ii

EKSTRAKSI DAN DEALUMINASI SILIKA DARI AMPAS TEBU

(Bagasse) MENGGUNAKAN ASAM KLORIDA (HCl) SEBAGAI

PREKURSOR UTAMA SINTESIS ZEOLIT ZSM-5

(Skripsi)

Oleh

NUR HASTRIANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2017

ii

ABSTRAK

EKSTRAKSI DAN DEALUMINASI SILIKA DARI AMPAS TEBU

(Bagasse) MENGGUNAKAN ASAM KLORIDA (HCl) SEBAGAI

PREKURSOR UTAMA SINTESIS ZEOLIT ZSM-5

Oleh

NUR HASTRIANA

Pada penelitian ini telah dilakukan ekstraksi silika dari limbah ampas tebu yang

selanjutnya digunakan untuk mensintesis Zeolite Socony Mobile-5 (ZSM-5)

menggunakan metode hidrotermal. Ampas tebu direndam dengan asam sitrat

5%, lalu silika yang terdapat dalam ampas tebu tersebut diekstraksi dengan

metode alkali menggunakan NaOH. Hasil karakterisasi X-Ray Diffraction (XRD)

menunjukkan silika ampas tebu bersifat amorf, hasil Fourier Transform Infrared

(FTIR) menunjukkan adanya gugus Si-O-Si dan Si-OH dalam silika ampas tebu,

serta hasil X-Ray Fluorosence (XRF) menunjukkan silika ampas tebu mempunyai

rasio Si/Al 4.631. Nilai rasio Si/Al tersebut masih rendah sedangkan untuk

mensintesis zeolit ZSM-5 dibutuhkan silika dengan rasio Si/Al yang tinggi yaitu

10-100. Untuk menaikkan rasio Si/Al silika, maka dilakukan dealuminasi

menggunakan HCl. Diperoleh kondisi optimumnya yaitu pada HCl 1 M dengan

rasio Si/Al 34.733. Hasil karakterisasi XRD kedua zeolit menunjukkan adanya

puncak sekitar 2θ=7, 8, 9, 23, 24°. Zeolit ZSM-5 dari silika hasil dealuminasi HCl 1

M mempunyai tingkat kristalinitas lebih rendah dibandingkan zeolit ZSM-5 dari

silika komersial yang ditunjukkan dengan rendahnya intensitas ketajaman

puncak dan terdapatnya 2 fasa pada hasil karakterisasi Scanning Electron

Microscope (SEM). Selain itu hasil karakterisasi SEM juga menunjukkan bahwa

morfologi kristal dari kedua zeolit ZSM-5 berbentuk sedikit bulat dengan ukuran

kristal yang relatif seragam. Jadi dapat disimpulkan bahwa pada penelitian ini

berhasil mensintesis zeolit ZSM-5 dari silika ampas tebu. Kata kunci: ampas tebu,

abu ampas tebu, ekstraksi, dealuminasi silika, zeolit ZSM-5.

ii

ABSTRACT

SILICA EXTRACTION AND DEALUMINATION FROM SUGARCANE

(Bagasse) USING CHLORIDE ACID (HCl) AS MAIN PRECURSOR OF

ZEOLITE ZSM-5 SYNTHESIS

By

NUR HASTRIANA

It has been carried out the research of the extraction of silica from Sugarcane

Bagasse Ash (SCBA) then used to synthesize Zeolite Socony Mobile-5 (ZSM-5)

using hydrothermal method. The Sugarcane Bagasse Ash was soaked with citric

acid 5%, then silica existed in the bagasse was extracted with alkaline method

using NaOH. The results of characterization X-Ray Diffraction (XRD) showed the

silica bagasse are amorphous phase, characterization of Fourier Transform

Infrared (FTIR) showed the Si-O-Si and Si-OH group in silica, and

characterization of X-Ray Fluorescence (XRF) showed silica having Si/Al ratio

4.631. The Si/Al ratio is still low to synthesize ZSM-5 zeolite, while to

synthesize ZSM-5 zeolite needs the higher Si/Al ratio of 10-100. To increase the

Si/Al ratio of silica, dealumination was carried out with HCl. The optimum

condition is obtained at was HCl 1 M with Si/Al ratio 34.733. The results of

characterization XRD of zeolites showed a peaks at 2θ = 7, 8, 9, 23, 24°. The

results of ZSM-5 zeolite from dealumination of silica with HCl 1 M has the lower

grade of crystallinity than ZSM-5 zeolite from commercial silica indicated by the

lower intensity of peak sharpness and it has 2 phase from the SEM

characterization. Furthermore, characterization of SEM has showed that

morphology of crystal from both of ZSM-5 zeolite has in relatively uniform

spherical shaped of crystal. So it can be concluded that the zeolite ZSM-5 from

bagasse silica was successfully synthesized.

Keywords: bagasse, bagasse ash, extraction, silica dealumination, ZSM-5 zeolite.

ii

EKSTRAKSI DAN DEALUMINASI SILIKA DARI AMPAS TEBU

(Bagasse) MENGGUNAKAN ASAM KLORIDA (HCl) SEBAGAI

PREKURSOR UTAMA SINTESIS ZEOLIT ZSM-5

Oleh

NUR HASTRIANA

(Skripsi)

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar

SARJANA SAINS

Pada

Jurusan Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2017

ii

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Desa , Kecamatan Pakuan Ratu

yang berada dalam wilayah Kabupaten Way Kanan,

Provinsi Lampung pada 23Agustus 1995 sebagai

anak ke dua dari dua bersaudara pasangan Bapak

Wan Hanafi dan Ibu Yuyun Midayati. Akan tetapi

Penulis dibesarkan di Desa Selorejo, Kecamatan

Batanghari, Kabupaten Lampung Timur. Penulis

menyelesaikan sekolah dasar di SD Negeri 3 Sribasuki pada tahun 2007.

Kemudian melanjutkan pendidikan ke SMP Negeri 1 Batanghari dan lulus

pada tahun 2010. Selanjutnya, Penulis diterima di SMA Negeri 2 Sekampung

dan lulus pada tahun 2013.

Pada tahun 2013 Penulis diterima sebagai mahasiswa Jurusan Kimia FMIPA

Universitas Lampung melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi

Negeri (SNMPTN).. Selama kuliah Penulis mendapatkan beasiswa Bidik Misi

dan termasuk ke dalam penerima Bidik Misi angkatan keempat angkatan

keempat. Selama menjadi mahasiswa, Penulis juga pernah menjadi asisten

praktikum mata kuliah Kimia Anorganik 2 angkatan 2014 tahun 2016 dan

asisten Kimia Anorganik 1 angkatan 2015 tahun 2017. Selain itu Penulis juga

ii

mengikuti beberapa aktivitas organisasi, dimulai dengan menjadi Kader Muda

Himaki (KAMI) periode 2013-2014, Anggota Muda Rois (AMAR) Fmipa

Unila 2013-2014, anggota Biro Kesekretariatan Himaki FMIPA Unila tahun

2014-2015, anggota Biro Keputrian ROIS FMIPA Unila tahun 2014-2015,

dan Sekretaris Biro Kesekretariatan Himaki FMIPA Unila tahun 2015-2016.

ii

MOTTO

MAN JADDA WAJADA

Siapa bersungguh-sungguh pasti berhasil

MAN SHABARA ZHAFIRA

Siapa yang bersabar pasti beruntung

MAN SARA ALA DARBI WASHALA

Siapa menapaki jalan-Nya akan sampai ke tujuan

Tidak Ada Kata Gagal Yang Ada Hanya

Kata Sukses Atau Belajar

(Anonim)

“Nonthing Is Impossible”

Karena

Hasil Tak Akan Menghianati Usaha

ii

PERSEMBAHANKU

Dengan Mengucap

Alhamdulillahirabbil‘alamiin Kepada Allah SWT

Karya kecil yang sangat sederhana ini Penulis persembahkan

Untuk orang-oramg yang tersayang:

Pahlawan Hidup ku Bapak Wan Hanafi dan Ibuku tercinta

Yuyun Midayati yang selalu ada di hatiku

Yang selalu berkorban dan tak pernah bosan memberikan kasih

sayang dan do’a kepadaku sepanjang waktu

Kakakku satu satunya Afi Tika Alif Tiana yang selalu

perhatian,selalu memberikan kasih sayang, mendoakan dan menasihati

Keponakanku satu-satunya yang selalu bikin rindu suasana rumah.

Rasa hormatku kepada:

Dr. Mita Rilyanti, M.Si.

