P. Sebayang, Muljadi, dan Anggito P. Tetuko Pusat Penelitian Fisika-LIPI, Serpong-Tangerang Selatan

Teknologi Indonesia 32 (2) 2009: 99–105

LIPI

Teknologi Indonesia © LIPI Press 2009

PEMBUATAN BAHAN FILTER KERAMIK BERPORI BERBASIS ZEOLIT ALAM DAN ARANG SEKAM PADI P. Sebayang, Muljadi, dan Anggito P. Tetuko

Pusat Penelitian Fisika-LIPI, Serpong-Tangerang Selatan E-mail: [email protected]

ABSTRAK Telah dilakukan pembuatan bahan filter keramik berpori berbasis zeolit alam dan arang sekam padi dengan berbaga­i variasi komposisi (dalam % massa). Preparasi zeolit dilakukan dengan cara giling menggunakan ball mill selama 24 jam, arang sekam padi dengan vibrating mill selama 1 jam, sehingga diperoleh serbuk yang

lolos ayakan 100 mesh. Kedua serbuk tersebut sebanyak 2 gram dicampur dan ditambahkan perekat Polivinylalcoho­l (PVA) 50 ml, kemudian diaduk hingga rata. Pembentukan benda uji dengan cara cetak, tekanan sebesar 25 kgf/cm², dan dikeringkan dalam oven pada suhu 60 °C selama 24 jam. Proses sinterin­g menggunakan tungku listrik (heating rate sebesar 10°C/menit) hingga mencapai suhu 900 dan 1000 °C, pada masing-masing suhu tersebut ditahan selama 2 jam. Dari hasil pembuatan bahan filter keramik berpori, komposisi optimum (40% arang sekam padi + 60% Zeolit) dan suhu sintering 1000 °C. Pada kondisi ini diperoleh nilai densitas = 2,16 g/cm³, susut bakar = 35,94%, porositas = 66,05%, penyerapan air = 31,10%, kuat patah = 7,47 MPa, kuat tekan = 4,38 MPa dan koefisien ekspansi termal = 5 x 10 -6 °C-1. Hasil analisis XRD menunjukkan bahwa Zeolit mempunyai fasa mordenite (Na8[Al8Si40O96]24H2O) sebagai mayor dan Clinoptilolite (Na6[Al6Si36O72]24H2O) sebagai minor. Sedangkan pada komposisi (40% arang sekam padi + 60% Zeolit) dan suhu sintering 1000 °C, fasa Mullite (3Al2O3SiO2) adalah sebagai mayor dan minornya adalah Tridimite (SiO2). Sementara itu, foto SEM menunjukkan bahwa bentuk partike­l pada keramik berpori tidak beraturan berkisar antara 1–10 µm dan porinya bisa mencapai 20 µm. Kata kunci: Keramik berpori, Filter, Zeolit, Arang sekam padi, dan Sintering

ABSTRACT The porous ceramics filter material have been made from natural zeolit and rice husk charcoal with composition variation (in % of mass). The preparation of zeolit was done using ball mill for 24 hours and rice husk charcoal was prepared using vibrating mill for 1 hour until it can be through out in 100 mesh shieve. The two raw materials about 2 grams were mixed with addition 50 ml of Polivinylalcohol (PVA), then it was mixed again until homogeny. The sample was dried pressed with pressure of 25 kgf/cm² and dried in a drying oven at 60 °C for 24 hours. The sintering process was done using electrical furnace with heating rate of 10°C/minute until it reached temperature of 900 and 1000 °C, and holded for 2 hours. From the result of porouc ceramics filter material, the optimum composition is 40% rice husk coke + 60% Zeolit with sintering temperature = 1000 °C. At this condition, the properties are density = 2,16 g/cm³, shrinkage = 35,94%, porosity = 66,05%, water absorption = 31,10%, modulus of rupture = 7,47 MPa, compressive strength = 4,38 MPa, and coefficient of thermal expansion = 5 x 10 -6 °C-1. The result of XRD shows that zeolit has major phase of mordenite (Na8[Al8Si40O96].24H2O) and minor phase of clinoptilolite (Na6[Al6Si36O72].24H2O). The result of XRD on 40% rice husk coke + 60% Zeolit and sintering temperature = 1000 °C shows that the major phase is mullite (3Al2O3SiO2) and the minor phase is tridimite (SiO2). Meanwhile, the picture of SEM shows that porous ceramics have irregular particle with size between 1–10 µm and its pore size can reaches 20 µm. Keywords: Porous ceramics, Filter, Zeolit, Rice husk charcoal, Sintering Off print request to: P. Sebayang, Muljadi dan Anggito P. Tetuko

