DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL HALAMAN PENGESAHAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN PERNYATAAN PRAKATA DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL INTISARI ABSTRACT BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Rumusan Masalah 1.3 Batasan Masalah 1.4 Tujuan Penelitian 1.5 Manfaat Penelitian BAB II. TINJAUAN PUSTAKA BAB III. DASAR TEORI 3.1 Sifat Magnetik 3.2 Nanopartikel Magnetik dan Sifat Superparamagnetik 3.3 Magnetik 3.4 Metode Kopresipitasi 3.5 Adsorben Magnetik 3.6 Metode Adsorpsi 3.7 Teknik pengukuran 3.8 High Gradient Magnetic Separation (HGMS) 3.9 Logam Besi (Fe) 3.10 Nikel (Ni) 3.11 Tembaga (Cu) 3.12 Rumus Perhitungan Efektivitas Penyaringan BAB IV. METODE PENELITIAN 4.1 Waktu dan tempat penelitian 4.2 Bahan Penelitian 4.3 Alat Penelitian 4.4 Skema Penelitian 4.5 Tahap tahap pelaksanaan penelitian 4.6 Skema Susunan Peralatan BAB V. HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Hasil Sintesis Nanopartikel Fe3O4 5.2 Mekanisme Adsorpsi Ion Logam Cu (II), Ni (II) dan Fe (II) pada Permukaan Adsorben Fe3O4
vii
i ii iii iv v vii ix xiii xiv xv 1 1 3 3 3 4 5 9 9 13 16 18 18 20 23 30 36 37 38 40 41 41 41 41 42 44 48 51 51 55
5.3 Hasil Pengujian Sistem High Gradient Magnetic Sparation (HGMS) BAB VI. KESIMPULAN 6.1 Kesimpulan DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
57 67 67 68
viii
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 3.1
Arah momen magnetic dalam bahan paramagnetik:
10
(a) sebelum diberi medan magnet eksternal dan (b) setelah diberi medan magnet eksternal (Callister, 2001) Gambar 3.2
Arah momen magnetic dari tiap-tiap domain
11
magnetic pada material ferromagnetic sebelum dan sesudah diberi medan magnet eksternal (Halliday dkk., 1989) Gambar 3.3
Momen spin pada bahan antiferromagnetik (Puri dan
12
Babbar, 1997) Gambar 3.4
Transisi
pada
nanopartikel
magnetik
dari
13
Respon terhadap medan magnet dari partikel
15
feromagnetik ke superparamagnetik (Xu, 2009) Gambar 3.5
magnetik: (a) bawah
dan (b) Partikel magnetik pada suhu lebih
tinggi dari Gambar 3.6
Partikel magnetik pada suhu di
(Xu, 2009)
Struktur kristal
(atom biru merupakan atom
17
dalam posisi tetrahedral, atom merah berada dalam posisi oktahedral 50%
dan 50%
,
dan atom putih merupakan atom oksigen) (Xu, 2009) Gambar 3.7
(a) Struktur Tetrahedral (bagian A) dan (b) Struktur
17
oktahedral (bagian B) (Cornell & Schwertmann, 2003) Gambar 3.8
Proses adsorpsi menggunakan adsorben magnetik
20
(Willet, 2009) Gambar 3.9
Proses pemisahan sedimen hasil adsorpsi dengan bantuan medan magnet eksternal (Willet, 2009)
ix
20
Gambar 3.10
Ilustrasi hukum difraksi Bragg (Eby, 2004)
24
Gambar 3.11
Komponen TEM (Rose, 2008)
26
Gambar 3.12
Komponen dari VSM (Gandhi, 2009)
27
Gambar 3.13
28
Gambar 3.14
Proses terjadinya flux oleh pergerakan sampel magnet (Foner, 1985) Proses atomisasi (Day dan Underwood, 2001)
Gambar 3.15
Arah Gaya: Gambar ini menunjukkan bagaimana
32
29
gaya perlu diarahkan untuk memiliki pengaturan yang mungkin untuk pemisahan magnetik. (Ottinger, 2009) Gambar 3.16
Konfigurasi
geometris
pemisahan
magnetik.