Terima kasih atas ilmu, nasihat, dan telah bersabar dalam

membimbing selama ini

Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia

Atas dedikasi dan seluruh ilmu yang telah diberikan

Sahabat-sahabatku di kampus tercinta Universitas Lampung

Terkhususnya Jurusan Kimia Fmipa

Yang selalu memberikan kasih sayan0g dan dukungan pada ku

Almamater tercintaku

Universitas Lampung

ii

SANWACANA

Alhamdulillahirobil’alamin, segala puji dan syukur kepada Allah SWT yang

telah memberikan rahmat-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan skripsi

yang berjudul ” Ekstraksi dan Dealuminasi Silika dari Ampas Tebu

(Bagasse) Menggunakan Asam Klorida (HCl) Sebagai Prekursor Utama

Sintesis Zeolit” sebagai syarat untuk mencapai gelar Sarjana Sains pada

Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas

Lampung. Shalawat serta salam selalu tercurah kepadaNabi Agung

Muhammad SAW, semoga kita termasuk umatnya yang mendapat syafa’at

beliau di yaumil akhir nanti, aamiin yarabbal’alamin.

Teriring doa setulus hati Penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Terkhusus untuk Malaikat hidupku sekaligus pahlawan hidupku, kedua

orang tuaku Bapak ”Wan Hanafi” dan Ibu ”Yuyun Midayati” atas seluruh

cinta, kasih sayang, kesabaran, ketulusan, keikhlasan dalam

membesarkanku. Terima kasih atas pengorbanan hidupnya yang tak kenal

lelah dalam bekerja, nasihatnya, do’a, dan dedikasi dalam mendidikku

serta menemaniku selama ini. Semoga Allah SWT membalas dengan

jannah-Nya, aamiin Allahumma aamiin;

ii

2. Kakakku Afi Tika Alif Tiana, suaminya Sudarno Budi Setyawan, dan

keponakan kesayanganku Vallent Anggraina Mustika (Yeyen) yang selalu

membuatku rindu dan membuat suasana hati ini gembira, terima kasih atas

seluruh kebersamaan, kepeduliannya, dan kasih sayangnya.

3. Ibu Dr. Mita Rilyanti, M.Si. selaku pembimbing I penelitian saya yang

sangat sabar dalam membimbing, penuh keikhlasan, memberikan arahan,

memotivasi, dan membantu Penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi

ini. Semoga Allah SWT membalas kebaikan ibu dengan jannah-Nya,

aamiin Allahumma aamiin;

4. Ibu Prof. Dr. Buhani, M.Si. selaku pembimbing II penelitian sekaligus

Kepala Laboratorium Kimia Anorganik/Fisik yang sabar dalam

membimbing dan membantu Penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi

ini. Semoga Allah membalas kebaikan Ibu dengan kebaikan serta

keberkahan yang tak ternilai;

5. Bapak Prof. Suharso, Ph. D. selaku pembahas penelitian Penulis atas

nasihat dan bimbingan beliau sehingga skripsi ini dapat terselesaikan.

Semoga Allah membalas kebaikan Bapak dengan kebaikan serta

keberkahan yang tak ternilai;

6. Mbahku, Pak uwek (Mbah Lamidi), Mbok (Mbah Kusmiati), Mbah

kakung (Mbah Daim), dan Mbah Nti (Mbah Sarjiaten) atas kebersamaan

dan kasih sayangnya dalam menyemangatiku menimba ilmu;

7. Bapak Dr. Eng. Suripto Dwi Yuwono, M.T. selaku ketua jurusan Kimia

FMIPA Unila.yang telah memberukan izin penelitian;

ii

8. Bapak Mulyono Ph.D. selaku pembimbing akademik atas bimbingan,

nasihat, dan motivasi yang telah diberikan kepada Penulis;

9. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Unila, terima kasih atas

seluruh ilmu, pengalaman, dan motivasi yang telah diberikan selama

perkuliahan di kampus. Semoga Allah membalasnya dengan kebaikan;

10. Keluarga besar Bapak Muh Sinin, Ibu Sukilah, Mbak Siti Nur Fatimah,

Alm. Mbak Intarti, Ms Edi Siswanto (nadi), dan adek Novita Damayanti

atas seluruh kasih sayang, ketulusan, keikhlasan, do’a, pengorbanan

selama ini, motivasi, dan kebaikannya. Semoga Allah SWT membalas

dengan jannah-Nya, aamiin Allahumma aamiin;

11. Mbak Liza selaku laboran Laboratorium Kimia Anorganik/Fisik atas

bantuannya selama penelitian;

12. Rekan-rekan Laboratorium Kimia Anorganik/Fisik: Fentri Hariyanti,

Murnita Anggraini, Megafhit Puspitarini, Melita Sari, Radho Alkautsar,

Ismi Ambalika, S.Si., Nova Tri Irianti, S.Si., Febri Ardhiyansyah, S.Si.,

Kartika Agus Kusuma, S.Si., Della Mita Andini, S.Si., Eka Setiososari,

Awan Gunaevi, Arief Aulia Rahman, Yulia Arizawati, dan Mita Sasta

Viana yang selalu buat suasana Lab jadi rame;

13. Rekan-rekan berantem sekaligus musuh dari Partner Kimia Fisik penghuni

Laboratorium Kimia Anorganik/Fisik: Renita Susanti (Memble), Widya

Aryani M. (Lepek), Esti Sandra P., Siti Nabila S., Mega Mawarti, Linda

Wati, dan Dewi Rumondang C.PCS., yang selalu berantem mulu, bikin

kesel, tapi juga baek bener. Terima kasih atas kebersamaannya.

ii

14. Rekan-rekan se-angkatan senasib sepenanggungan Kimia 2013 (CHETIR),

yaitu Doddy, Anggun, Jambu, Ahjumma, Cabe, Arief, Arni, Aol, Awan,

Subadi, Paul, Della,S.Si., Citra, Dewi, Dian, Dona, Eka M, Eka, Embung,

Esti, Ezra,S.Si., Celli, Nia, Fatimah,S.Si., Febri,S.Si., Fentri, Fera, Diki,

Fika, Gesa, Herma, Nora, Indah, Inggit, Ambal S.Si.,, Kartika,S.Si., Dd

nisa, Imah,S.Si., Atun, Korina, Kurnia, Linda, Lulu, Dd Bara, Maya,

Mega, Melia, Emak, Mia, Monic, Mawar, Umi, Ridho, Ines, Mb nita,

Nova,S.Si., Mb Nanda, Dilla, Nurma, Nurul, Oci, Tyas, Radho, Renita

(Memble), Eky, Amha, Riska, Kiki, Riyan, Shela.S.Si., Mami, Sinta,

Mbah, Nabil, Bunda, Cuni’, Tika, Gita, Verdi, Netty, Vyna, Mb Balek,

Widya, Yolanda, Yai, Yulia, Yunitri, Yuvicha, Vicka sebagai keluarga

kedua. Semoga tali silaturrahim ini tetap terjaga, tak akan pernah putus,

dan kita semua akan sukses, Aamiin;

15. Teruntuk My Best Partner: terkhusus Fatimah, S.Si., partner setia dari

awal sampai akhir yang selalu ngurus bareng-bareng,dari masuk kuliah

bareng dan kita keluar kuliah bareng,,semoga kita sukses,dan jangan

lupakan masa-masa susah tapi agak indah, yang telah kita lalui bersama,

Anggi Widiawati, dan Indah Tri Y., selaku the best partner yang selalu

membantu, menasehati, dan memberikan motivasi, serta canda tawanya

setiap hari, semoga kita semua sukses dan cepet nyusuul, Aamiin;

16. Teruntuk My Best Friend Fentri Hariyanti atas kasih sayang, nasihat,

motivasi, dan segala kebaikannya yang tak pernah putus, semoga tali

silaturrahim ini tetap terjaga, dan semoga kita berdua bisa sukses, Aamiin,

ii

17. Teruntuk Aulia Pertiwi Tri Yuda (Aol) atas segala kebaikannya,

nasihatnya, selalu ada disaat ku membutuhkan,dan yang selalu membantu

disaat saat kesusahan (baek bener). Semoga Allah membalas kebaikanmu

dengan kebaikan serta keberkahan yang tak ternilai;

18. Teruntuk partner yang tersakiti: Fatimah,S.Si., Nova Tri Irianti,S.Si.,

Febri Ardhiyansyah,S.Si, terima kasih atas kebersamaannya selama ini

dalam melalui berbagai proses,baik susah seneng selalu bareng, yang

gupek bareng,jangan lupakan masa-masa saat print skripsi, dan khususnya

saat-saat memperjuangkan kebebasan,sungguh melelahkan tapi akhirnya

kita dapat ujung yang membahagiakan meski tak sesuai dengan ekspetasi

kita, dan partner tikung Ismi Ambalika,S.Si.,terima kasih yang telah

duluan,meninggalkan kami berempat, tapi jadi panutan kita;

19. Bagasse Research Group: Devi, Icha, Arum, Ainun, dan Cindy, tetaplah

semangat menjalani proses;

20. Keluarga besar Abah Hamim dan Ibu Rosdian, Batin Angga Harosa, Icha

Febriska, Rama, Arga Junero selaku induk semang dalam Kuliah Kerja

Nyata (KKN), dan teman-teman KKN Ega, Liza, Ali, Aldo, Feri. Atas

kasih sayangnya dan segala kebaikannya;

21. Kakak-kakak angkatan 2012, terkhususnya Mb Ajeng Wulandari,S.Si.,

adik-adik angkatan 2014, 2015, 2016 terkhususnya Laili dan Aisyah,

terima kasih atas semangat dan dukungannya;

22. Terima kasih banyak untuk seluruh pihak yang membantu Penulis dalam

proses penyelesain skripsi ini, yang tidak bisa disebutkan satu persatu.