  99

P. Sebayang, dkk. : Pembuatan Bahan Filter ...

PENDAHULUAN Zeolit merupakan kelompok mineral aluminium silikat terhidrasi dari logam-logam alkali dan alkali tanah (terutama Ca dan Na) dengan rumus umum LmAlxSiyOznHO, (l = logam), di mana m, n, x, y, dan z adalah komposisi dalam fraksi mol. (1) Dalam struktur tiga dimens i zeolit mempunyai rongga-rongga yang berhubungan satu dengan yang lain dan merupakan saluran-saluran kosong ke segala arah dengan ukuran sangat tergantung dari garis tengah logam alkali atau alkali tanah yang ada pada struktur tersebut. Struktur tiga dimensi dari mineral zeolit ini terdiri dari kumpulan (SiO4) dan (AlO4) dengan perbandingan Si : Al sangat bervariasi dan tergantung pada jenis mineralny a. (2) Pada penelitian ini, struktur zeoli t yang digunaka n mengandung jenis mineral Mordenite (Na8[Al8Si40O96].24H2O) dan Clinoptilolite (Na6[Al6Si30O72].24H2O) seperti diperlihatkan pada Gambar 1. Penggunaan zeolit secara komersial adalah berdasarkan salah satu atau lebih dari kemampuan sifat-sifat fisik atau kimia yang dimilikinya, antara lain (1) pertukaran ion, (2) adsorbsi dan sifat penyaring molekuler, (3) katalisis, (4) dehidrasi, dan rehidrasi. (3)

a)

b)

Gambar 1. Struktur Zeolit: a) Mordernite, dan b) Clinoptilolite.(4)

Keramik berpori adalah keramik yang sengaja dibuat mempunyai rongga-rongga kecil yang dapat dirembesi oleh fluida (porinya ~ 30–70%) dan berfungsi sebagai media filter. (5) Keramik berpori ini relatif lebih tahan terhadap perubahan suhu tinggi, korosi dan kontaminasi bahan lain, sehingga dapat digunakan sebagai media filter, antara lain air limbah, gas buang, penuangan logam cair (seperti timah) dan lainnya. (6) Kualitas suatu produk keramik berpori sangat ditentukan oleh jenis, komposisi, ukuran partikel, dan suhu sinteringnya.(7) Adapun sifat-sifat keramik berpori yang diamati meliputi sifat fisis, mekanik,

100

termal, dan analisis mikrostruktur strukturnya dengan menggunakan XRD dan SEM.

METODOLOGI Bahan baku zeolit digiling dengan menggunakan ball mill selama 24 jam, dan arang sekam padi digiling dengan vibrating mill selama 1 jam, sehingga diperoleh hasilnya dalam bentuk serbuk. Kemudian masing-masing serbuk tersebut diayak dengan menggunakan sieve hingga lolos 100 mesh. Selanjutnya, kedua serbuk dicampur secara padat (solid-solid mixing) dengan menggunakan ball mill hingga rata. Adapun variasi komposisi kedua campuran bahan baku dibuat berdasarkan perbandingan % massa, seperti diperlihatkan pada Tabel 1. Tabel 1. Komposisi zeolit dan arang sekam padi pada pembuatan keramik berpori Zeolit (% massa) 100 90 80 70 60 50

