BAB II KAJIAN TEORI
A. Deskripsi Teori 1. Jerami Tanaman padi merupakan tanaman semusim, termasuk golongan rumput – rumputan. Tanaman padi memiliki nama botani Oryza sativa dengan nama lokal padi. Padi dapat digolongkan dalam padi kering yang tumbuh di dataran tinggi dan padi sawah yang memerlukan air menggenang. Padi yang dibudidayakan hingga saat ini telah mengalami banyak perubahan, yaitu: jumlah daun yang lebih banyak, batang yang lebih panjang, daun berubah menjadi lebih panjang dan lebih besar. Tanaman padi memiliki batang yang beruas – ruas (AAK, 1990). Gambar 1. a) menunjukkan tanaman padi dan Gambar 1. b) menunjukkan pembakaran jerami padi.
b)
a)
Gambar1. a) Tanaman Padi, b) Pembakaran Jerami Padi
Masa tanam padi hingga panen kira – kira 3 bulan. Setelah masa panen, maka akan dihasilkan hasil samping berupa jerami dan sekam padi. Jerami padi merupakan bagian tanaman padi yang berupa batang tanpa akar yang tertinggal setelah dipanen butir buahnya (Deliana, 2009). Jerami padi umumnya langsung dibakar guna mempercepat persiapan tanah guna penanaman selanjutnya atau
6
digunakan sebagai alas ternak. Pada musim kemarau jerami digunakan sebagai alternatif pakan ternak karena keterbatasan ketersediaan hijauan. Namun jerami kurang disukai sebagai pakan ternak karena kandungan silikanya. Silika dengan lignin memperkuat dan memperkeras dinding sel tanaman, sehingga membuat dinding sel tersebut tidak dapat dicerna oleh mikroba rumen. Sekitar 31% produksi jerami yang digunakan sebagai pakan, 62% dibakar, dan 7% digunakan untuk keperluan industri (Martawidjaja, 2003). Jerami padi mengandung 39% selulosa, 29% hemiselulosa, 12% lignin, dan 11% abu (Muharyani, Pratiwi, dan Asip, 2012). Kandungan unsur hara dalam jerami padi adalah TC, TN, Si, K, P, Ca, Mg, Na. Jerami padi mengandung unsur K dan Si dalam jumlah yang cukup tinggi. Jerami padi mengandung SiO2 antara 1,7-9,3% sedangkan K antara 1-3%. Pembakaran jerami dapat menyebabkan hilangnya unsur hara (Husnain, 2009). Jerami kaya akan silikon seperti halnya sekam padi sehigga jerami juga dapat dimanfaatkan sebagai penghasil silika jika dibakar. Komposisi kimia jerami padi dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Komposisi Kimia Jerami Padi No. Komponen 1. PK (protein kasar) 2. SK (serat kasar) 3. LK (lemak kasar) 4. BETN ( bahan ekstra tanpa nitrogen ) 5. Ca 6. P ( Sumber : Marlina dan Askar, 2004)
% Berat 6,25 32,41 1,19 39,09 0,27 0,09
Jerami padi dapat dimanfaatkan sebagai bahan pembuatan kertas dan bahan kimia, media penanaman jamur, bahan bangunan, dan kerajinan tangan. Jerami padi cocok untuk kertas cetak atau untuk pembuatan kardus. Dalam pembuatan pulp jerami padi membutuhkan tenaga dan bahan kimia yang lebih rendah dari
7
pada kayu. Pulping yang dimasak selama 105 menit dengan suhu 130ºC menghasilkan yield 36% dengan kadar air 12,5% (Suseno, 2012). Sedangkan pulping yang dimasak pada suhu 120ºC selama 120 menit menghasilkan pulp dengan kadar selulosa sebesar 35,5% (Indah W, 2012). Walaupun jerami dapat dijadikan sebagai bahan pembuatan kertas dan bahan pembuatan bahan kimia, tetapi hal ini belum banyak dilakukan karena pertimbangan ekonomis. Pembuatan bahan bangunan dengan jerami dilakukan dengan memotong dan mencetaknya dalam lembaran particle board. Pencetakan pada suhu 150º – 250ºC tidak membutuhkan perekat karena lignin dan pentosa berperan sebagai perekat (Sulardjo, 2013). 2.