Semoga kebaikannya mendapat balasan dari Allah SWT.

ii

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih terdapat banyak

keurangan dan atas segala kebaikan Bapak/Ibu/Sdr/i, semoga Allah SWT

membalasnya dengan pahala yang berlipat ganda, Aamiin.

Bandar Lampung, 11 Juli 2017

Penulis,

Nur Hastriana

ii

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL ................................................................................. iii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................. v

I. PENDAHULUAN ............................................................................ 1

A. Latar Belakang ............................................................................. 1

B. Tujuan Penelitian .......................................................................... 7

C. Manfaat Penelitian ........................................................................ 8

II. TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 9

A. Ampas Tebu ................................................................................. 9

B. Silika ............................................................................................ 11

C. Ekstraksi Silika ............................................................................. 12

D. Metode Thermal ........................................................................... 15

E. Metode Non Thermal .................................................................... 15

F. Dealuminasi .................................................................................. 16

G. Zeolit ............................................................................................ 20

H. Zeolit ZSM-5 ................................................................................ 23

I. Sintesis Zeolit ................................................................................ 25

J. Sintesis Hidrotermal ...................................................................... 29

K. X-Ray Diffraction (XRD) ............................................................. 30

L. Spektroskopi Inframerah (FTIR) .................................................. 32

M. X- Ray Fluorosence (XRF) .......................................................... 33

N. Scanning Electron Microscope (SEM) ........................................ 33

III. METODOLOGI PENELITIAN ................................................... 35

A. Waktu dan Tempat ....................................................................... 35

B. Alat dan Bahan ............................................................................. 35

C. Prosedur Penelitian ....................................................................... 36

1. Ekstraksi dan Dealuminasi Silika dari Ampas Tebu ............... 36

ii

2. Karakterisasi Silika .................................................................... 37

3. Sintesis Zeolit ZSM-5 ................................................................ 38

a. Sintesis zeolit ZSM-5 dari silika komersial ........................... 38

b. Sintesis zeolit ZSM-5 dari silika hasil ekstraksi ampas tebu

yang didealuminasi HCl 1 M .................................................. 39

4. Karakterisasi Zeolit.................................................................... 41

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................... 42

A. Ekstraksi dan Dealuminasi Silika dari Ampas Tebu .................... 42

B. Karakterisasi Silika ...................................................................... 51

1. Karakterisasi X-Ray Diffraction (XRD) ................................... 51

2. Karakterisasi Fourier Transform Infrared (FTIR) ................... 53

3. Karakterisasi X-Ray Fluorosence (XRF) .................................. 56

C. Sintesis zeolit ZSM-5 ................................................................... 61

1. Sintesis zeolit ZSM-5 dari silika komersial.............................. 61

2. Sintesis zeolit ZSM-5 dari silika hasil ekstraksi ampas tebu

yang didealuminasi HCl 1 M ..................................................... 63

D. Karakterisasi Zeolit ...................................................................... 64

1. Karakterisasi X-Ray Diffraction (XRD) ................................... 64

2. Karakterisasi X-Ray Fluorosence (XRF) .................................. 68

3. Karakterisasi Scanning Electron Microscope (SEM)............... 70

V. KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................ 73

A. Kesimpulan .................................................................................. 73

B. Saran ............................................................................................. 74

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................ 75

LAMPIRAN ........................................................................................... 81

iv

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Komposisi kimia ampas tebu ............................................................... 10

2. Komposisi kimia abu ampas tebu ......................................................... 11

3. Data zeolit tipe MFI ............................................................................. 23

4. Data zeolit tipe ZSM-5 ......................................................................... 23

5. Komposisi molar pereaksi untuk sintesis zeolit ZSM-5 dari silika

komersial ............................................................................................... 38

6. Perhitungan komposisi molar pereaksi untuk sintesis zeolit ZSM-5

dari silika komersial .............................................................................. 39

7. Komposisi molar pereaksi untuk sintesis zeolit ZSM-5 dari silika

Hasil ekstraksi ampas tebu yang didealuminasi HCl 1 M..................... 40

8. Perhitungan komposisi molar pereaksi untuk sintesis zeolit ZSM-5

dari silika hasil ekstraksi ampas tebu yang didealuminasi HCl 1 M..... 41

9. Hasil proses dealuminasi silika ampas tebu .......................................... 48

10. Data pengurangan berat silika selama proses dealuminasi HCl............ 50

11. Hasil karakterisasi XRF silika ............................................................... 57

12. Perhitungan komposisi molar pereaksi untuk sintesis zeolit ZSM-5

dari silika komersial .............................................................................. 59

13. Hasil karakterisasi XRF zeolit .............................................................. 69

14. Data pola XRD zeolit ZSM-5 komersial ............................................... 86

iv

15. Data puncak XRD zeolit ZSM-5 komersial ........................................... 86

16. Data puncak XRD zeolit ZSM-5 dari silika hasil ekstraksi ampas

tebu yang didealuminasi HCl 1 M ......................................................... 89

iv

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Ampas tebu ............................................................................................ 9

2. Abu ampas tebu (SCBA) ....................................................................... 10

3. Mekanisme reaksi pembentukan natrium silikat (Na2SiO3) .................. 13

4. Mekanisme reaksi pembentukan siloksan .............................................. 14

5. Struktur tetrahedral zeolit ...................................................................... 21

6. Reaksi pembentukan zeolit .................................................................... 22

7. Mekanisme secara kasar pembentukan zeolit sintesis ........................... 22

8. Difraktogram standar ZSM-5 ................................................................. 24

9. Susunan tiga dimensi dari zeolit ZSM-5 ................................................ 25

10. Skema representasi dari dimensi zeolit ZSM-5 ..................................... 25

11. Autoklaf (alat sintesis secara hidrotermal)............................................. 29

12. (a) Ampas tebu sebelum perlakuan asam sitrat 5%, (b) Perlakuan

asam ampas tebu dengan asam sitrat 5%, (c) Penyaringan ampas tebu

setelah perlakuan asam sitrat 5%, (d) Ampas tebu kering setelah

perlakuan asam sitrat 5% ....................................................................... 43

13. Abu ampas tebu hasil pembakaran suhu 600°C ..................................... 44

14. (a) Abu ampas tebu sebelum pemanasan, (b) Pemanasan abu ampas

tebu dengan NaOH 2 M pada suhu 80°C dan diaduk sampai mendidih,

(c) Penyaringan abu ampas tebu setelah pemanasan dengan NaOH

2 M, (d) Filtrat hasil penyaringan .......................................................... 45

iv

15. (a) Kondisi larutan saat hidrogel silika mulai terbetuk, (b) Pengendapan

hidrogel silika setelah larutan didiamkan selama 24 jam, (c) Serbuk

silika hasil ekstraksi ............................................................................... 47

16. Grafik pengurangan berat silika selama proses dealuminasi ................. 50

17. Difraktogram XRD silika hasil ekstraksi ampas tebu ............................ 52

18. Spektrum FTIR silika ............................................................................. 54

19. Grafik nilai rasio Si/Al silika ................................................................. 60

20. Zeolit ZSM-5 dari silika komersial (LUDOX) ...................................... 62

21. Zeolit ZSM-5 dari silika hasil ekstraksi ampas tebu yang didealuminasi

HCl 1 M ................................................................................................. 64

22. (a) Difaktogram XRD standar zeolit ZSM-5, (b) Difaktogram XRD

zeolit ZSM-5 dari silika komersial......................................................... 65

23. (a) Difaktogram XRD standar zeolit ZSM-5, (b) Difaktogram XRD

zeolit ZSM-5 dari silika komersial, (c) Difaktogram XRD zeolit

ZSM-5 dari silika hasil ekstraksi ampas tebu yang didealuminasi

HCl 1 M ................................................................................................. 66

24. (a & b) SEM zeolit ZSM-5 dari silika komersial, (c & d) SEM

zeolit ZSM-5 dari silika hasil ekstraksi ampas tebu yang

didealuminasi HCl 1 M .......................................................................... 71

25. Difraktogram zeolit ZSM-5 komersial ................................................... 86

26. Difraktogram zeolit ZSM-5 dari silika hasil ekstraksi ampas tebu yang

didealuminasi HCl 1 M .......................................................................... 89

27. Grafik FTIR silika ampas tebu ............................................................... 91

28. Data XRF silika ampas tebu................................................................... 92

29. Grafik XRF silika ampas tebu ................................................................ 92

30. Data XRF silika hasil dealuminasi HCl 0,1 M....................................... 93

iv

31. Grafik XRF silika hasil dealuminasi HCl 0,1 M .................................... 93

32. Data XRF silika hasil dealuminasi HCl 1 M.......................................... 94

33. Grafik XRF silika hasil dealuminasi HCl 1 M ....................................... 94

34. Data XRF silika hasil dealuminasi HCl 3 M.......................................... 95

35. Grafik XRF silika hasil dealuminasi HCl 3 M ....................................... 95

36. Data XRF zeolit ZSM-5 dari silika komersial ....................................... 96

37. Data XRF zeolit ZSM-5 dari silika hasil ektraksi ampas tebu yang

didealuminasi HCl 1 M .......................................................................... 96

38. Grafik XRF zeolit ZSM-5 dari silika hasil ektraksi ampas tebu yang

didealuminasi HCl 1 M .......................................................................... 97

1

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Perkebunan tebu di Indonesia pada tahun 2012 menempati luas mencapai 375

ribu hektar yang tersebar di Lampung, Medan, Solo, Tegal, dan Mojokerto

(Li-An’Amie dan Nugraha, 2014). Tanaman tebu digunakan sebagai bahan

baku untuk industri pembuatan gula. Pada proses produksi gula, batang tebu

dihancurkan untuk mengekstrak jus tebu yang kemudian diproses menjadi

gula. Sisa-sisa batang tebu yang telah hancur dan patah, dikenal dengan

ampas tebu (Sugarcane Bagasse/ SCB), selanjutnya dibuang sebagai sampah.