Arang sekam padi (% massa) 0 10 20 30 40 50

Untuk membuat benda uji, maka pada setiap komposisi massanya ditimbang sebanyak 2 gram, kemudian dicampur dan ditambahkan perekat Polivinylalcohol (PVA) sebanyak 50 ml, dicetak tekan (die pressing) dengan tekanan sebesr 25 kgf/cm². Setelah bahan selesai dicetak, kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 60°C selama 24 jam. Proses sintering dilakukan dengan menggunakan tungku listrik (heating rate sebesar 10°C/menit), hingga mencapai suhu sinter: 900 dan 1000°C di mana pada masingmasing suhu tersebut ditahan selama 2 jam. Prosedur pembuatan sampel uji keramik berpori berbasis zeolit dan arang sekam padi, serta skedul pembakarannya masing-masing diperlihatkan pada Gambar 2 dan 3. Adapun pengujian-pengujian yang dilakukan pada benda uji antara lain meliputi densitas, porositas, penyerapan air, susut bakar, koefisien ekspansi termal, kuat patah, dan kuat tekan.

P. Sebayang, dkk. : Pembuatan Bahan Filter ...

Arang sekam padi digiling dengan

Zeolit alam digiling dengan ball mill

Diayak (lolos sieve 100 Mesh)

(sesuai dengan komposisi) Pencampuran dan pengadukan (tambah perekat PVA 50 ml)

Dicetak (tekanan 2

25 Kgf/cm )

Pengeringan (24 jam, suhu 60oC)

Proses sintering (suhu 900 dan 1000 oC)

Karakterisasi

Gambar 2. Diagram alir pembuatan dan karakterisasi benda uji keramik berpori

Sedangkan untuk analisis mengetahui fasa dan struktur dari keramik berpori diamati dengan menggunakan X-Ray Diffraction (XRD) serta bentuk dan ukuran partikelnya diamati dengan Scanning Electron Microscope (SEM). Metode pengujian untuk densitas, porositas, dan penyerapan air mengacu pada ASTM C.373. Pengujian kuat patah dan kuat tekan (triple point bending) mengacu pada ASTM C-170 dan koefisien ekspansi termal mengacu pada ASTM E.228.

Tabel 2. Hasil analisis bahan zeolit dengan menggunaka­n XRF Senyawa SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O TiO2 LOI

Komposisi (%) 60,3 12,8 2,1 5,6 1,9 6,3 1,1 1,2 8,7

Bentuk partikel zeolit yang diamati denga­n Scanning Electron Microscope (SEM) diperlihatka­n pada Gambar 4. Dari foto SEM terlihat bahwa warna gelap merupakan pori atau rongga yang ukurannya < 5 mikron, dan warna terang merupaka­n partikel zeolit. Apabila dilihat dari ukuran partikelnya maka zeolit ini adalah termasu­k jenis macropore karena ukuran partikelny­a > 50 nm. Di samping itu bahan zeoli­t yang digunakan juga mempunyai sifat fisis, antar­a lain densitas 2,1 g/cm3, luas permukaan 9,3 cm2/gram, dan kadar air 2,5%.

Hasil dan Pembahasan Hasil analisis bahan baku zeolit yang digunakan dengan X-Ray Flourecent (XRF) diperlihatkan pada Tabel 2. Senyawa yang dominan yang terdapat pada Zeolit adalah SiO2, Al2O3, CaO, dan Na2O, sedangkan senyawa lainnya merupakan impuritinya. o

T ( C)

2 jam

900 0,5 jam

600 300

0,5 jam

10oC/menit

10oC/menit

10oC/menit 30

Waktu, t (jam) Gambar 3. Skedul sintering dari keramik berpori

10 µm

Perbesaran 1000 X

Gambar 4. Foto SEM dari zeolit dengan perbesaran 1000 X

Pada Gambar 5, diperlihatkan hasil pengukura­n densitas dan susut bakar dari keramik berpori berbasis arang sekam padi + zeolit yang disinter pada suhu 900 dan 1000oC. Nilai densita­s keramik berpori yang disinter pada suhu 900oC adalah berkisar antara 1,7–2,1 g/cm3. Apabil­a suhu sinternya dinaikkan menjadi 1000 oC, maka densitasnya cenderung meningkat, yaitu sekitar 2,13–2,30 g/cm3. Sedangkan pengaru­h penambaha­n arang sekam padi cenderung   101

P. Sebayang, dkk. : Pembuatan Bahan Filter ...

Zeolit (% massa) 70

80

90

100

2,23

2,24

43,76

44,53

2,13

3

Densitas (g/cm )

2,5

2,0 33,24

1,5

1,70

6,55

2,16

35,94 1,75

37,65

39,50 1,94

1,85 15,97

10,65

26,41

2,25 2,00 28,63

50

2,30 2,10

35

30,47

20

Δ = Suhu 900oC  = Suhu 1000oC

1,0

5 50

40

30

20

10

Arang sekam padi (% massa)

0

Gambar 5. Hubungan antara densitas dan susut bakar terhadap komposisi (arang sekam padi + zeolit dalam % massa).