Silika Silika adalah bahan kimia yang pemanfaatannya sangat luas, seperti untuk
pembuatan keramik, katalis, atau bahan pembuatan zeolit sintetik. Silika dapat diperoleh dari silika mineral, nabati, dan sintesis kristal. Silika mineral adalah senyawa yang banyak ditemui dalam bahan tambang yang berupa mineral misalnya pasir kuarsa. Silika nabati dapat diperoleh dari tanaman misalnya padi, tebu, dan bambu (Riandani, 2014). Silika merupakan mineral yang banyak terdapat dialam dalam keadaan bebas maupun sebagai campuran dengan mineral lainnya membentuk mineral silikat. Silikon terikat secara tetrahedral kepada empat atom oksigen. Dikenal 2 macam silika yaitu, silika amorf dan silika kristal. Silika kristal memiliki tiga bentuk utama yaitu kuarsa, kristobalit, dan tridimit. Pada tekanan atmosfer, kuarsa stabil pada suhu 867ºC, tridimit stabil antara 867ºC hingga 1470ºC, kristobalit stabil pada 1470ºC. Masing – masing dari ketiga polimorf silika memiliki modifikasi temperatur tinggi dan rendah. Contohnya, tridimit temperatur tinggi berubah 8
menjadi tridimit temperatur rendah pada 177ºC sedangkan kristobalit temperatur tinggi berubah menjadi kristobalit temperatur rendah antara 200ºC dan 268ºC. Perubahan dari temperatur tinggi ke temperatur rendah pada jenis yang sama tidak mengubah ikatan tapi hanya mengalami penggantian dan rotasi yang mengubah kesimetrian struktur tanpa memutuskan ikatan (Berry and Mason, 1983). Gambar 2 menunjukkan struktur silika tetrahedral.
Gambar 2. Struktur Silika Tetrahedral (Sumber: Egger, 2006) Kuarsa dan kristobalit dapat saling dipertukarkan apabila dipanaskan. Proses ini lamban karena dibutuhkan pemutusan dan pembentukan kembali ikatan – ikatan dan energi pengaktifannya tinggi. Silika tidak reaktif terhadap Cl2, H2, asam – asam, tetapi dapat diserang oleh F2, HF, hidroksida alkali dan leburan – leburan karbonat (Retnosari, 2013). Menurut Agustin Retnosari (2013) silika relatif tidak reaktif terhadap asam kecuali terhadap asam hidrofluorida dan asam phospat. SiO2 (s) + 4HF (aq)
SiF4 (aq) + 2H2O (l)
Menurut Fitriani Sholichah, Arnelli, dan Ahmad Suseno (2013) silika dapat bereaksi dengan hidroksi alkali. SiO2 (s) + 2NaOH (l)
Na2SiO3 (l) + H2O (l)
Silika dapat diperoleh dengan beberapa metode. Abu sekam padi yang dipanaskan dalam suhu 600ºC hingga 800ºC dapat mengghasilkan silika 9
berbentuk amorf. Namun bila pemanasan dilanjutkan hingga 900ºC hingga 1000ºC maka akan terjadi transformasi fasa yaitu menjadi bentuk kristobalit dan tridimit (Yusmaniar dan Soegijono, 2007). Silika dapat diekstrasi dari abu terbang batu bara yang direndam dalam 100 mL NaOH dengan konsentrasi 1,5; 2; 2,5 dan 3 M. Kemudian dipanaskan yang disertai pengadukan dengan kecepatan 150 rpm dengan variasi waktu pengadukan 60, 90 dan 120 menit. Semakin tinggi konsentrasi NaOH dan lama waktu ekstrasi, maka kadar silika hasil ekstrasi juga semakin tinggi. Pada konsentrasi NaOH 3 M dan lama pengadukan 120 menit dihasilkkan silika dengan kadar 33%. Sedangkan pada lama pengadukan 90 menit dan 60 menit adalah 17% dan 13% (Retnosari, 2013). Salah satu pemanfaatan serbuk silika yang cukup luas adalah sebagai penyerap kadar air diudara sehingga memperpanjang masa simpan (Fahmi dan Ronaldi, 2013). Modifikasi silika gel sekam padi dengan 8-hidroksiquinolin dapat dimanfaatkan sebagai adsorben Ni(II) dalam medium air. Adsorpsi Ni(II) silika gel sekam padi hidroksiquinolin terjadi secara maksimum pada pH 7 (Djatmiko dan Amaria, 2012). Abu sekam padi dapat dijadikan sumber silikan dan dimanfaatkan sebagai adsorben ion logam tembaga(II). Abu sekam padi didestruksi dengan NaOH selama 4 jam sehingga diperoleh natrium silikat dan kemudian dimodifikasi dengan 3 – propil trimetoksi silan menjadi silika termodifikasi amin. Silika termodifikasi amin dapat dimanfaatkan sebagai adsorben ion logam tembaga (Ngatijo, Faried, dan Lestari, 2011). 3.