Suatu pabrik gula menghasilkan ampas tebu dalam jumlah yang banyak.

Sekitar 3 ton ampas tebu dihasilkan dari setiap 10 ton tebu (Hajiha and Sain,

2015). Nilai rata-rata setiap tahunnya dihasilkan 54 juta ton ampas tebu di

seluruh dunia (Ju et al., 2011). Kemudian untuk produksi tebu di Indonesia

berdasarkan Departemen Pertanian yaitu sebesar 33 juta ton setiap tahun

(Dirjenbun, 2014), maka pabrik gula yang ada di Indonesia berpotensi

menghasilkan ampas tebu rata-rata sekitar 9,90-11,22 juta ton setiap tahun

(Husin, 2007). Selanjutnya berdasarkan hasil survei di PT. Gunung

Plantations, Lampung, minimal ampas tebu yang dihasilkan dari industri gula

2

mencapai 100 ton setiap tahunnya, dan diperkirakan untuk PT. Gula Putih

Mataram dan PT. Indo Lampung juga memiliki kapasitas menghasilkan ampas

tebu yang sama (Wyman,1994).

Limbah ampas tebu yang dihasilkan dapat mengganggu lingkungan apabila

tidak dimanfaatkan. Selama ini pemanfaatan ampas tebu hanya terbatas untuk

makan ternak, bahan baku pembuatan pupuk, pulp, dan untuk bahan bakar

boiler di pabrik gula. Nilai ekonomi yang diperoleh dari pemanfaatan tersebut

masih cukup rendah (Wijayanti, 2009; Indriani dan Sumiarsih, 1992).

Kemudian lebih lanjut lagi menurut Husin (2007), hasil analisis serat ampas

tebu mengandung silika sebesar 3,01%. Apabila dalam satu tahun PT.

Gunung Plantations, Lampung, minimal dapat menghasilkan ampas tebu

sebanyak 100 ton (Wyman, 1994), maka dari jumlah ampas tebu tersebut

dapat diperkirakan setiap tahunnya juga dapat diperoleh silika sebanyak 3 ton.

Jumlah silika yang diperoleh dari ampas tebu tersebut sudah cukup banyak.

Senyawa silika tersedia di alam dengan jumlah yang melimpah (Affandi et al.,

2009). Silika khususnya dalam bidang kimia digunakan sebagai adsorben

untuk senyawa-senyawa polar, desikan, pengisi pada kolom kromatografi,

sebagai isolator, dan sebagai katalis (Hindryawati dan Alimuddin, 2010;

Mujianti et al., 2010). Silika mempunyai beberapa sifat yaitu mempunyai

kestabilan termal dan mekanik yang cukup tinggi (Shriver et al., 1990), serta

mampu menyerap lembab tanpa mengubah kondisi suatu zat, sehingga silika

banyak digunakan sebagai zat pengering seperti menjaga kelembaban

makanan, obat-obatan, bahan sensitif, elektronik, dan film (Kalapathy et al.,

3

2000). Salah satu cara untuk mendapatkan silika murni dari suatu biomassa

yaitu dengan proses ekstraksi menggunakan metode alkali (NaOH). Hal ini

menyebabkan studi dan penelitian terkait ekstraksi silika dan aplikasinya

berkembang sangat luas. Salah satu di antaranya yaitu ekstraksi silika dari

biomassa, berupa ampas tebu (bagasse).

Dalam penelitian ini, dilakukan ekstraksi silika dari abu ampas tebu

menggunakan larutan alkali yaitu NaOH. Hal ini dikarenakan NaOH

mempunyai sifat alkali yang tinggi sehingga dapat meningkatkan kelarutan

silika (Moises et al., 2013). Selain itu, metode ekstraksi dengan larutan alkali

(NaOH) merupakan metode yang mudah, biayanya relatif murah (Kalapathy

et al., 2000; Daifullah et al., 2003), sederhana, dan tidak membutuhkan energi

yang besar untuk menghasilkan natrium silikat yang merupakan bahan baku

pembuatan silika (Iler, 1979; Affandi et al., 2009).

Secara umum ekstraksi silika dengan larutan alkali (NaOH) dari abu ampas

tebu dapat ditingkatkan atau dipermudah dengan dilakukannya proses

pretreatment terhadap ampas tebu. Proses pretreatment ampas tebu ini dapat

dilakukan secara thermal (pembakaran) dan secara non-thermal (tanpa

pembakaran). Beberapa penelitian telah melakukan ekstraksi silika dengan

proses pretreatment ampas tebu secara thermal dan hasil pembakaran ampas

tebu menghasilkan abu ampas tebu yang mengandung kadar silika cukup

tinggi (Souza et al., 2011). Pada proses pretreatment ampas tebu secara

thermal kadar silikanya lebih tinggi dibandingkan dengan pretreatment ampas

tebu secara non-thermal.

4

Jadi silika dari ampas tebu tersebut baik melalui proses pretreatment secara

thermal maupun non-thermal dapat dijadikan sebagai sumber silika untuk

sintesis material berbasis silika seperti sintesis zeolit (Moises et al., 2013).

Hal tersebut dikarenakan jika ampas tebu tersebut diproses lebih lanjut

menjadi abu ampas tebu (Sugarcane Bagasse Ash/ SCBA), kandungan

silikanya menjadi lebih tinggi lagi sekitar 50-70% (Souza et al., 2011). Akan

tetapi meski kandungan silika dalam limbah ampas tebu lebih sedikit yaitu

3,01%, tetapi dapat menghasilkan silika dengan jumlah yang cukup banyak

juga yaitu dari 100 ton ampas tebu dapat diperoleh 3 ton silika setiap

tahunnya. Hal tersebut sudah cukup baik untuk pemanfaatan suatu limbah

ampas tebu.

Zeolit merupakan material berpori yang banyak diaplikasikan dalam berbagai

bidang, diantaranya sebagai adsorben, katalis, penukar ion, penyaring

molekul, dan aplikasi baru dalam bidang sensor kimia, elektronik, magnetik,

dan kesehatan (Cejka et al., 2007). Hal ini menyebabkan studi dan penelitian

mengenai sintesis, modifikasi, dan aplikasi zeolit telah berkembang sangat

luas. Pada penelitian sebelumnya (Aisyah, 2015), silika yang diperoleh dari

hasil ekstraksi ampas tebu tanpa perlakuan asam sitrat 5% mengandung fasa

kristalin dan pada penelitian tersebut telah berhasil mensintesis zeolit analsim

(ANA) secara hidrotermal. Zeolit hasil sintesis dari silika abu ampas tebu

menghasilan kristal analsim murni tanpa adanya kehadiran fasa lain sebagai

pengotor dan zeolit analsim mempunyai aplikasi yang terbatas. Oleh karena

itu diperlukan zeolit yang mempunyai aplikasi yang lebih luas, seperti ZSM-5.

Akan tetapi penelitian mengenai sintesis zeolit ZSM-5 dari silika ampas tebu

5

belum berkembang secara meluas, maka dari itu pada penelitian ini dilakukan

sintesis zeolit ZSM-5 dari silika ampas tebu.

Zeolit merupakan material mikropori kristalin tiga dimensi tersusun atas

struktur tetrahedral silika (SiO4) dan alumina (AlO4)ˉ membentuk suatu

kerangka (framework) yang mempunyai pori dan rongga (Atta et al., 2012).

Pori dan rongga pada zeolit terisi oleh kation dan molekul air yang dapat

bergerak bebas (Lestari, 2010). Zeolit dapat terjadi secara alami namun dapat

juga disintesis dalam skala laboratorium. Aluminium dalam kedua jenis zeolit

tersebut berperan sebagai sumber pusat asam yang menjadi pusat aktif

perengkahan. Semakin banyak aluminium (rasio Si/Al menurun) dalam

kerangka zeolit , maka semakin rendah konsentrasi pusat asam zeolit tersebut.