geometris:
(A)
untuk Dari
menunjukkan
Representasi
tiga
33
konfigurasi
transversal,
(B)
longitudal, dan (C) konfigurasi aksial kawat dalam medan magnet (Ottinger, 2009). Gambar 3.17
Gambar
skematik
dari
kolom
HGMS
(1)
34
menunjukkan dipole magnet menghasilkan medan magnet yang tinggi, (2) kolom dengan (2a) dan inlet (2b) outlet, (3) matriks feromagnetik menghasilkan gradien dipol magnet yang tinggi didalamnya (1), (4) aliran regulator mengenakan outlet dan (5) waduk opsional. (Ottinger, 2009) Gambar 4.1
Skema
Penelitian
Penyaringan
Limbah
42
Medan magnet sejajar kolom dan searah dengan
43
menggunakan HGMS Gambar 4.2
aliran limbah atau sampel Gambar 4.3
Medan magnet sejajar kolom dan berlawan arah
43
dengan aliran limbah atau sampel Gambar 4.4
Medan magnet tegak lurus kolom dan tegak lurus
43
arah dengan aliran limbah atau sampel Gambar 4.5
High Gradient Magnetic Separation
x
46
Gambar 4.3
Skema susunan peralatan HGMS dengan arah
49
medan magnet berlawanan arah aliran sampel (a) bagian dalam dengan pipa tembaga dan (b) bagian luar dengan lilitan Gambar 4.4
Skema susunan peralatan HGMS dengan arah
50
medan magnet tegak lurus arah aliran sampel Gambar 5.1
Nanopartikel Fe3O4 yang dihasilkan dari proses sintesis
dengan
metode
kopresipitasi
51
(a)
nanopartikel Fe3O4 dalam medium cair di atas medan magnet, (b) nanopartikel fasa padat, dan (c) serbuk nanopartikel Fe3O4 Gambar 5.2
Hasil XRD Fe3O4
52
Gambar 5.3
Hasil TEM Fe3O4
53
Gambar 5.4
Distribusi ukuran diameter nanopartikel Fe3O4
54
Gambar 5.5
Kurva histeresis pengujian VSM Fe3O4
55
Gambar 5.6
(a) Limbah sebelum diadsorpsi dan (b) Limbah setelah
55
diadsorpsi
Gambar 5.7
Mekanisme
pertukaran
ion
antara
permukaan
56
adsorben dengan ion logam (Carabante dkk., 2012) Gambar 5.8
Ion logam yang dipengaruhi medan magnet searah
59
aliran sampel Gambar 5.9
Gaya-gaya yang bekerja pada HGMS dengan medan
60
magnet searah arah sampel. Gambar 5.10
Ion
logam
yang
dipengaruhi
medan
magnet
61
Gaya-gaya yang bekerja pada HGMS dengan medan
62
berlawanan arah aliran sampel Gambar 5.11
magnet searah berlawanan arah sampel Gambar 5.12
Ion logam yang dipengaruhi medan magnet tegak
xi
65
lurus arah aliran sampel Gambar 5.13
Gaya-gaya yang bekerja pada HGMS dengan medan magnet searah tegak lurus arah sampel
xii
66
DAFTAR TABEL halaman Tabel 3.1
Luas permukaan adsorben nanopartikel magnetic
19
berdasarkan teori BET (Ali, 2012) Tabel 3.2
Senyawa yang dibentuk oleh logam tembaga
39
Tabel 4.1
Identitas sampel
45
Tabel 4.2
Arus dan medan magnet yang digunakan pada
49
eksperimen Tabel 4.3
Arus dan medan magnet yang digunakan pada
50
eksperimen Tabel 5.1
Hasil penyaringan pada arah medan magnet searah
58
aliran sampel (Variasi arus dengan pH 9, pengadukan 3 jam dan suhu ruang) Tabel 5.2
Hasil
penyaringan
pada
arah
medan
magnet
60
berlawanan arah aliran sampel (Variasi arus dengan pH 9, pengadukan 3 jam dan suhu ruang) Tabel 5.3
Hasil
penyaringan
pada
arah
medan
magnet
63
berlawanan arah aliran sampel ( Variasi waktu dengan pH 9, pengadukan 3 jam, Arus 1 A dan suhu ruang ) Tabel 5.4
Hasil penyaringan pada arah medan magnet tegak lurus arah aliran sampel (Variasi arus dengan pH 9, pengadukan 3 jam dan suhu ruang)
xiii
64