Zeolit Istilah zeolit berasal dari dari kata “zein” (bahasa Yunani) yang berarti
membuih dan “lithos” yang berarti batu. Nama ini sesuai dengan sifat zeolit yang akan membuih bila dipanaskan. Zeolit merupakan mineral yang terdiri dari kristal 10
aluminosillikat terhidrasi yang mengandung kation alkali atau alkali tanah dalam kerangka tiga dimensinya. Ion – ion logam tersebut dapat diganti oleh kation lain tanpa merusak struktur zeolit dan dapt menyerap air secara reversible. Kerangka dasar struktur zeolit terdiri dari unit- unit tetrahedral AlO4 dan SiO4 yang saling berhubungan melalui atom O dan di dalam struktur tersebut Si4+ dapat diganti dengan Al3+ (Sutarti dan Rachmawati, 1994). Tetrahedral alumina dan silikat pada struktur zeolit dapat dilihat pada Gambar 3, Gambar 4 menunjukkan struktur umum kerangka zeolit dan Gambar 5 menunjukkan unit pembangun zeolit.
Gambar 3. Tetrahedral Alumina dan Silikat pada Struktur Zeolit (Sumber: Barrer, 1982).
Gambar 4. Struktur Umum Kerangka Zeolit (Sumber: Gates, 1992)
Gambar 5. Unit pembangun zeolit (Sumber: Gates, 1992)
11
Menurut Smart Lesley dan Elaine Moore rumus umum zeolit dapat ditulis dengan: Mx/n[(AlO2)x(SiO2)y].wH2O dimana, n
: valensi dari kation M
w
: jemlah molekul air per satu unit sel
x,y
: total jumlah tetrahedral per satu unit sel
[ ]
: struktur kerangka alumina silikat
M+
: kation alkali / alkali tanah
Menurut Mursi Sutarti dan
Minta Rachmawati (1994) zeolit memiliki
beberapa sifat yaitu : 1. Dehidrasi Sifat dehidrasi zeolit akan mempengaruhi terhadap sifat adsorbsinya. Zeolit dapat melepaskan molekul air dari dalam rongga permukaan yang menyebabkan medan listrik meluas kedalam rongga utama dan akan efektif terinteraksi dengan molekul yang akan diabsorbsi. Jumlah molekul air sama dengan jumlah pori – pori atau volum ruang hampa yang akan terbentuk bila unit sel kristal zeolit tersebut dipanaskan. 2. Adsorbsi Dalam keadaan normal, ruang hampa dalam kristal zeolit terisi oleh molekul air bebas yang berada disekitar kation. Bila kristal zeolit dipanaskan maka air tersebut akan keluar sehingga zeolit dapat berfungsi sebagai penyerap. Zeolit dapat digunakan untuk mengadsorpsi ion Pb2+ (Kristiyani, Susatyo, dan Prasetya, 2012), ion Cu(II) (Murniati, Hidayat, dan Mudasir,
12
2009), ion Mn(II) (Putra, Khamidinal, dan Krisdiyanto, 2015), ion Zn(II) (Wahyuni dan Widiastuti, 2009) 3. Penukar ion Ion – ion dalam rongga atau kerangka zeolit berfungsi untuk menjaga kenetralan zeolit. Ion – ion ini dapat bergerak bebas sehingga pertukaran ion yang terjadi bergantung dari ukuran dan muatan maupun jenis zeolitnya. Sifat sebagai penukar ion dari zeolit antara lain tergantung dari sifat kation, suhu, dan jenis anion. 4. Katalis Zeolit merupakan katalisator yang baik karena mempunyai pori – pori yang besar dengan permukaan yang maksimum. Bila zeolit digunakan dalam proses penyerapan atau katalisis maka akan terjadi difusi molekul ke dalam ruang bebas diantara kristal. Zeolit dapat dimanfaatkan sebagai katalis pada cracking cangkang sawit menjadi bio – oli (Sunarno dan Yenti, 2013). 5. Penyaring / pemisah Zeolit dapat memisahkan molekul gas atau cairan dari suatu campuran tertentu karena memiliki ruang hampa. Molekul yang berukuran lebih kecil dapa melintas sedangkan yang berukuran lebih besar akan tertahan. Cairan higroskopik gliserol yang diimpregnasikan ke dalam membran PVDF (polyvinilidene fluoride) dapat dimodifikasi dengan nanozeolit Na-Y sehingga dapat digunakan sebagai pemisah campuran gas yang mengandung CO2, N2, dan O2 (Gunarso, 2012). Menurut proses terbentuknya zeolit dapat dipisahan menjadi 2 kelompok yaitu zeolit alam dan zeoit sintesis. Zeolit alam terbentuk karena adanya proses