Jika dibandingkan dengan penelitian lainnya, pembuatan keramik dengan berbahan dasar zeolit dan aditif lempung memiliki nilai densitas sekitar 1,42–1,7 g/cm³. (3) Sementara itu, filter keramik berpori berbasis Al2O3 mempunyai nilai densitas sebesar 2,2 g/cm³. (8) Ternyata nilai densitas yang diperoleh dan yang mendekati nilai tersebut adalah pada komposisi 40% arang sekam padi dan suhu sintering 1000oC, yaitu sebesar 2,16 g/cm³. Nilai susut bakar keramik berpori berbasis arang sekam padi + zeolit yang disinter pada suhu 900oC adalah berkisar 6,55–30,46% dan pada suhu 1000oC naik menjadi 33,24–44,53%. Artinya, kenaikan suhu sintering mengakibatka­n proses pemadatan menjadi lebih baik, sedangka­n pengaru­h penambahan arang sekam padi menyebabka­n terjadi penurunan nilai susut bakar. Sebaliknya, penambahan zeolit dapat meningkatka­n susut bakar dari keramik berpori tersebut. Pengukuran susut bakar dari keramik berpori ini perlu dilakukan karena untuk memperoleh benda jadi sesuai dengan yang diinginkan, maka perancangan dimensi awal menjadi penting. Peristiwa ini sangat sesuai dengan mekanisme proses sintering, di mana pada saat sinter proses pemadatan (densifikasi) dan pengurangan jumlah atau ukuran pori, disertai dengan proses penyusutan. Hal ini disebabkan oleh karena butiranbutiran partikel akan tersusun semakin rapat dan

102 

50 100 80 60

48,13 82,03 70,72 33,21

60

Zeolit (% massa) 70

74,24

31,10

40

62,7 55,37

29,26 56,43 37,95 16,93

20 40

50

34,95 54,78 25,5 30,52

50

100

 = Suhu 1000oC

24,85

40

90

Δ = Suhu 900oC

42,36

66,05

80

30

20

50,58 23,54

13,56

25,56 11,08

10

0

Arang sekam padi (% massa)

30 20

Penyerapan air (%)

60

Susut bakar (%)

50

adanya pertumbuhan butir, sehingga membentuk batas butir yang lebih sempurna. Selain itu, pada proses sintering juga terjadi pengurangan massa sampel dan pemadatan di antara partikel-partikel, sehingga volume sampel akan berkurang dan ikatan yang terbentuk juga akan semakin kuat. Sebagai pembanding dari penelitian lainnya, (6) keramik berpori yang dibakar pada suhu 1100°C dengan basis zeolit 70% dan serbuk kayu 30% menghasilkan nilai susut bakar sekitar 34,50%, sedangkan berdasarkan hasil yang diperoleh dan yang mendekati nilai tersebut adalah pada komposisi 40% arang sekam padi dan suhu sintering 1000oC, yaitu sebesar 35,94%. Pada Gambar 6, diperlihatkan hasil pengukuran porositas dan penyerapan air dari keramik berpori berbasis arang sekam padi + zeolit yang disinter pada suhu 900 dan 1000oC. Nilai porositas dari keramik berpori yang disinter pada suhu 900oC adalah sekitar 50,58–82,03% dan pada suhu 1000oC adalah berkisar 25,56–44,53%. Nilai porositas ini relatif turun terhadap kenaikan suhu sintering. Apabila dilihat dari pengaruh penambahan arang sekam padi, maka nilai porositas cenderung menurunkan dan sebaliknya terjadi kenaikan porositas pada penambahan bahan zeolit. Nilai porositas dari keramik berpori menurut literatur (2) yang dapat digunakan sebagai filter adalah berkisar antara 23,25–80%.

