JURNAL APLIKASI FISIKA
VOLUME 12
NOMOR 1
PEBRUARI 2016
Kristalisasi Silika Xerogel dari Sekam Padi M. Zamrun Firihu dan I Nyoman Sudiana Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam, Universitas Halu Oleo, Kendari, Sulawesi Tenggara, 93231 E-mail :
[email protected]
ABSTRACT The study to determine crystallinity of silica derived from rice husk ash during sintering by electric furnace and microwave was successfully performed. The crystallinity was determined by using X-Ray Diffraction for every sintering temperature step. The XRD analysis revealed that crystallinity of microwave sintered silica faster than that of electric furnace sintered ones. It indicates that the microwaves have affected atomic diffusion during sintering which result in enhancement of silica crystallization. Keywords : silica, rice husk, microwaves, crystallinity I. PENDAHULUAN
silikanya rendah [1].
Abu hasil pembakaran sekam padi
Tabel 2. Komposisi abu sekam padi Presentase No Komponen (%) 1. SiO2 94,4 2. Al2O3 0,61 3. Fe2O3 0,03 4. CaO 0,83 5. MgO 1,21 6. K2O 1,06 7. Na2O 0,77 8. SO3 1,71 Sumber: Referensi [2].
(rice husk) yang pada hakikatnya hanyalah limbah, ternyata merupakan sumber silika yang cukup tinggi. Abu sekam padi dihasilkan dari proses pembakaran sekam padi. Pada proses pembakaran sekam padi, senyawasenyawa seperti hemiselulosa, selulosa dan lain-lain akan diubah menjadi CO2 dan
H2O.
Nilai
paling
umum
Silika adalah salah satu bahan keramik
kandungan silika dari abu sekam
oksida yang paling bnyak aplikasinya di
adalah 94-97% dan apabila nilainya mendekati
atau
di
bawah
industri seperti untuk gelas, waveguide,
90%
dll.
kemungkinan disebabkan oleh sampel sekam yang telah terkontaminasi 30
JAF Vol 12 No. 1 (2016) 30-34
Sehingga penting untuk mendapatkan
selama 1 jam agar diperoleh pencampuran
sumber silica yang murah dan mudah
yang
didapat. Sekam padi selain didukung
tercampur disaring menggunakan kertas
oleh jumlah yang melimpah, silika
saring whatman no. 41 agar diperoleh
sekam padi dapat diperoleh dengan
larutan natrium silikat (Na2SiO3). Prosedur
sangat mudah dan biaya yang relatif
detail sampai menghasilkan serbuk silika
murah, yakni dengan cara ekstraksi
sudah dipublikasikan sebelumnya [4]
alkalis
atau
dengan
pengabuan.
homogen.
Serbuk
Bahan
silika
yang
yang
telah
telah
diayak
Dengan prosedur ekstraksi, padatan
dicampur dengan alkohol 70% kemudian
silika dengan kemurnian sekitar 93%
dimasukkan ke dalam cetakan dan dipress
dapat
dapat
menggunakan alat kompaksi atau press
bahan
hidrolic dengan tekanan yang digunakan
Untuk
yaitu
diperoleh
diaplikasikan pembuatan
yang sebagai
keramik
[3].
424,628
kg/cm2.
Sampel
yang
aplikasi, karakteristik dari silica sangat
dihasilkan berupa pellet dengan diameter
penting.
Dalam
akan
sampel yaitu 3 cm. Pellet yang dihasilkan
dibahas
hasil
silica
dari proses pencetakan disintering secara
yakni
konvensional (menggunakan tanur listrik)
setelah
tulisan
ini
karakterisasi
disintering
kristalisasinya.
dan
menggunakan
mikrowave
dengan
variasi suhu sintering 700°C, 800°C, 900°C ,1000°C, dan 1100°C. Pada penelitian ini,
II. METODE PENELITIAN untuk
sampel disintering menggunakan tanur
pembuatan silika dalam penelitian ini
listik dengan kapasitas pemanasan sampai
adalah metode ekstraksi kimiawi, yang
1100°C
diawali dengan pengabuan sekam padi.
Panasonic NE-C236.
Metode
yang
digunakan
dan
Sampel
Sekam padi yang telah diabukan
menggunakan yang
microwave
telah
disintering
selanjutnya diekstraksi dengan cara
selanjutnya di karakterisasi. Karakterisasi
mencampurkan abu sekam dengan 500
yang
mL larutan HCl 1 lalu dicampur
morfologi menggunakan Scanning Electron
dengan 500 mL larutan NaOH 2 M,
Microscope
selanjutnya dipanaskan menggunakan
kristalinitas
hot plate pada suhu 150–200⁰C dan
Diffraction (XRD).
diaduk menggunakan stirrer magnetic
31
dilakukan (SEM)
yaitu dan
karakterisasi karakterisasi
menggunakan
X-Ray
Kristalisasi Silika ………………………….……………………….……….(Zamrun, dkk)
Namun
dalam
tulisan
ini
akan
ditampilkan hasil XRD saja.