13
perubahan alam dari batuan vulkanik, sedangkan zeolit sintetik direkayasa oleh manusia secara proses kimia (Sutarti dan Rachmawati, 1994). Rumus oksida beberapa jenis zeolit sintesis dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Rumus Oksida Beberapa Jenis Zeolit Sintetis Zeolit Rumus Oksida Zeolit A Na2O.Al2O3.2SiO2.4,5H2O Zeolit N-A
(Na,TMA)2O.Al2O3.4,8SiO2.7H2O; TMA – (CH3)4N+
Zeolit H
K2O.Al2O3.2SiO2.4H2O
Zeolit L
(K2Na2)O.Al2O3.6SiO2.5H2O
Zeolit X
Na2O.Al2O3.2,5SiO2.6H2O
Zeolit Y
Na2O.Al2O3.4,8SiO2.8,9H2O
Zeolit P
Na2O.Al2O3.2-5SiO2.5H2O
Zeolit O
(Na2,K2,TMA2)O.Al2O3.7SiO2.3,5H2O; TMA – (CH3)4N+
Zeolit Ω
(Na,TMA)2O.Al2O3.7SiO2.5H2O; TMA – (CH3)4N+
Zeolit ZK-4
0,85Na2O.0,15(TMA)2O.Al2O3.3,3SiO2.6H2O
Zeolit ZK-5 (R,Na2)O.Al2O3.4-6SiO2.6H2O (Sumber: Georgiev et al., 2009) Menurut Mursi Sutarti dan Minta Rachmawati (1994) zeolit sintesis dapat didikelompokkan sesuai dengan perbandingan kadar komponen Al dan Si. 1. Zeolit kadar Si rendah (kaya Al) Zeolit jenis ini mengandung banyak Al, mempunyai nilai ekonomi tinggi karena sangat efektif dipakai untuk pemisahan atau pemurnian dalam kapasitas besar. Volum pori dapat mencapai 0,5 cm3 per cm3 volum zeolit. Contoh zeolit Si rendah yaitu: zeolit A memiliki perbandingan Si/Al = 2/1 danzeolit X memiliki perbandingan Si/Al = 2,5/1 . 2. Zeolit kadar Si sedang Jenis zeolit moderenit memiliki perbandinga Si/Al = 5 sangat stabil, maka diusahakan membuat zeolit dengan kadar Si yang lebih tinggi dari pada 1
14
yang kemudian diperoleh zeolit Y. Contoh zeolit Si sedang adalah zeolit omega yang memiliki perbandingan Si/Al = 7/1. 3. Zeolit kadar Si tinggi Zeolit ini memiliki sifat yang sangat hidrofilik dan akan menyerap molekul yang tidak polar dan baik digunakan sebagai katalisator asam untuk hidrokarbon. Zeolit ini mempunyai perbandingan kadar Si/Al antara 10-100. Contoh zeolit Si tinggi yaitu: zeolit ZSM – 5, ZSM – 11,
ZSM – 21, dan
ZSM – 24. 4. Zeolit Si Jenis Zeolit ini tidak mengandung Al sama sekali. Sifat zeolit jenis ini adalah sangat hidrofilik – hidrofobik sehingga dapat mengeluarkan atau memisahkan suatu molekul organik dari suatu campuran air. Contoh zeolit Si adalah silikasit. Zeolit banyak dimanfaatkan dalam berbagai bidang. Dalam bidang pertanian zeolit digunakan untuk perbaikan sifat tanah terutama tanah yang banyak mengandung pasir. Zeolit dapat digunakan untuk mengatasi polusi yang disebabkan oleh air limbah industri. Kemampuan zeolit dalam menyerap gas CO2 memungkinkan penggunaannya untuk mengatasi pencemaran lingkungan Zeolit dapat dimanfaatkan dalam berbagai industri seperti industri deterjen, pengeringan dan permunian gas, dan keramik (Arifin dan Bisri, 1995). Dalam deterjen zeolit dapat dijadikan sebagai builder. Builder dalam deterjen berfungsi untuk meningkatkan efisiensi pencucian dari surfaktan dengan cara menonaktifkan mineral penyebab kesadahan air (Imam P, Arneli, dan Suseno, 2013).