Kemudian untuk setiap jenis zeolit itu mempunyai batas rasio Si/Al yang

optimum, dimana jika rasio Si/Al >10 maka akan semakin bagus kualitas

zeolitnya, contohnya zeolit ZSM-5 (Triantafillidis et al., 2000).

ZSM-5 merupakan zeolit yang memiliki rasio Si/Al tinggi (Si/Al 10-100)

dengan bentuk framework Mobile Five-1 (MFI) dan rumus umum

Nan(AlO2)n(SiO2)96-n.16 H2O. ZSM-5 mempunyai struktur pori dua dimensi

yang menyilang, dua jenis pori, dan keduanya dibentuk oleh oksigen cincin

enam. Jenis pori yang pertama berbentuk lurus dan elips. Jenis pori yang

kedua porinya lurus pada sudut kanan, polanya zig-zag dan melingkar. ZSM-

5 merupakan salah satu zeolit dengan kerangka tipe MFI (Petushkov et al.,

2011). Zeolit ZSM-5 memiliki pori berukuran sedang (5,1-5,55 Å), dan

channel 3 dimensi. Selain itu zeolit ZSM-5 memiliki selektivitas yang unik,

6

sifat asam, dan kestabilan termal yang tinggi. Sifat-sifat ini membuat zeolit

ZSM-5 banyak digunakan di bidang katalitik (Cejka and Bekkum, 2005).

Untuk mensintesis zeolit dengan rasio Si/Al tinggi yaitu ZSM-5 maka

dibutuhkan silika dengan rasio Si/Al 10-100. Silika dari ampas tebu telah

mengandung alumunium tetapi masih dalam jumlah yang tinggi. Maka dari

itu, agar silika dari ampas tebu tersebut dapat digunakan sebagai sumber silika

langsung untuk sintesis zeolit dengan rasio Si/Al tinggi, perlu dilakukannya

dealuminasi silika terlebih dahulu.

Dealuminasi merupakan salah satu metode aktivasi secara kimia yang dapat

menaikkan rasio Si/Al. Kenaikan rasio Si/Al tersebut akan mempengaruhi

sifat zeolit yaitu terjadinya perubahan medan magnet elektrostatik dalam

zeolit sehingga mempengaruhi interaksi adsorpsi zeolit, zeolit bersilika tinggi

(ZSM-5) stabil hingga temperatur 1300 K, zeolit bersilika tinggi lebih stabil

dalam lingkungan asam kuat, kekuatan asam akan meningkat, dan volume

serta luas permukaan mengalami peningkatan.

Proses dealuminasi dapat dilakukan dengan agen pengkhelat dan perlakuan

asam. Jika dealuminasi dilakukan dengan agen pengkhelat seperti asam etilen

diamin tetra asetat (EDTA), maka senyawa yang dihasilkan berupa senyawa

kompleks dan kita ketahui bahwa pada umumnya senyawa kompleks itu

berupa padatan berwarna. Akan tetapi pada penelitian ini senyawa targetnya

yaitu zeolit murni yang juga berupa padatan. Jika hasilnya sama-sama berupa

padatan, maka untuk memisahkan antara zeolit dengan kompleksnya akan

sulit. Oleh karena itu zeolit yang akan dihasilkan tidak murni, dikarenakan

7

masih bercampur dengan kompleks EDTA. Selanjutnya jika dealuminasi

dengan perlakuan asam seperti HCl, H3PO4, H2SO4, dan HNO3, maka asam

tersebut dapat menyebabkan terjadinya penurunan jumlah kation, peningkatan

rasio Si/Al, serta senyawa yang dihasilkan bukan senyawa kompleks, sehingga

diperoleh zeolit yang murni. Setelah perlakuan asam tersebut volume dan luas

permukaan juga akan mengalami peningkatan (Ertan and Ozkan, 2005).

Berdasarkan uraian di atas, maka pada penelitian ini dealuminasi silika

dilakukan dengan perlakuan asam yaitu asam klorida. Asam klorida tersebut

divariasikan konsentrasinya untuk mengetahui pengaruh konsentrasi terhadap

proses dealuminasi silika, sehingga diperoleh kondisi optimum proses

dealuminasi silika. Kemudian asam klorida digunakan karena mempunyai

konstanta disosiasi yang lebih besar dibandingkan asam sulfat. Hal ini

menyebabkan asam klorida lebih cepat melepaskan proton ke larutan,

sehingga proses dealuminasi akan meningkat (Pardoyo et al., 2013). Dapat

meningkatnya rasio Si/Al silika yang berkisar antara 10-100 maka

mempermudah proses sintesis zeolit ZSM-5, sehingga proses sintesis zeolit

menjadi lebih efektif.

B. Tujuan Penelitian

Tujuan dari dilakukannya penelitian ini antara lain:

1. Mengekstraksi silika dari ampas tebu menggunakan larutan alkali dengan

perendaman asam sitrat 5%.

2. Mempelajari pengaruh konsentrasi asam klorida terhadap nilai rasio Si/Al

silika ampas tebu.

8

3. Mengkarakterisasi silika hasil ekstraksi ampas tebu dan dealuminasi asam

klorida menggunakan X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform

Infrared (FTIR), dan X-Ray Fluorosence (XRF).

4. Melakukan sintesis zeolit ZSM-5 secara hidrotermal dengan sumber silika

dari hasil ekstraksi ampas tebu yang didealuminasi asam klorida.

5. Mengkarakterisasi zeolit hasil sintesis menggunakan X-Ray Diffraction

(XRD), X-Ray Fluorosence (XRF), dan Scanning Electron Microscope

(SEM).

C. Manfaat Penelitian

Manfaat dari dilakukannya penelitian ini adalah diperolehnya konsentrasi

optimum asam klorida untuk mendealuminasi silika dari hasil ekstraksi ampas

tebu yang selanjutnya akan digunakan sebagai sumber silika untuk

mensintesis zeolit ZSM-5 dengan metode hidrotermal.

10

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Ampas Tebu

Ampas tebu merupakan limbah yang dihasilkan dari industri gula dan etanol

(Huang et al., 2012). Ampas tebu berbentuk serat-serat pendek yang

mengandung air dan sejumlah kecil padatan yang dapat larut seperti yang

disajikan pada Gambar 1.

Gambar 1. Ampas tebu.

Secara umum, ampas tebu memiliki ukuran panjang 1,2 mm (Hajiha and Sain,

2015). Selain itu Husin (2007) menambahkan, berdasarkan data dari Pusat

Penelitian Perkebunan Gula Indonesia (P3GI) limbah ampas tebu yang

dihasilkan dari pabrik gula sebanyak 32% dari berat tebu giling. Diperkirakan

juga sekitar 1,8 juta ton pertahun limbah ampas tebu dapat dihasilkan dari

pabrik gula dan diperkirakan sebanyak 45% dari ampas tebu tersebut belum

dimanfaatkan, sehingga dapat mengganggu lingkungan.

9

10

Ampas tebu mengandung beberapa komponen kimia, salah satunya silika.

Menurut Husin (2007) hasil analisis serat ampas tebu adalah seperti pada

Tabel 1 berikut ini:

Tabel 1. Komposisi kimia ampas tebu.

Kandungan Kadar (%)

Abu 3,82

Lignin 22,09

Selulosa 37,65

Sari 1,81

Pentosan 27,97

SiO2 3,01

Selanjutnya abu ampas tebu mengandung kadar silika yang cukup tinggi yaitu

sekitar 50-70%. Kandungan silika dalam abu ampas tebu tidak mempunyai

nilai yang pasti, berbeda-beda berdasarkan jenis tanah area tebu tersebut

ditanam (Souza et al., 2011). Abu ampas tebu yang disajikan pada Gambar 2,

mengandung material sampah padat yang kaya dengan silika kristalin (Faria et

al., 2012).

Gambar 2. Abu ampas tebu (SCBA).

11

Kemudian komposisi dari abu ampas tebu yaitu dapat dilihat pada Tabel 2 di

bawah ini:

Tabel 2. Komposisi kimia abu ampas tebu.

Komposisi Berat (%)

SiO2 73,5

Al2O3 7,6

Fe2O3 2,7

CaO 3,0

MgO 2,6

K2O 7,1

P2O3 1,7

(sumber: Paturau dalam Setyawan, 2006:4)

Berdasarkan uraian di atas, maka diperlukan usaha untuk memanfaatkan

limbah ampas tebu secara optimal yaitu diproses lebih lanjut menjadi silika.

B. Silika

Silika merupakan senyawa kimia yang tersedia di alam dan secara kuantitatif

memiliki jumlah yang melimpah (Sunardi, 2006). Salah satu penyusun silika

adalah unsur Si, dimana unsur Si merupakan unsur kedua terbesar di kerak

bumi setelah oksigen dan sebagian besar terdapat di dalam tanah (Husnain,

2010). Silika secara umum digunakan di berbagai industri (industri pasta gigi,

perawatan kulit, dan pelapisan kertas) baik sebagai produk akhir maupun

sebagai bahan penunjang proses industri (Affandi et al., 2009). Selain itu

khususnya dalam bidang kimia, silika digunakan sebagai adsorben untuk

senyawa-senyawa polar, desikan, pengisi pada kolom kromatografi,

12

sebagai isolator, dan sebagai katalis (Hindryawati dan Alimuddin, 2010;

Mujianti et al., 2010).