Porositas (%)

menurunkan nilai densitas dan sebaliknya terjadi kenaikan nilai densitas pada setiap penambahan zeolit.

10

Gambar 6. Hubungan antara porositas dan penyerapan air terhadap komposisi (arang sekam padi + Zeolit dalam % massa)

Nilai penyerapan air dari keramik berpori yang disinter pada suhu 900 dan 1000oC masing-masing adalah berkisar antara 25,54–48,13 dan 11,08–33,21%. Nilai penyerapan air ini akan semakin kecil dengan kenaikan suhu sintering.

P. Sebayang, dkk. : Pembuatan Bahan Filter ...

Hal ini dikarenakan pengaruh pemadatan akan berbanding terbalik dengan kemampuan keramik berpori untuk menyerap air persatuan luas. Sementara itu, pengaruh penambahan arang sekam padi cenderung meningkatkan kemampuan penyerapan dari keramik berpori. Sebaliknya, penambahan bahan zeolit cenderung menurunkan penyerapan airnya. Menurut literatur (8), nilai penyerapan air untuk keramik berpori yang berfungsi sebagai filter adalah 25,89–32,16%. Pada Gambar 7 diperlihatkan hasil pengukuran kuat patah dan kuat tekan dari keramik berpori berbasis arang sekam padi + Zeolit yang disinter pada suhu 900 dan 1000oC.

15 10 5

Zeolit (% massa) 70

80

 = Suhu 1000oC 12,27 4,38 3,21 7,48

6,02 0,85 0,57

0 50

14,48 6,50

7,28

5,16 2,16

2,51

0,81

1,31

1,52

40

30

20

1,28

90

16,57

Δ = Suhu 900 C o

3,28 1,96

10

Arang sekam padi (% massa)

100 17,86 8,40

10 8 6

4,78

4

2,66

2

2,E -03

0 0

(L - Lo)/Lo

Kuat patah (MPa)

20

60

Kuat tekan (MPa)

50

bertambahny­a arang sekam padi. Sementara itu, menurut referensi (5) keramik berpori berbasis limbah padat pulp dengan bahan clay memiliki nilai kuat tekan sekitar 69,58 MPa. Jadi, jelas terlihat bahwa pengaruh bahan baku sangat menentuka­n sekali. Salah satu sifat lainnya yang perlu diuku­r adalah koefisien ekspansi termal dari keramik berpor­i. Pengukuran ini berfungsi untuk merancan­g dudukan (housing) dari keramik berpori yang akan digunakan. Pada Gambar 8, diperlihatka­n hasil pengukuran perubahan panjan­g (ΔL/Lo) terhadap perubahan suhu (ΔT) dari keramik berpori pada komposisi terbaik (40% abu sekam padi dan 60% zeolit) yang disinte­r pada suhu 1000oC.

1,E -03 8,E -04 4,E -04 0,E + 00 0

60

120

DT (oC)

180

240

300

Gambar 7. Hubungan antara kuat patah dan kuat tekan terhadap komposisi (arang sekam padi + zeolit dalam % massa).

Gambar 8. Hubungan antara perubahan panjang (ΔL/Lo) terhadap perubahan suhu (ΔT) dari keramik berpori pada komposisi terbaik (40% abu sekam padi dan 60% zeolit) yang disinter pada suhu 1000oC.

Besarnya nilai kekuatan patah dari keramik berpori yang disinter pada suhu 900 dan 1000oC masing-masing adalah berkisar antara 0,85–4,78 dan 6,02–17,86 MPa. Nilai ini akan semakin meningka­t seiring kenaikan suhu sinterin­g. Hal ini disebabkan karena semakin padat keramik berpori, maka kekuatannya juga akan cenderun­g semakin tinggi. Sedangkan pengaruh penambaha­n arang sekam padi cenderun­g menurunka­n kekuatanny­a. Sebalikny­a, penambaha­n baha­n zeoli­t cenderun­g akan meningkatka­n kekuatanny­a. Padahal menuru­t referensi (5) untuk keramik berpori berbasis limbah padat pulp dengan bahan clay memiliki nilai kuat patah 36,87 MPa. Nilai kekuatan tekan dari keramik berpori yang disinter pada suhu 900 dan 1000oC masin­gmasing adalah berkisar antara 0,57–2,66 dan 3,21–8,40 MPa. Hal yang sama terjadi pada kekuatan tekan, yaitu akan meningkat sebanding dengan kenaikan suhu sintering dan penambaha­n zeolit. Sebaliknya, akan menurun dengan