15
4.
Sintesis Zeolit Menurut Rodhie Saputra (2006) pengolahan zeolit secara garis besar dapat
dibagi dalam dua tahap, yaitu preparasi dan aktivasi. Tahap preparasi zeolit diperlakukan sedimikian rupa agar mendapat zeolit yang siap olah. Tahap preparasi
merupakan
pengecilan
ukuran
dan
pengayakan
yang
dapat
menggunakan mesin. Tahap aktivasi dapat dilakukan dengan pemanasan atau penambahan pereaksi kimia. 1.
Aktivasi dengan pemanasan, zeolit dikeringkan pada suhu 230ºC dan waktu pemanasan selama tiga jam. Pemanasan dilakukan guna menguapkan air yang terperangkap dalam pori-pori kristal zeolit.
2.
Penambahan pereaksi kimia dilakukan dengan NaOH dan H2SO4 yang bertujuan untuk membersihkan permukaan pori. Zeolit yang telah diaktivasi perlu dikeringkan, pengeringan dapat dilakukan dengan cara menjemur dibawah sinar matahari (Emelda, Putri, dan Ginting, 2013). Menurut Mursi Sutarti dan Minta Rachmawati (1994) beberapa proses untuk
menghasilkan zeolit yang mempunyai nilai ekonomi dapat dibagi menjadi 3 yaitu: 1. Proses hidrogel Bahan dasar terdiri dari Na silikat, Na aluminat, dan Na hidroksida. Suhu yang dibutuhkan untuk kristalisasi bervariasi antara suhu kamar sampai 200 ̊C. Waktu yang dibutuhkan untuk kristalisasi dari beberapa jam sampai beberapa hari. 2. Konversi dari mineral kapur Bahan dasar untuk proses ini adalah kaolin yang harus didehidroksilasi menjadi meta kaolin dengan jalan kalsinasi pada suhu 650º-850ºC Proses 16
kalsinasi akan menigkatkan kereaktivitasan dari metakaolin sehingga mempermudah pereaksian metakaolin dengan NaOH dan Al2O3 pada proses sintesis. Al2Si2O5(OH)4 kaolin
800 ̊ C
Al2Si2O7 + 2H2O metakaolin
Metakaolin yang dihasilkan kemudian dicampurkan dengan NaOH dan Al2O3. Campuran direfluks pada temperatur 94º-97ºC selama 4 jam (Yani, Destiarti, dan Wahyuni, 2013). Haloisit dan momorilonit dapat digunakan sebagai bahan dasar pembuatan zeolit A, X, dan Y. 3. Bahan dasar yang ada di alam Bahan yang ada di alam antara lain kerak geotermal dan abu terbang. Abu terbang batu bara dapat digunakan sebagai bahan untuk pembuatan zeolit. Abu terbang dicampur dengan NaOH dan air suling kemudian diaduk selama 48 jam pada suhu 47ºC. Setelah itu sampel diletakkan pada oven dengan suhu 140ºC selama 48 jam. Sampel dibilas hingga pH 9 selanjutnya sampel dikeringkan pada suhu 90ºC selama 12 jam (Zakaria dkk, 2012). 5.
Spektroskopi FTIR Spektoskopi FTIR merupakan singkatan dari Fourier Transform Infra Red.