Silika mempunyai beberapa sifat yaitu mempunyai kestabilan termal dan

mekanik yang cukup tinggi (Shriver et al., 1990), serta mampu menyerap

lembab tanpa mengubah kondisi suatu zat, sehingga silika banyak digunakan

sebagai zat pengering seperti menjaga kelembaban makanan, obat-obatan,

bahan sensitif, elektronik, dan film (Kalapathy et al., 2000). Berdasarkan

uraian tentang banyaknya manfaat dari silika di atas, maka perlu dilakukannya

usaha untuk memperbanyak jumlah silika. Salah satunya yaitu menggunakan

metode ekstraksi. Melalui metode ekstraksi dapat diperoleh silika murni dan

dari silika hasil ekstraksi ini dapat digunakan lebih lanjut sebagai sumber

silika untuk sintesis zeolit (Cejka et al., 2007). Hal ini menyebabkan studi dan

penelitian terkait ekstraksi silika dan aplikasinya berkembang sangat luas.

Salah satu di antaranya yaitu ekstraksi silika dari biomassa, berupa ampas

tebu.

C. Ekstraksi Silika

Silika dari suatu biomassa seperti ampas tebu dapat diperoleh dengan cara

ekstraksi. Metode ekstraksi silika dari ampas tebu dilakukan dengan larutan

alkali yaitu NaOH, karena NaOH mempunyai sifat alkali yang tinggi sehingga

dapat meningkatkan kelarutan silika (Moises et al., 2013). Selain itu, metode

ekstraksi dengan larutan alkali (NaOH) merupakan metode yang mudah,

biayanya relatif murah (Kalapathy et al., 2000; Daifullah et al., 2003),

sederhana, dan tidak membutuhkan energi yang besar untuk menghasilkan

13

natrium silikat yang merupakan bahan baku pembuatan silika (Iler, 1979;

Affandi et al., 2009). Ekstraksi silika menggunakan larutan NaOH dilakukan

dengan dipanaskan pada suhu 80oC sampai mendidih dan diaduk.

Reaksi yang terjadi yaitu:

SiO2(s) + NaOH(aq) → Na2SiO3(aq) + H2O(l) (a)

(Moises et al., 2013).

Mekanisme yang terjadi selama pembentukan natrium silikat pada proses

ekstraksi diperkirakan seperti yang disajikan pada Gambar 3.

Gambar 3. Mekanisme reaksi pembentukan natrium silikat (Na2SiO3).

Berdasarkan mekanisme reaksi di atas, NaOH terdisosiasi sempurna

membentuk ion natrium (Na+) dan ion hidroksil (OHˉ). Ion hidroksil (OHˉ)

bertindak sebagai nukleofil yang akan menyerang atom bermuatan

elektropositif yaitu Si dalam SiO2. Kemudian atom O yang bermuatan

elektronegatif akan memutuskan satu ikatan rangkap untuk membentuk

intermediet SiO2OHˉ. Intermediet SiO2OHˉ tersebut akan melepaskan ion H+,

pada atom O akan terjadi pemutusan ikatan rangkap kembali, dan membentuk

SiO32-

. Pada tahap ini akan terjadi dehidrogenasi yaitu ion hidroksil (OHˉ)

yang kedua akan berikatan dengan ion hidrogen (H+) dan membentuk molekul

14

H2O. Selanjutnya molekul SiO32-

yang bermuatan negatif akan diseimbangkan

oleh dua ion Na+ yang ada, sehingga dapat terbentuk natrium silikat (Na2SiO3)

(Brinker and Scherer, 1990).

Penetesan HCl 1 M pada proses pengekstraksian dilakukan sampai terbentuk

hidrogel yaitu pada pH 6, karena pada penelitian sebelumnya (Aisyah, 2015)

pH 6 merupakan kondisi pH optimum pembentukan silika, dimana hidrogel

silika terbentuk pada kondisi asam. Pada penambahan asam klorida ini,

natrium silikat akan bereaksi dengan asam menghasilkan asam silikat dan

ketika dikeringkan akan menghasilkan padatan silika sesuai dengan reaksi di

bawah ini:

Na2SiO3(aq) + nH2O(l) + H+

(aq) → SiO2.nH2O(s) + Na+

(aq) (b)

SiO2.nH2O(s) → SiO2(s) + nH2O(g) (c)

(Moises et al., 2013).

Mekanisme yang terjadi pada pembentukan silika gel dari proses pengasaman

larutan natrium silikat diperkirakan seperti pada Gambar 4.

Gambar 4. Mekanisme reaksi pembentukan siloksan.

Berdasarkan mekanisme reaksi di atas, penambahan asam klorida akan

menyebabkan gugus siloksi (Si-O-) terprotonasi menjadi gugus silanol

15

(Si-OH). Penambahan asam menyebabkan semakin tingginya konsentrasi

proton (H+) dalam larutan natrium silikat dan sebagian gugus siloksi (Si-O-)

akan membentuk gugus silanol (Si-OH). Kemudian gugus silanol tersebut

diserang oleh gugus siloksi dengan bantuan katalis asam membentuk ikatan

siloksan (Si-O-Si). Proses ini terjadi secara cepat dan terus menerus untuk

membentuk jaringan silika (Brinker and Scherer. 1990).

Secara umum ekstraksi silika dengan larutan alkali (NaOH) dari ampas tebu

dapat ditingkatkan atau dipermudah dengan dilakukannya proses pretreatment

terhadap ampas tebu. Proses pretreatment ampas tebu ini dapat dilakukan

secara thermal dan secara non-thermal.

D. Metode Thermal

Metode thermal dilakukan dengan cara pembakaran. Pembakaran ampas tebu

akan menghasilkan abu yang berwarna abu-abu hingga putih untuk

pembakaran yang sempurna dan berwarna kehitaman untuk pembakaran yang

tidak sempurna. Kontrol terhadap temperatur dan lingkungan saat

pembakaran akan memberikan pengaruh terhadap kualitas abu ampas tebu

yang dihasilkan yang terlihat dari ukuran partikel dan luas spesifik

permukaannya. Pembakaran ampas tebu di tempat terbuka dapat

menghasilkan kualitas abu yang buruk dan juga menyebabkan polusi (Chandra

et al., 2012).

E. Metode Non-Thermal

Ekstraksi silika secara non-thermal dapat dilakukan dengan menggunakan

16

bahan kimia yaitu suatu oksidator kuat seperti hidrogen peroksida (H2O2)

atau asam kuat seperti asam sulfat (H2SO4), asam klorida (HCl), dan asam

nitrat (HNO3). Metode non-thermal biasanya diberikan sebagai perlakuan

awal terhadap biomassa untuk menghasilkan silika dengan tingkat kemurnian

yang tinggi. Senyawa-senyawa anorganik yang terdapat dalam ampas tebu

harus dihilangkan sebelum pembakaran karena dapat menghambat

pembentukan silika. Selain senyawa anorganik, perlakuan dengan asam juga

dapat menghilangkan senyawa-senyawa organik seperti selulosa,

hemiselulosa, dan lignin. Melalui hidrolisis terjadi pemecahan ikatan kimia

polisakarida. Akan tetapi, metode non-thermal jarang digunakan karena

proses penghilangan pengotor berlangsung relatif lama, oksidator asam dapat

menyebabkan korosi, butuh perlakuan khusus untuk pembuangan limbah

sehingga membutuhkan biaya yang cukup tinggi (Chandra et al., 2012).

F. Dealuminasi

Salah satu cara untuk menaikkan rasio Si/Al pada zeolit yaitu dengan metode

dealuminasi. Dealuminasi merupakan salah satu metode aktivasi secara

kimia. Aktivasi dapat dilakukan baik secara fisika maupun secara kimia.

Aktivasi secara fisika dilakukan melalui pengecilan ukuran butir, pengayakan,

dan pemanasan pada suhu tinggi. Tujuannya untuk menghilangkan pengotor-

pengotor organik, memperbesar pori, dan memperluas permukaan.

Selanjutnya aktivasi secara kimia dilakukan melalui pengasaman. Tujuannya

untuk menghilangkan pengotor anorganik. Pengasaman ini akan

17

menyebabkan terjadinya pertukaran kation dengan H+

(Ertan and Ozkan,

2005).

Dealuminasi adalah metode komersial yang paling penting untuk

mendapatkan jumlah Al yang diinginkan. Kenaikan rasio Si/Al akan

memberikan pengaruh terhadap sifat-sifat zeolit seperti berikut:

1. Terjadinya perubahan medan magnet elektrostatik dalam zeolit, sehingga

mempengaruhi interaksi adsorpsi zeolit. Zeolit bersilika rendah akan

bersifat hidrofilik sementara zeolit bersilika tinggi bersifat hidrofobik dan

lipofilik.

