Sintesis Nanoserat Selulosa Dari Tandan Kosong Sawit (TKS) Dengan Menggunakan Oksidator Tetramethyl Piperidine 1 Oxyl (TEMPO)

SINTESISNANOSERAT SELULOSA DARI TANDAN KOSONG
SAWIT (TKS) DENGAN MENGGUNAKAN
METODE TETRAMETHYL PIPERIDINE
1 OXYL (TEMPO)

SKRIPSI

ILA DWI AGRISTA
140822014

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017

Universitas Sumatera Utara

vii

SINTESIS NANOSERAT SELULOSA DARI TANDAN

KOSONG SAWIT (TKS) DENGAN MENGGUNAKAN
METODE TETRAMETHYL PIPERIDINE
1 OXYL (TEMPO)

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelarSarjana Sains

ILA DWI AGRISTA
140822014

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017

Universitas Sumatera Utara

i


PERSETUJUAN

Judul

Kategori
Nama
NomorIndukMahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas

: Sintesis Nanoserat Selulosa Dari Tandan Kosong
Sawit (TKS) Dengan Menggunakan Oksidator
Tetramethyl Piperidine 1 Oxyl (TEMPO)
: Skripsi
: Ila Dwi Agrista
: 140822014
: Sarjana (S1) Kimia Ekstensi
: Kimia

: Matematika Dan
IlmuPengetahuanAlamUniversitas Sumatera
Utara

Disetujui di
Medan, Juli 2017

KomisiPembimbing

:

Pembimbing 2

Pembimbing 1

Dr. Cut Fatimah Zuhra, M.Si
NIP.1974044051999032001

Saharman Gea, P.hD
NIP. 196881101999031001


Diketahui/Disetujuioleh:
Departemen Kimia FMIPA USU
Ketua,

Dr. Cut Fatimah Zuhra, M.Si
NIP.1974044051999032001

Universitas Sumatera Utara

ii

PERNYATAAN

SINTESIS NANOSERAT SELULOSA DARI TANDAN
KOSONG SAWIT (TKS) DENGAN MENGGUNAKAN
OKSIDATOR TETRAMETHYL PIPERIDINE
1 OXYL (TEMPO)
SKRIPSI


Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan,Juni 2017

ILA DWI AGRISTA
140822014

Universitas Sumatera Utara

iii

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan
baik. Shalawat dan salam penulis sampaikan kepada Nabi Muhammad Rasullullah
SAW yang telah membawa kita menuju jalan kebenaran.
Penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada Ayahanda Hadi Prayitno dan Ibunda Suryani yang telah
memberikan kasih sayang, doa, dan dukungan baik moril maupun materil kepada

penulis sehingga dapat menyelesaikan kuliah dengan baik. Kepada Kakanda
tersayang Friska Sundari A.Md dan Adik tersayang Tri Widodo atas segala
dukungannya kepada penulis selama perkuliahan dan menyelesaikan penelitian.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Dr.Kerista Sebayang, M.S
selaku Dekan FMIPA USU. Bapak Saharman Gea, PhD selaku pembimbing 1 dan
Ibu Dr. Cut Fatimah Zuhra, M.Si selaku pembimbing 2 yang telah banyak
membimbing dan memberi arahan selama penyusunan skripsi ini. Terimakasih
juga kepada Ibu Dr.Helmina Sembiring M.Si dan Kak Sri Rahayu, S.Si selaku
Kepala dan Laboran Laboratorium Kimia Dasar LIDA USU, atas segala bantuan
dan fasilitas yang telah disediakan. Terima kasih kepada Ibu Dr. Cut Fatimah
Zuhra, M.Si dan Ibu Dr. Sovia Lenny, M.Si selaku Ketua Departemen dan
Sekretaris Departemen Kimia S1 FMIPA-USU Medan. Terimakasih juga kepada
Bapak Dr.Firman Sebayang M.S selaku Ketua Prodi Kimia Ekstensi.
Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepadaElysabet Sipayung,
Eva Tarigan, Rika Hariati, Elfrida Syami, Fitra Fauzi, Kiki Ardiansyah, Hotma
Rumahorbo, Rufina, Azlia, Surya, bg Joshua, bg Ari, Rino,Fahmi,Agil, Cahaya,
Anggi, Dela, dan Dinayang telah memberikan kasih sayang dan cinta layaknya
keluarga bagi penulis, serta teman-teman seperjuangan stambuk 2014.
Semoga Allah SWT memberikan berkah-Nya dan membalas segala
kebaikan yang telah diberikan kepada penulis dengan berlipat ganda. Amin Ya

Rabbal ‘Alamin.