Bila suatu radiasi dilewatkan melalui suatu cuplikan, maka molekulnya dapat melakukan transisi diantara tingkat vibrasi (ground state) dan tingkat vibrasi tereksitasi (excited state). Hanya frekuensi tertentu yang dari radiasi inframerah yang akan diserap oleh molekul. Tidak semua ikatan dalam molekul dapat menyerap radiasi inframerah, hanya ikatan yang memiliki momen dipol yang dapat menyerap radiasi inframerah (Sastrohamidjojo, 1992).
17
Daerah spektrum elektromagnetik inframerah terletak pada panjang gelombang 1400 – 4000 cm -1 (Sastrohamidjojo, 1992). Daerah yang mengandung sejumlah besar vibrasi tertentu yang tak dapat ditelaah disebut dengan daerah sidik jari (Sastrohamidjojo, 2007). Spektrum inframerah pada daerah 400 – 1500 cm
-1
adalah daerah sidik jari yang dapat menunjukkan struktur kerangka zeolit.
Spektrum inframerah zeolit yang muncul pada daerah 400 – 1300 cm -1 terdiri dari dua vibrasi. Vibrasi pertama disebabkan oleh vibrasi internal dari kerangka TO4 tetrahedron sedangkan yang
kedua adalah vibrasi yang berhubungan dengan
ikatan eksternal anatara unit tetrahedral (Byrappa dan Kumar, 2007). Gambar 6 menunjukkan diagram alat inframerah. Sel rujukan Detektor dan perekam Sumber radiasi
Sel contoh
Pemenggal
Kisi
Gambar 6. Diagram Alat Inframerah Spektofotometer (Sumber: Fessenden & Fesseden, 1998) Terdapat tiga komponen pokok dalam spektrofotometer, yaitu: 1. Sumber radiasi inframerah, sumber radiasi akan memancarkan sinar yang akan mengenai cuplikan. 2. Monokromator, mendispersi sinar awal menjadi banyak frekuensi. 3. Detektor, mengubah energi dari frekuensi menjadi sinyal listrik yang kemudian diperkuat sehingga dapat dicatat. 6.
Difraksi Sinar-X (XRD) Spektroskopi difraksi sinar-X (X-ray difraction/XRD) merupakan salah satu
metoda karakterisasi material yang paling sering digunakan. Radiasi sinar-X
18
dihasilkan saat elektron penembak yang bergerak dipercepat, akibat beda tegangan (potensial) anoda yang tinggi yang menumbuk permukaan suatu bahan padat (logam). Semakin cepat gerak elektron, semakin besar sinar-X yang dihasilkan. Semakin banyak jumlah elektron, semakin besar intensitas sinar-X. Jika sebuah elektron bebas dipercepat, maka dapat menerobos suatu atom hingga menumbuk elektron pada kulit terdalam keluar. Karena ada kekosongan pada kulit terluar, maka untuk mempertahankan keadaan stabil elektron terluar akan mengisi kekosongan pada kulit atom terdalam dengan memancarkan gelombang sinar-X (Budi, 2011). Gambar 7. a) menunjukkan proses penembakan elektron dan Gamabar 7. b) menunjukkan pemancaran gelombang sinar-X.
