eric Kennedy. (2003). Coal oxidation at low temperatures : oxygen consumption, oxidation products, reaction mechanism and kinetic modeling. Progress in Energy and Combustion Science, 29, 487-513.

World Coal Institute. (2005). Coal-Power For Progress. [Online]. [Tersedia : www.worldcoal.org]. [20 Februari 2012]

Yuliani, G., Ying Qi, Andrew F.A. Hoadley, Alan L. Chaffee, and Gil Garnier. (2012). Lignite clean up of magnesium bisulphate pulp mill effluent as a proxy for aqueous discharge from a lingo-cellulosic biorefinery. SciVers Science Direct, Biomass and Bioenergy. 2012, 38, 411-418.

56

Ghea Gristannia Grandistin, 2014

Karakterisasi Dan Uji Adsorpsi Batubara Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida Menggunakan Metode Kontinyu Terhadap Metilen Biru

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Zahra, N. (2012). Lead Removal from Water by Low Cost Adsorbents: A Review. Pak. J. Anal. Environ. Chem. 13, (1), 01-08.

34

3.4.5.1 Uji Kapasitas Adsorpsi Batubara Muda Tanpa Modifikasi

Dari larutan induk yang sebelumnya sudah disiapkan dengan konsentrasi 2000 ppm diencerkan ke dalam satu konsentrasi yang berbeda yaitu sebesar 800 ppm. Sample batubara muda tanpa perlakuan dengan ukuran 250-297 µm ditimbang seberat 5 gram dan sample batubara muda tanpa perlakuan dengan ukuran sebesar 125-250 µm ditimbang seberat 3 gram dan 5 gram. Kemudian batubara muda yang sudah ditimbang tersebut dimasukan ke dalam kolom

packed-bed dengan susunan dari atas ke bawah (kapas, batubara muda, kapas).

Setelah itu sebanyak 500 mL larutan metilen biru dialirkan. Effluent yang keluar kemudian ditampung ke dalam botol tampung setiap 15 menit sekali kemudian dianalisis menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 664.

3.4.5.2 Uji Kapasitas Adsorpsi Batubara Muda Termodifikasi Hidrogen Peroksida

Dari larutan induk yang sebelumnya sudah disiapkan dengan konsentrasi 2000 ppm diencerkan ke dalam satu konsentrasi yang berbeda yaitu sebesar 800 ppm. Sample batubara muda dengan perlakuan dengan ukuran 125-250 µm ditimbang seberat 5 gram. Kemudian batubara muda yang sudah ditimbang tersebut dimasukan ke dalam kolom packed-bed dengan susunan dari atas ke bawah (kapas, batubara muda, kapas). Setelah itu sebanyak 500 mL larutan metilen biru dialirkan. Effluent yang keluar kemudian ditampung ke dalam botol

tampung setiap 15 menit sekali kemudian dianalisis menggunakan

spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 664.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang sudah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa :

1. Oksidasi menggunakan hidrogen peroksida pada batubara muda dapat meningkatkan kadar oksigen dan meningkatkan kapasitas adsorpsi pada batubara muda. Hal ini diperlihatkan pada hasil analisis ultimat nilai kadar oksigen pada batubara muda dan batubara muda termodifikasi hidrogen peroksida bertambah dari 38,58 % menjadi 41,01 %. Hal ini dibuktikan pula dari FTIR dengan adanya penambahan intensitas pada 1705 cm -1 yang merupakan serapan gugus C=O (karboksilat).

2. Hasil karakterisasi menunjukkan mekanisme proses adsorpsi batubara muda dan batubara muda termodifikasi hidrogen peroksida menggunakan metode kontinyu terhadap metilen biru belum secara signifikan mengarah kepada mekanisme secara fisika ataupun kimia. Analisis luas permukaan menggunakan metode bilangan iodin menunjukkan adanya sedikit penururnan dan analisis luas permukaan menggunakan metode BET menunjukkan adanya peningkatan luas permukaan. Diduga mekanisme pada proses adsorpsi berlangsung secara fisika ditunjukkan melalui peningkatan luas permukaan dan kimia melalui pertukaran kation.