Dari Gambar 8, ditunjukkan bahwa kenaika­n suhu (ΔT) sebanding dengan pertambahan panjan­g, Y = (L–Lo)/Lo = ΔL/Lo dari kerami­k berpori. Hubungan antara kenaikan suhu terhada­p pertambahan panjang keramik berpori pada komposis­i 40% arang sekam padi dan 60% zeolit pada suhu sintering 1000oC memenuhi persamaan: Y = 5. 10-6 X + 10-6, di mana X = ΔT = T–To = perubahan suhu (°C). Persamaan di atas menunjukkan bahwa slope merupakan nilai koefisien ekspansi termal sebesar 5 x 10-6 °C-1. Menurut literatur (8), keramik berpori berbasis Al2O3 mempunyai nilai koefisien ekspansi termal sebesar 7 x 10 -6 °C-1. Sementara itu, kerami­k berpor­i berbasis zeolit alam dengan bahan lempun­g memiliki koefisien ekspansi termal sekitar (4–6) x 10-6 °C-1.(2) Pada Gambar 9, diperlihatkan hasil analisis X-Ray Diffraction (XRD) dari bahan zeolit dan 40% arang sekam padi + 60% zeolit yang masing-masing disinter pada suhu 900 dan 1000oC.   103

P. Sebayang, dkk. : Pembuatan Bahan Filter ...

Zeolit alam M C

C M C

M

M

M

Zeolitm+Arang sekam padi pada 900 oC m m Zeolit +Arang sekam m t mm t m t t

padi pada 1000 oC m

m

q

Gambar 9. Hasil analisis XRD dari Zeolit alam dan (40% arang sekam padi + 60% zeolit) yang disinter masing-masing pada suhu 900 dan 1000 oC

naikkan 1000oC, maka puncak-puncak intensita­s dari fasa Mullite dan Tridimite tampak menjadi lebih jelas. Pada Gambar 10, diperlihatkan hasil pengamatan dengan menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM) dari 40% arang sekam padi + 60% zeolit yang disinter pada suhu 1000oC. Ternyata, distribusi partikel pada keramik berpori tidak merata dengan ukuran partikel 1–10 µm dan ukuran pori bisa mencapai 20 mikron. Partikel yang berukuran lebih besar dan berwarna putih merupakan partikel campuran dari zeolit dan arang sekam padi. Menurut referensi (8) ukuran pori yang sesuai sebagai filter, misalnya filter gas memiliki ukuran pori berkisar antara 0.25–90 µm. Jadi, hasil keramik berpori yang diperoleh masih memenuhi standar sebagai filter gas buang.

Kesimpulan dan Saran Dari hasil pembuatan bahan filter keramik berpori berbasis arang sekam padi dan zeolit yang disinter pada suhu 900 dan 1000 °C dapat disimpulkan: Gambar 10. Foto SEM dari keramik berpori berbasis 40% arang sekam padi + 60% zeolit yang disinter pada suhu 1000 oC, perbesaran 5000 X

1.

Komposisi ini dipilih untuk dianalisis XRD karena merupakan komposisi optimum yang dilihat dari sifat fisis sebelumnya. Berdasarkan hasil analisis XRD zeolit sebelu­m pembakaran (sintering), diperoleh fasa mayor Mordenite (Na8[Al8Si40O96]24 H2O) = (M) denga­n struktur kristal orthorombi­k, sedangkan fasa mino­r adalah Clinoptilolit­e (Na6[Al6Si30O72]24 H2O) = (C) dengan struktu­r kristal monoklini­k. Fasa Mordenite dan Clinoptilolit­e adalah merupaka­n salah satu jenis dari zeolit alam. Untu­k penggunaan bahan baku 40% arang sekam padi + 60% zeolit yang disinter pada suhu 900oC, kandungan Al dan Si sudah mulai bereaksi dan berikatan membentuk fasa Mullite (3Al2O3SiO2). Apabila belum bereaksi, maka yang terbentuk adalah fasa Tridimite (SiO2). Sementar­a itu, Mullit­e (3Al2O3SiO2) = (m) dengan struktur kristal orthorombik merupakan fasa mayor dan Tridimite (SiO2) = (t) dengan struktur kristal monoklinik sebagai minornya. Pada suhu sinter di-

2.