2. Zeolit bersilika rendah (Zeolit A dan X) dapat stabil pada temperatur 800-

900 K, sedangkan zeolit bersilika tinggi (H-ZSM-5) stabil hingga

temperatur 1300 K.

3. Zeolit bersilika rendah mudah rusak pada pH kurang dari 4, sedangkan

zeolit bersilika tinggi lebih stabil dalam lingkungan asam kuat.

4. Kekuatan asam akan meningkat, sedangkan sisi Asam Bronsted akan

berkurang dengan naiknya rasio Si/Al. Kekuatan asam ini disebabkan

oleh posisi aluminium dalam kerangka yang lebih terisolasi. Menurut

(Triantafillidis et al., 2000), semakin banyak kandungan Al dalam

framework zeolit (rasio Si/Al menurun) akan menyebabkan kekuatan atau

total situs asam zeolit menurun, sehingga berdasarkan hal tersebut dapat

dinyatakan bahwa dealuminasi akan menyebabkan peningkatan keasaman

zeolit. Keasaman yang dimaksud adalah kekuatan asam yang terdapat

pada permukaan zeolit atau banyaknya situs asam yang terdapat pada

permukaan zeolit.

18

Menurut (Sherrington and Kybett, 2001), metode yang dapat digunakan untuk

dealuminasi zeolit yaitu sebagai berikut:

1. Perlakuan hidrotermal

2. Perlakuan kimia

a. Dealuminasi dengan penyisipan Si

b. Dealuminasi tanpa penyisipan Si

- Bantuan asam (HCl dan HNO3)

- Bantuan agen pengkhelat (EDTA)

3. Perlakuan hidrotermal dan kimia

Perlakuan asam pada dealuminasi menyebabkan penurunan jumlah kation dan

peningkatan rasio Si/Al. Perubahan rasio Si/Al pada suatu material akan

mempengaruhi sifat dari material tersebut. Semakin tinggi rasio Si/Al suatu

material, maka material tersebut semakin bersifat hidrofobik. Kemudian

metode dealuminasi dengan perlakuan asam ini dapat menyebabkan volume

dan luas permukaan mengalami peningkatan. Pada dealuminasi, terjadi proses

perusakan struktur kerangka zeolit yaitu pemutusan Al dalam kerangka (Al

framework) menjadi Al luar kerangka (Al non-framework) (Mahardiani et al.,

2010). Akibatnya rasio Si/Al akan menjadi semakin meningkat (Yuanita,

2009).

Aktivasi zeolit secara kimia dengan tujuan untuk membersihkan permukaan

pori, membuang senyawa pengotor dan mengatur kembali letak atom yang

dapat dipertukarkan. Aktivasi asam menyebabkan terjadinya dekationisasi

yang menyebabkan bertambahnya luas permukaan zeolit karena berkurangnya

19

pengotor yang menutupi pori-pori zeolit. Luas permukaan yang bertambah

diharapkan meningkatkan kemampuan zeolit dalam proses penjerapan

(Weitkamp and Puppe, 1999). Tingginya kandungan Al dalam kerangka

zeolit menyebabkan kerangka zeolit sangat hidrofilik. Sifat hidrofilik dan

polar dari zeolit ini merupakan hambatan dalam kemampuan penjerapannya.

Proses aktivasi dengan asam dapat meningkatkan kristalinitas, keasaman, dan

luas permukaan (Srihapsari, 2006).

Setiap oksigen dalam ikatan ini cenderung akan mengikat H+ membentuk OH

atau gugus silanol yang bersifat polar. Ion hidrogen pada gugus hidroksil ini

siap dipertukarkan dengan kation lain. Pada keadaan netral atau sedikit asam,

dapat terjadi hidrolisis dan akan menyebabkan kenaikan pada pH dengan

reaksi sebagai berikut:

SiO2ˉ + H2O → SiOH + OHˉ (d)

Keadaan yang demikian akan menyebabkan kapasitas pertukarannya

meningkat. Pada konsentrasi tertentu, asam juga menghidrolisis aluminium

dari kerangka zeolit yang menyebabkan struktur menjadi rusak. Bila proses

dealuminasi dilakukan berlebihan maka akhirnya Si(OH)4 mudah

berpolimerisasi dan terjadi pemisahan gugus OH (dehidroksilasi), membentuk

Si–O–Si yang merupakan ikatan yang kuat. Hasil dari proses dealuminasi

zeolit ini berbentuk silika gel, seperti pada pemanasan yang terlalu tinggi dan

terbentuk bahan amorf sebagai bahan akhir (Bambang et al.,1995). Secara

umum konsentrasi larutan asam dan jenis asam yang dipergunakan di dalam

aktivasi akan mempengaruhi sifat pertukaran dan struktur kristal dari mineral

20

zeolit. Keadaan ini merupakan sifat dari struktur kristal dan rasio Si/Al yang

dimiliki oleh masing-masing jenis zeolit tersebut (Sarno, 1983).

G. Zeolit

Zeolit berasal dari kata “zeinlithos” yang berarti batuan berbuih. Zeolit

merupakan kristal alumina silikat dengan rumus empiris

Mx/n.(AlO2)x.(SiO2)y.xH2O. Terbentuk dari tetrahedral alumina dan silika

dengan rongga-rongga di dalam yang berisi ion-ion logam, biasanya

golongan logam alkali, dan molekul air yang bergerak bebas. Selain itu

zeolit juga merupakan endapan dari aktivitas vulkanik yang banyak

mengandung unsur silika. Pada saat ini penggunaan mineral zeolit semakin

meningkat, dari penggunaan dalam industri kecil hingga dalam industri

berskala besar (Sarno, 1983).

Oleh karena sifat-sifat yang dimiliki zeolit, maka mineral ini dapat

dimanfaatkan dalam berbagai bidang, seperti dalam bidang industri yaitu

sebagai bahan yang dapat digunakan untuk membantu pengolahan limbah

pabrik. Masalah limbah industri semakin meresahkan masyarakat, sehingga

banyak dilakukan usaha-usaha untuk mengatasi pencemaran limbah, baik

dengan mengurangi volume limbah yang terbuang ataupun dengan mendaur

ulang kembali limbah tersebut. Zeolit sintetis adalah suatu senyawa kimia

yang mempunyai sifat fisik dan kimia yang sama dengan zeolit alam.

Zeolit ini dibuat dari bahan lain dengan proses sintesis. Secara umum zeolit

mampu menyerap, menukar ion, dan menjadi katalis. Membuat zeolit

21

sintetis ini dapat dikembangkan untuk keperluan alternatif pengolah limbah

(James, 1951).

Parameter kimia yang penting dari zeolit adalah perbandingan rasio Si/Al,

yang menunjukkan persentase Si yang mengisi di dalam tetrahedral, jumlah

kation monovalen dan divalen, serta molekul air yang terdapat di dalam

saluran kristal. Perbedaan kandungan atau perbandingan rasio Si/Al akan

berpengaruh terhadap ketahanan zeolit terhadap asam atau pemanasan.

Kemudian pada zeolit ikatan ion Al-Si-O adalah pembentuk struktur

kristal sedangkan logam alkali adalah kation yang mudah tertukar

(“exchangeable cation”). Jumlah molekul air menunjukkan jumlah pori-

pori atau volume ruang kosong yang terbentuk apabila unit sel kristal

tersebut dipanaskan (Sastiano, 1991).

Berikut ini struktur zeolit seperti pada Gambar 5 yang dapat membentuk

suatu kerangka (framework) yang mempunyai pori dan rongga (Atta et al.,

2012), Pori dan rongga pada zeolit tersebut terisi oleh kation dan molekul air

yang dapat bergerak bebas (Lestari, 2010).

Gambar 5. Struktur tetrahedral zeolit.

22

Kemudian secara umum reaksi pembentukan kerangka zeolit dapat dilihat

pada Gambar 6 dan untuk mekanisme secara kasar pembentukan zeolit sintesis

dapat dilihat pada Gambar 7 di bawah ini:

Gambar 6. Reaksi pembentukan zeolit (Breck, 1974).

Gambar 7. Mekanisme secara kasar pembentukan zeolit sintesis (Xu et al., 2004).

Kerangka Zeolit

23

H. Zeolit ZSM-5

ZSM-5 merupakan zeolit yang memiliki rasio Si/Al tinggi (Si/Al 10-100)

dengan bentuk framework MFI dan rumus Nan(AlO2)n(SiO2)96-n.16 H2O.

Berikut ini data mengenai zeolit ZSM-5 yang disadur dari International Zeolite

Association (IZA) ditampilkan pada Tabel 3 dan Tabel 4.

Tabel 3. Data zeolit tipe MFI.

(Anonim A, 2016).

Tabel 4. Data zeolit tipe ZSM-5.

Chemical Formula [Na+

n (H2O)16] [AlnSi96-n O192]- MFI, n<27

Cell Parameters a=20,07 Å; b=19,92 Å; c=13,42 Å

α = 90.0o; β=90.0

o; γ =90.0

o

Framework density 17,9 T/1000 Å 3

Channel System {[100] 10 5,1 x 5,5 <-> [010] 10 5,3 x 5,6}⃰ ⃰ ⃰

(3-dimensional)

(Anonim A, 2016).