3. Kapasitas maksimum pada batubara muda meningkat setelah dimodifikasi dari 48,59 mg/g menjadi 91,11 mg/g.

5.2 Saran

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, maka penulis dapat memberikan saran untuk menambah beberapa variabel yaitu laju alir dan pH larutan metilen biru pada proses adsorpsi menggunakan metode kontinyu.

DAFTAR PUSTAKA

Abdullah, M., Kahirurrijal. (2009). Karakterisasi Nanomaterial. Jurnal Nanosains dan Nanoteknologi : (2) 28-2008.

AMR. (2005). Batubara Muda Kini Menjadi Energi Alternatif. [Online]. Tersedia

: http://www.energi.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1112484632

[30 Oktober 2012].

Ardhika. (2006). Daur Ulang Minyak Pelumas Bekas Menggunakan Batubara

Sebagai Adsorben. UPN Veteran Jawa Timur

Arnas. (2008). Kapasitas Penyerapan CO2 Pada Karbon Aktif yang Berasal Dari

Batubara Sumatera Selatan Dengan Tekanan Maksimum 2,3 Bar.

Skripsi. Depok : Departemen Teknik Mesin FTUI. Atkins. (1999). Kimia Fisika. Jakarta :Erlangga.

Bailey, S.E., Olin, T.J., Bricka, M., Adrian, D.D., (1999). A review of potentially

low-cost sorbents for heavy metals. Water Res. 33, 2469–2479.

Butler, C. J., Green, A. M. & Chaffee, A. L. (2007). Remediation of mechanical

thermal expression product waters using raw Latrobe Valey brown coals as adsorbents. Fuel, 1130-1138.

Corinne, C.D., and Christopher J.L. (1996). Lignite : A Novel Mterial For

Low-Cost Removal And Disposal Of Heavy Metals And Radionuclides From Waste Water. Energei4 Vol. 7, No. 2.

Fessenden dan Fessenden. (1992). Kimia Organik Jilid I Edisi Ketiga. Jakarta : Erlangga.

Havelcova, M., Mizera, J., Sykorova, I. & Pekar, M. (2009). Sorption of metal

ions on lignite and the derived humic substances. Journal of

Hazardous Materials, 559-564.

Hendra, R. (2008). Pembuatan Karbon Aktif Berbahan Dasar Batubara

Indonesia Dengan Metode Aktivasi Fisika dan Karakteristiknya.

Skripsi. Depok : Departemen Teknik Mesin FTUI.

Janos, P., Hula, V. & Bradnova, P. (2009). Reduction and immobilization of

hexavalent chromium with coal- and humate-based sorbents.

Chemosphere, 732-738.

Jian-rain, S., Li-qing, Y., Han-wen, S. (2004). Progress about heavy metal

Krystianti, K. (2008). Adsorpsi Merkuri (II) Oleh Biomassa Eceng Gondok

(Echornia carssipes) Yang Diimobilisasi Pada Matriks Polisilikat Menggunakan Metode Kolom. Skripsi. Malang : Fakultas Sains dan

Teknologi UINM.

Kusuma, E.D. (2002). Kajian Kinetika Adsorpsi Pada Tanah Pertanian Kaolit

Sukamandi Jawa Barat. FMIPA, Yogyakarta.

Mae, Kazuhiro, Taisuke Man, Jun Araki, and Kouchi Mura. (2006). Solubilization

of an Australian Brown Coal Oxidized With Hydrogen Peroxide Inconventionally Used Solvent at Room Temperature. Japan :

Department Of Chemical Engineering Kyoto University.

Mahajan, OP. (1991). CO2 surface area of coals: the 25-year paradox. Carbon.

29, (6), 735-742.

Marsh, H., (2001). Activated Carbon Compendium. Elsevier Science, Amsterdam. Mohan, S. V., Rao, N. C. and Karthikeyan, J. 2002. Adsorptive removal of direct

azo dye from aqueous phase onto coal based sorbents: a kinetic and mechanistic study. Journal of Hazardous Materials, 189-204.