Penulis

Universitas Sumatera Utara

iv

SINTESIS NANOSERAT SELULOSA DARI TANDAN
KOSONG SAWIT (TKS) DENGAN MENGGUNAKAN
OKSIDATOR TETRAMETHYL PIPERIDINE
1 OXYL (TEMPO)
ABSTRAK

Pembuatan nanoserat selulosa dari tandan kosong sawit dengan menggunakan
oksidator TEMPO telah dilakukan. Penelitian ini dilakukan dalam 2 tahap, yaitu
proses sintesis α-selulosa dari tandan kosong sawit dan proses pembuatan
nanoserat dari α-selulosa menggunakan oksidator TEMPO. Isolasi α-selulosa dari
Tandan Kosong Sawit dilakukan dengan mendelignifikasi menggunakan HNO3
3,5% dan NaNO2, Selanjutnyaselulosa diendapkan dengan NaOH 17,5% dan

diputihkan dengan H2O2 10% hingga diperoleh α-selulosa. Nanoserat selulosa
disintesis dengan menambahkan NaBr, NaOCl, TEMPO, larutan buffer 10 dan di
stirrer selama 2,5 jam. Spektrum FTIR dari Nanoserat selulosa menunjukkan
adanya puncak vibrasi gugus karbonil C=O pada daerah bilangan gelombang 1743
cm-1. Hasil analisis morfologi menggunakan SEM menunjukkan bahwa
permukaan nanoserat selulosa tampak homogen, lebih teratur dan memiliki poripori lebih besar dari selulosa. Hasil analisis menggunakan TEM menunjukkan
bahwa diameter rata-rata sebesar 31,04 nm.
Kata kunci : selulosa, SEM, FT-IR, TEM, Nanoserat, TEMPO

Universitas Sumatera Utara

v

SYNTHESIS NANOFIBER FROM EMPTY FRUIT BUNCHES
USING AN OXIDANT TETRAMETHYL PIPERIDINE 1 OXYL
(TEMPO)
ABSTRACT
The making nanofiber from empty fruit bunches using an TEMPO has been
carried out. The research was done in two stages in the synthesis process of αcellulose from empty fruit bunches and nanofiber process of using an oxidant
TEMPO. Isolation α-cellulose from empty fruit bunches delignified by using

3,5% of HNO3 and NaNO2, the next cellulose delignified with 17,5% of NaOH
and whitening by 10% H2O2 until the α-cellulose were produced. Nanocellulose
fiber were shynthesis by adding NaBr, NaOCl, TEMPO, a buffer solution 10 and
in the stirrer for 2,5 hours. FTIR spectrum from nanofiber shows the peak
vibration of the carbonyl group C=O 1743 cm-1. SEM results using the
morphological analysis showed that the surface of the nano-cellulose fibers
appear homogeneous, more organized and have pores larger from cellulose. The
results of analysis using TEM shows of 31,4 nm.
Keywords : Cellulose, SEM, TEM, FT-IR, Nanofiber, TEMPO

Universitas Sumatera Utara

vi

DAFTAR ISI

Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak

Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Daftar Singkatan
Daftar Lampiran
Bab 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1.2. Perumusan Masalah
1.3. Pembatasan Masalah
1.4.Tujuan Penelitian
1.5.Manfaat Penelitian
1.6.Lokasi Penelitian
1.7. Metodologi Penelitian
Bab 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1.Tandan Kosong Sawit (TKS)
2.2. Selulosa
2.2.1. Sifat-Sifat Selulosa
2.2.2. Sumber Selulosa
2.2.3. Kegunaan Selulosa

2.3. TEMPO
2.3.1. Pengertian Tempo
2.3.2. Fungsi Tempo
2.3.3. Oksidasi Selulosa
2.3.4. Selulosa Teroksidasi Tempo
2.4. Nano Teknologi
2.4.1. Nanokristal
2.4.2. Nanoserat
2.4.3 Sifat-sifat Nanoserat
2.4.4 Aplikasi Nanoserat
2.5. Karakterisasi
2.5.1. FTIR
2.5.2. SEM
2.5.3. TEM