104 

3.

4.

Komposisi optimum untuk menghasilkan bahan filter keramik berpori adalah pada komposisi 40% arang sekam padi, 60% zeolit dengan suhu sintering 1000 °C. Pada komposisi tersebut diperoleh nilai densitas = 2,16 g/cm³, susut bakar = 35,94%, porositas = 66,05%, penyerapan air = 31,10%, kuat patah = 7,47 MPa, kuat tekan = 4,38 MPa dan koefisien ekspansi termal = 5 x 10 -6 °C-1. Analisis XRD menunjukkan bahwa zeolit yang digunakan mempunyai fasa Mordenite (Na 8 [Al 8 Si 40 O 96 ]24H 2 O), struktur kristal orthorombik, dan Clinoptilolite (Na6[Al6Si36O72]24H2O) dengan struktur monoklinik. Pada komposisi 40% arang sekam padi dan 60% zeolit yang disinter pada suhu 1000 °C, terjadi perubahan fase menjadi Mullite (3Al2O3SiO2) dengan struktur kristal orthorombik, sedangkan fase minor adalah Tridimite (SiO2) dengan struktur kristal monoklinik. Dari analisis mikrostruktur dengan menggunakan SEM pada keramik berpori dengan komposisi 40% arang sekam padi dan 60% zeolit yang disinter pada suhu 1000 °C diperoleh bentuk partikel tidak beraturan, berkisar antara 1–10 µm dan ukuran pori bisa mencapai 20 mikron.

P. Sebayang, dkk. : Pembuatan Bahan Filter ...

Daftar Pustaka (1) Rambo, C.R., et al. 2006, ”Biomorphous Ceramics as Porous Supports for Zeolit Coating”. Exacta, Sao Paulo, Vol. 4, No. 2, pp: 297–308, Jul./Dez, (2) http://www.wikipedia.org/zeolit, 2009 (3) Wigayati, Etty Marti, dan P. Sebayang. 1997. ”Pre­parasi Keramik Berpori dari Zeolit Alam dan Karakterisasinya”. Seminar Nasional Fisika Terapan dan Lingkungan. Serpong, 8 Desember 1997. (4) Tenzin, K., et al. 2009. “Photodegradation of Textile Waste Water using Ultraviolet Irradiation and TiO2/Zeolite System”. Journal of Applied Sciences in Environmental Sanitation, Vol. V, No. N, pp: 52–58. Department of Environmental Engineering, ITS, Surabaya. (5) Anggito P. Tetuko, dkk. 2007. ”Pembuatan dan

Karakterisasi Keramik Berpori dari Tanah Liat dan Limbah Lumpur Padat (Sludge) Untuk Aplikasi Filter Air”. Prosiding Seminar Nasional Metalurgi dan Material, Departemen Metalurgi dan Material. Depok: UI. (6) Sebayang, Perdamean dan Anggito P. Tetuko, 2006. “Pengaruh Penambahan Serbuk Kayu Terhadap Karakteristik Keramik Cordierite Berpori Seba­gai Bahan Filter Gas Buang”. Prosiding Sim­posium Fisika Nasional XXI, Makasar 13–14 September 2006 (7) Muljadi, P. Sebayang, dan H. K. Sujono. 2000. “Pengaruh Suhu Sintering Terhadap Sifat Fisis dan Elektrik dari Keramik Berpori Berbasis NiO-ZrO2 (pada mol ratio 1 : 9)”. Jurnal Bahan Konduktor Padat Indonesia, I(2): 30–32. (8) http://www.refractorn.com/porous_ceramics. asp., 2009.

  105