Moret, A and J. Rubio. (2005). Sulphate Ion Uptake By Chitin-Based Shrimp

Waste Shell, Departamento de Engenharia de Minas-Laboratory de Technologia Minerale Ambiental-Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Av. Osvaldo Aramha 99/512. [Online]. [Tersedia :

http://www.lapes.ufrgs.br/Laboratory/itm.html]. [11 Januari 2013] Mudzakir, A. (2011). Penuntun Kimia Analitik Instrumen. Bandung : Jurusan

Pendidikan Kimia FPMIPA UPI.

Mulja, M. dan Suharman. (1995). Analisis Instrumental, Airlangga University Press, Surabaya.

Novyana, I. (2012). Peningkatan kapasitas adsorpsi batubara muda melalui

pengayaan kadar oksigen dengan menggunakan hidrogen peroksida.

Skripsi Sarjana pada FPMIPA UPI Bandung : tidak diterbitkan.

Palupi, E. (2006). Degradasi Methylene Blue Dengan Metode Fotokatalisis Dan

Fotoelektrokatalisis Menggunakan Film TiO2. Bogor : Departemen

Fisika IPB.

Purnamasari, Y. (2000).Pembuatan Briket Dari Batubara Kualitas Rendah

Dengan Proses Non Karbonisasi Dengan Menambahkan MgO dan MgCl2, UPN Veteran Jawa Timur.

55

Sani, Hery-Astuti, D. (2010). Kajian Awal Penurunan Kadar Timbal Dan Krom

Dengan Menggunakan Batubara Dalam Reaktor Pipa. Makalah

Seminar Nasional Teknik Kimia Soebardjo Brotohardjono. ISSN 1978

– 0427.

Sastrohamidjojo. (1992). Spektroskopi. Jakarta : Liberty.

Sawyer C.N. and P.L. McCarty. (1967). Chemistry for Sanitary Engineering (Second Edition). McGraw-Hill Book Company, New York.

Sawyer, C. N and Mc Carty, P.L. (1987). Chemistry for Engineering, 3rd Edition, Mc Graw-Hill Book Company, New York.

Sholehah, A. (2008). Kimia Permukaan I, Bahan Ajar Kimia Fisika. Institut Teknologi Bandung, Bandung.

Sukandarrumidi. (1995). Batubara dan Gambut. Fakultas Teknik UGM : Yogyakarta.

Tirasonjaya, F. (2002). Batubara Muda Untuk Pembangkit Listrik. [Online]. [Tersedia : http://ilmubatubara.wordpress.com/2002/08/18/batubara-muda-untuk-pembangkit-listrik/]. [16 Februari 2012]

Tong, K. S., Azra, A., and Jain Noordin, M. (2012). Isotherm and Kinetics Studies

on the Removal of Methylene Blue from Aqueous Solution by Gambir.

Intermational Journal of Enviromental Science and Development, Vol. 3, No. 3.

Van Krevelen D.W., (1971). Coal. Elsevier Science Publisher B.V., Amsterdam Verheyen, T.V. (1991). The Production of High Quality Activated Carbon from

Victorian Brown Coal. Energia. 2, (3).

Wang, Haihui, Bogdan Z. Dlugogorski and Eric Kennedy. (2003). Coal oxidation

at low temperatures : oxygen consumption, oxidation products, reaction mechanism and kinetic modeling. Progress in Energy and

Combustion Science, 29, 487-513.

World Coal Institute. (2005). Coal-Power For Progress. [Online]. [Tersedia : www.worldcoal.org]. [20 Februari 2012]

Yuliani, G., Ying Qi, Andrew F.A. Hoadley, Alan L. Chaffee, and Gil Garnier. (2012). Lignite clean up of magnesium bisulphate pulp mill effluent as

a proxy for aqueous discharge from a lingo-cellulosic biorefinery.

Zahra, N. (2012). Lead Removal from Water by Low Cost Adsorbents: A Review. Pak. J. Anal. Environ. Chem. 13, (1), 01-08.