Halaman
I
Ii
Iii
Iv
V
Viii
Ix
Viii
X
Xi

1
3
3
3
4
4
4

6
8
10
11
11
12
12
13
13
14
15
16
16
17
18
18
19
20

Universitas Sumatera Utara

vii

Bab 3. METODE PENELITIAN
3.1. Alat-Alat Penelitian
3.2. Bahan-Bahan Penelitian
3.3. Prosedur Penelitian
3.3.1.
Pembuatan Larutan
3.3.1.1. Larutan HNO3 3,5 %
3.3.1.2. Larutan NaSO3 2%
3.3.1.3. Larutan NaOH 2%
3.3.1.4. Larutan NaOH 17,5%
3.3.1.5. Larutan NaOCl 1,75%
3.3.1.6. Larutan H2O2 10%
3.3.2
Preparasi Serbuk TKS
3.3.3. Isolasi α-selulosa dari TKS
3.3.4. Isolasi Nanoserat Selulosa dari α-selulosa
3.3.5. Analisis Gugus Fungsi Dengan FT-IR
3.3.6. Analisis Permukaan Dengan SEM
3.3.7. Analisis Permukaan Dengan TEM
3.4. Bagan Penelitian
3.4.1. Penyiapan TKS
3.4.2. Isolasi α-selulosa dari TKS
3.4.3.Isolasi Nanoserat Selulosa dari α-selulosa
Bab 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.Hasil Penelitian
4.1.1. Hasil Isolasi α-selulosa dari Tandan Kosong Sawit
4.1.2.Hasil Isolasi Nanoserat selulosa dari α-selulosa
4.1.3.Hasil Analisis Gugus Fungsi menggunakan
Spektroskopi FTIR
4.1.4.Hasil Analisis Morfologi Menggunakan SEM
4.1.5. Hasil Analisis Ukuran Partikel Menggunakan TEM
4.2 Pembahasan
4.2.1. Isolasi α-selulosa dari TKS
4.2.2. Pembuatan Nanoserat dari α-selulosa
4.2.3. Analisis selulosa dan Nanoserat Selulosa dengan
Menggunakan Spektroskopi FTIR
4.2.4. Analisis selulosa dan Nanoserat Selulosa
Menggunakan SEM
4.2.5. Analisis selulosa Morfologi dengan Menggunakan
TEM

21
22
22
22
22
23
23
23
23
23
23
24
24
25
25
26
27
28

29
30
31
32
33
34
35
35
36
36

Bab 5. Kesimpulan dan Saran
5.1.Kesimpulan
5.2 Saran

37
37

Daftar Pustaka

38

Universitas Sumatera Utara

viii

DAFTAR TABEL

Nomor
Tabel
4.1.

Judul

Halaman

Bilangan Gelombang dari Gugus Fungsi pada α-selulosa
Dan Nanoserat Selulosa

31

Universitas Sumatera Utara

ix

DAFTAR GAMBAR

Nomor
Gambar
2.1
2.2
2.3
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6

Judul

Halaman

Tandan Kosong Sawit
Struktur Tetramethyl Piperidine 1 oxyl
Skema Selulosa Teroksidasi TEMPO
α-selulosa yang diisolasi dari tks
Nanoserat Selulosa
Spektrum FTIR dari α-selulosa dan Nanoserat Selulosa
Hasil SEM dari Tandan Kosong Sawit
Hasil SEM dari Nanoserat Selulosa
Hasil TEM dari Nanoserat Selulosa

7
12
14
29
30
31
32
32
33

Universitas Sumatera Utara

x

DAFTAR SINGKATAN

TKS
TEMPO
FTIR
SEM
TEM

= Tandan Kosong Sawit
= Tetramethyl Piperidine 1 oxyl
= Fourir Transform Infra Red
= Scanning Electron Microscopy
= Transmission Electron Microscopy

Universitas Sumatera Utara

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor
Lampiran
1.
2.
3.
4.

Judul

Foto Proses Penelitian
Foto Hasil Penelitian
Spektrum FTIR dari α-selulosa
Spektrum FTIR dari Nanoserat Selulosa

Halaman

43
45
46
47

Universitas Sumatera Utara