Gambar 7. a) Penembakan Elektron; b) Pemancaran Gelombang Sinar-X Sinar-X memiliki dapat digunakan untuk mengidentifikasi materi yang tidak diketahui, menentukan kemurnian sampe, menentukan ukuran kristal, dan penentuan para meter kisi (Weller,2006). Dalam sintesis zeolit, gamgguan dalam struktur rangka, kemurnia fasa, ukuran kristal dapat menghasilkan perbedaan dalam pola difraksi sinar-X (Kokotailo dan Fyfe, 1995). Dasar dari penggunaan difraksi sinar-X untuk mempelajari kisi kristal adalah berdasarkan persamaan Bragg yang ditunjukkan pada persamaan di bawah ini:
19
2.d.sin θ = n.λ ; n = 1, 2, ... dimana d adalah jarak antar bidang kristal, θ adalah sudut difraksi, dan λ adalah panjang gelombang, dan n adalah bilangan bulat yang disebut sebagai orde pembiasan (Chorkendroff dan Niemantsverdiet, 2003). Banyak data difraksi yang dikumpulkan sari senyawa anorganik dan senyawa organik yang dikumpulkan dalam JCPDS (Join Committee on Powder Diffraction Standarts). Data ini digunakan untuk mengidentifikasi material yang tidak diketahui (Weller,2006). B. Penelitian yang Relevan Penelitian sintesis zeolit telah banyak dilakukan sebelumnya. Penelitian tentang sintesis dan karakterisasi zeolit yang akan dilakukan, relevan dengan peneltian sebelumya. Pada tahun 2004 Sriatun mensintesis zeolit A melalui proses hidrotermal serta aplikasinya sebagai penukar kation Ca2+. Penelitian zeolit dari abu layang batu bara secara alkali hidrotermal menghasilkan zeolit P, zeolit Y, serta kristal sodalit dan mullit. Zeolit yang terbentuk dipengaruhi oleh konsentrasi yang digunakan , waktu, dan temperatur. Abu layang dicampur NaOH dengan konsentrasi tertentu kemudian dipanaskan pada suhu 100ºC dan 160ºC. Pada suhu 160ºC, konsentrasi NaOH 2M, dan waktu 72 jam dapat menghasilkan intensitas fasa kristalin tertinggi
(Jumaeri, Astuti,
dan Lestari, 2007). Sekam padi dapat digunakan sebagai sumber silika untuk sintesis nanozeolit NaA. Waktu kristalisasi adalah salah satu parameter yang menentukan dalam sintesis zeolit NaA. Pada periode kristalisasi 3 hari, pada suhu kamar dapat diperoleh kristalnano zeolit NaA berukuran 50-120 nm (Ghasemi dan Younesi, 2010). 20
Kaolin dapat digunakan sebagai sumber silika untuk sintesis zeolit. Penelitian zeolit menggunakan kaolin sebagai sumber silika dengan perbandingan reaktan 20:80, 40:60, 50:50, 60:40, 80:20, masing – masing menghasilkan rasio serapan sebesar 0,667, 0,875, 0,1,500, 1,536, 1,400. Perbandingan natrium silikat dengan natrium aluminat 60:40 merupakan kondisi optimum pada sintesis zeolit 4A. Semakin besar harga rasio serapan yang didapat maka semakin besar kristalisasi zelit 4A yang terbentuk (Putra, Akbar dan Zultiniar, 2014).
C. Kerangka Berfikir Jerami dapat dimanfaatkan sebagai adsorben, pulp, dan media pertumbuhan jamur. Komponen yang terdapat pada jerami padi adalah selulosa, hemiselulosa, lignin, abu, dan silika. Jerami dapat dijadikan sumber silika untuk pembuatan zeolit. Zeolit merupakan mineral yang terdiri dari kristal aluminosilikat terhidrasi yang mengandung kation alkali atau alkali tanah. Zeolit memiliki struktur yang berongga, rongga ini berisi air dan kation, kation ini dapat ditukar. Zeolit memiliki ukuran pori tertentu sehingga, dapat dimanfaatkan sebagai penyerap bahan (Sutarti dan Rachmawati, 1994). Inti dari penelitian ini adalah sintesis zeolit dari abu jerami padi pada temperatur kamar. Jerami padi diarangkan kemudian diabukan agar dihasilkan abu jerami padi yang kemudian digunakan untuk membuat natrium silikat. Abu jerami padi dicampur dengan NaOH dan air disertai pengadukan selama 1 jam sehingga diperoleh natrium silikat. Al2O3 dicampur dengan NaOH dan air kemudian dipanaskan pada suhu 50ºC disertai pengadukan selama 1 jam. Sintesis dilakukan pada suhu kamar. Natrium silikat dicampur dengan natrium aluminat disertai
21
pengadukan selama 1 jam. Pengadukan kemudian dilanjutkan dengan waktu aging 24 jam, 48 jam, dan 72 jam. Setelah itu pH diturunkan hingga netral. Endapan yang dihasilkan dikeringkan kemudian dikarakterisasi. Gugus fungsi yang terdapat dalam senyawa yang terbentuk dikarakterisasi dengan FTIR, sedangkan kristalinitasnya dianalisis menggunakan instrumen Difraksi sinar-X (XRD). Diharapkan hasil yang diperoleh setelah karakterisasi terbentuk zeolit A.
22