Nampak
belum
ada
perbedaan
yang
signifikan antara kedua metode sintering pada suhu ini. Menurut Karo-karo [5] silika
III. HASIL DAN PEMBAHASAN Karakterisasi dengan difraksi sinar-X
memberikan
berada
dalam
4
bentuk,yaitu
amorf,
kristobalit, tridimit, dan kuarsa.
informasi
Hasil XRD silika sekam padi yang
kristalinitas dalam silika dari sekam
disintering menggunakan microwave dan
padi. Hasil difraktogram sampel silika
tanur pada suhu 700°C ini menunjukkan
yang
menggunakan
pola difraksi dengan kristalinitas yang
microwave dan tanur pada suhu 700°C
rendah yang menunjukkan bahwa silica
ditunjukkan pada Gambar 1 sebagai
masih amorf. Hal ini karena sekam padi
berikut.
mengandung
disintering
senyawa-senyawa
karbon
seperti serat atau sellulosa yang merupakan polimer dengan rantai karbon yang panjang sehingga difraktogram tidak menunjukkan puncak yang tajam atau kristal. Hal ini diperkuat pada penelitian [6] Aina (2002.
Gambar 1. Hasil XRD sampel silika (a) sintering tanur suhu 700°C dan (b) sintering microwave suhu 700°C X-Ray Diffraction (XRD) discaning pada sudut 0°-80°. Hasil difraktogram berupa
puncak
(peak)
yang
menunjukkan kristalinitas dari sampel silica seperti terlihat pada Gambar 1.
Gambar 2. Hasil XRD sampel silika (a) sintering tanur suhu 1100°C dan (b) sintering microwave suhu 1100°C 32
JAF Vol 12 No. 1 (2016) 30-34
Hasil difraktogram silika sekam padi
lebih tajam atau kristalinitas yang terjadi
yang
lebih
disintering
microwave
menggunakan
pada
suhu
1100°C
cepat
dari
menggunakan
proses
tanur.
sintering
Hal
ini
juga
menunjukkan pola difraksi dengan
menunjukkan jarak antar kisi dan ukuran
kristalinitas
partikel semakin kecil serta susunan kisi
yang
tinggi,
ditandai
dengan munculnya puncak serapan
semakin
yang tajam dengan intensitas kristal
menggunakan
pada 2θ=21,956°. Fase ini diyakini
mengindikasikan
sebagai
dimana
mempengaruhi difusi atom selama sintering
dihasilkan
sehingga proses kristalisasi silica juga
fase
identifikasi
kristobalit,
fase
yang
rapat
daripada tanur.
sintering Hal
bahwa
microwave
mendekati identifikasi fase dari hasil
berubah.
penelitian yang dilakukan oleh [1]
dilakukan untuk lebih memahami perilaku
yang
kristalisasi silica yang disintering dengan
melaporkan
identifikasi fase
kristobalit pada posisi 2θ=21,97° dan hasil
penelitian
Kalapathy, dkk.[5].
dkk
Hasil
yang [4]
Detail
ini
ekperiment
perlu
microwave.
dilakukan
dan
difraktogram
Siriluk,
IV.
KESIMPULAN
silika
Hasil XRD menunjukan bahwa pada proses
sekam padi mengindikasikan bahwa
sintering menggunakan microwave seiring
penggunaan microwave pada proses
dengan naiknya suhu, puncak difraktogram
sintering
yang
mempercepat
proses
terbentuk
lebih
tajam
yang
terjadinya kristalinitas dari sampel
menunjukkan kristalinitas yang terjadi lebih
silika, dimana pada proses sintering
dibandingkan dengan silica yang di sintering
menggunakan
menggunakan
dengan
microwave
naiknya
suhu
seiring akan
memberikan tambahan energi pada
tanur.
Hal
ini
mengindikasikan ada microwave effect pada kristalisasi silica.
silika sekam padi untuk memutuskan ikatan antar atom-atom pembangun
DAFTAR PUSTAKA
unsur dan molekul, sehingga pada
[1] Nuryono, Tahir, I., Setyawati, 2004, Pengaruh Konsentrasi NaOH pada Peleburan Abu Sekam Padi Cara Basah, Prosiding Seminar Hasil Penelitian MIPA 2004, Semarang 4 Desember 2004.
silika sekam padi dapat terbentuk fase yang lebih sempurna dengan bentuk puncak difraktogram yang dihasilkan
33
Kristalisasi Silika ………………………….……………………………….……….(Zamrun, dkk)
[2] Folleto, 2006, Conversion of Rice Hull Ash Into Sodium Silicate, Material Research, Vol. 9(338), Brazil. [3] Kim, Yang, H.S., dan Park, H.J, 2004, Thermogravimetric Analysis of Rice Husk Flour Filled Thermoplastic Polymer Composites, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 76:395– 404.
[4] Kalapathy, 2000, A Simple Method for Production of Pure Silica from Rice Hull Ash, Bioresources Technology, 73:257-262. [5] Siriluk dan Yuttapong, S. 2005. Structure of Mesoporous MCM-41 Prepared from Rice Husk Ash, The 8TH Asian Symposium on Visualization, Chiangmai, Thailand.
34