Cell Parameters a =20,090 Å; b = 19,738 Å; c = 13,142 Å

α = 90.000o; β= 90.000

o; γ =90.000

o

Volume 5211,29 Å 3

RDLS 0,0020

Framework density 18,4 T/1000 Å 3

Ring size (#T-atoms) 10; 6; 5; 4

Channel System 3-dimensional

Secondary Building Unit 5-1

24

Kemudian berdasarkan IZA, zeolit ZSM-5 memiliki difraktogram (pola

difraksi sinar X) standar yang digunakan sebagai sidik jari atau identifikasi.

Hal ini dikarenakan setiap senyawa dengan struktur kristal yang sama akan

menghasilkan difraktogram yang identik. Difraktogram standar ZSM-5

berdasarkan IZA dapat dilihat pada Gambar 8 di bawah ini:

2θ (

o)

Gambar 8. Difraktogram standar ZSM-5 (Anonim B, 2016).

Zeolit ZSM-5 memiliki unit pembangun sekunder 5-1 atau disebut juga unit

pentasil. Unit pentasil tersebut kemudian saling berhubungan membentuk

rantai pentasil. Pada tahap selanjutnya rantai pentasil ini akan membentuk

kerangka zeolit ZSM-5. Berikut ini gambar susunan tiga dimensi dari zeolit

ZSM-5 yang diperlihatkan pada Gambar 9 dan skema representasi dari

dimensi zeolit ZSM-5 dapat dilihat pada Gambar 10 di bawah ini:

Inte

nsi

tas

(a.u

.)

25

Gambar 9. Susunan tiga dimensi dari zeolit ZSM-5 (Baerlocher, 2007).

Gambar 10. Skema representasi dari dimensi zeolit ZSM-5 (Lei et al., 2003).

Zeolit ZSM-5 memiliki pori berukuran sedang (5,1-5,5 Å), dan channel 3

dimensi. Selain itu zeolit ZSM-5 memiliki selektivitas yang unik, sifat asam,

dan kestabilan termal yang tinggi. Sifat-sifat ini membuat zeolit ZSM-5 sering

digunakan sebagai katalis di bidang petroleum dan petrokimia. Pemanfaatan

zeolit ZSM-5 di bidang katalitik seperti pada reaksi dewaxing, konversi

metanol menjadi gasolin, metanol menjadi olefin, hidrocracking, alkilasi

benzen, reduksi Nox, dan oksidasi parsial metana (Cejka and Bekkum, 2005).

I. Sintesis Zeolit

Sintesis zeolit biasanya dilakukan melalui proses hidrotermal, yaitu proses

kristalisasi gel aluminasilikat dalam sistem hidrotermal tertutup (Tovina,

2009). Tahap awal pembentukan zeolit adalah pembentukan gel

26

aluminasilikat dalam suasana basa. Waktu yang dibutuhkan untuk

pembentukan gel tergantung pada konsentrasi masing-masing komponen yang

ada. Pada kondisi hidrotermal dan dengan adanya kation logam serta

molekul-molekul pengarah struktur, gel aluminasilikat tersebut tertata ulang

membentuk struktur zeolit yang diinginkan. Biasanya bahan dasar untuk

sintesis zeolit meliputi sumber silika, sumber alumina, ion hidroksida, basa

kuat, zat pengarah (structure directing agent), dan air sebagai pelarut

(Krisnandi, 2006).

Kemudian menurut Cejka et al (2007), ada beberapa faktor yang

mempengaruhi proses pembentukan kristal dalam sintesis zeolit, diantaranya

sebagai berikut:

1. Komposisi molar pereaksi

Komposisi molar campuran pereaksi memberikan peranan penting

terhadap kristalisasi zeolit. Hal-hal yang berkaitan dengan komposisi

molar pereaksi adalah sumber prekursor, rasio Si/Al, alkalinitas

(kebasaan), jumlah H2O, kation anorganik, dan template organik.

2. Sumber Si dan Al

Sumber silika yang biasa digunakan dalam sintesis zeolit diantaranya;

silika koloid (LUDOX), tetraetil orto silikat (TEOS), Cab-O-Sil (fumed

silica), tetrametil orto silikat (TMOS), dan natrium silikat (Na2SiO3).

Karakteristik suatu polisilikat akan berbeda dengan sumber silika yang

lain. Karakteristik ini memainkan peran penting dalam proses nukleasi

dan kristalisasi zeolit. Perbedaan luas permukaan dari sumber silikon akan

memberikan efek terhadap laju pengkristalan, ukuran kristal, dan distribusi

27

ukuran partikel terhadap zeolit hasil sintesis. Silika dengan luas

permukaan yang besar sangat mudah larut dalam medium basa

dibandingkan dengan silika yang luas permukaaannya kecil. Silika jenis

ini lebih mudah membentuk kristal dengan ukuran yang lebih kecil.

Kristal dengan luas permukaan kecil dan kelarutan rendah lebih

cenderung membentuk kristal besar. Selain sumber silika, sumber alumina

juga memberikan pengaruh besar terhadap laju pengkristalan zeolit.

Sumber alumina yang biasa digunakan antara lain natrium alumina

(NaAlO2), aluminium hidroksida (Al(OH)3), pseudo-boehmit (AlO(OH)),

aluminium isopropoksida (C9H21AlO3), aluminium nitrat (Al(NO3)3),

aluminium sulfat (Al2(SO4)3), atau logam aluminum (bubuk Al atau foil).

3. Rasio Si/Al

Rasio Si/Al berperan dalam menentukan struktur dan komposisi dari

kristal produk. Secara umum, zeolit dengan perbandingan Si/Al yang

rendah (Si/Al ≤ 5) seperti zeolit A (LTU), X (FAU), dan hidroksisodalit

(SOD) disintesis dengan campuran reaksi Si/Al rendah dan alkali kuat.

Sementara itu, zeolit dengan rasio Si/Al tinggi (Si/Al > 5) seperti zeolit

beta (BEA), ZSM-11 (MEL), dan MFI dipreparasi dari silika gel dengan

rasio Si/Al tinggi dan tingkat kebasaan yang rendah atau dalam medium F.

4. Alkalinitas (kebasaan)

Alkalinitas memberikan kontribusi terhadap rasio OH-/Si atau rasio

H2O/Na2O. Sifat alkali yang tinggi meningkatkan kelarutan silika dan

alumina serta mempercepat polimerisasi dari ion polisilikat dan aluminat.

Proses induksi, nukleasi, dan kristalisasi dapat dipercepat dengan

28

meningkatkan alkalinitas. Di samping itu, tingkat kebasaan juga dapat

mempengaruhi ukuran partikel dan morfologi zeolit.

5. Jumlah H2O

Dalam sintesis zeolit secara hidrotermal, air berperan sebagai pelarut.

Jumlah air dalam suatu campuran reaksi akan mempengaruhi konsentrasi

dari reaktan sehingga berpengaruh juga kepada proses kristalisasi zeolit.

Dengan demikian mengubah jumlah air akan mengubah laju kristalisasi

zeolit.

6. Kation anorganik

Kation anorganik berasal dari basa hidroksida logam alkali (MOH)

sebagai sumber basa dalam sintesis zeolit. Basa logam alkali yang biasa

digunakan adalah natrium hidroksida (NaOH) dan kalium hidroksida

(KOH). Perbedaan kation anorganik akan mempengaruhi pembentukan

unit kerangka penyusun zeolit yang tentunya juga akan mempengaruhi

jenis zeolit yang dihasilkan. Beberapa zeolit seperti: ANA, CAN, FAU (X

dan Y), MOR, LTA, dan SOD terbentuk dengan kehadiran ion Na+

sebagai kation anorganik. Selanjutnya zeolit NAT, PAU, OFF, dan PHI

terbentuk dengan adanya kation K+. Hal ini dikarenakan kation anorganik

juga berperan sebagai agen pengarah struktur.

7. Cetakan (template) organik

Kation organik dapat berperan sebagai pengisi ronggga kosong yang

mengarahkan pembentukan struktur spesifik zeolit (structure directing

agent/ SDA). Antara kerangka zeolit dengan SDA terjadi interaksi karena

adanya gaya Van der Waals. Hidropobisitas dan hidrofilisitas ion organik

29

yang berperan sebagai SDA, sangat berpengaruhi terhadap rasio Si/Al

dalam sintesis zeolit.

J. Sintesis Hidrotermal

Sintesis secara hidrotermal biasanya terjadi dalam pelarut air dengan kondisi

hidrotermal, pertumbuhan kristal dilakukan dalam suatu piranti yang terdiri

dari wadah baja tertutup rapat yaitu autoklaf (Byrappa and Adschiri, 2007).

Alat autoklaf dalam sintesis hidrotermal dapat dilihat pada Gambar 11 berikut

ini:

Gambar 11. Autoklaf (alat sintesis secara hidrotermal).

Metode hidrotermal telah banyak dikembangkan tidak hanya untuk sintesis

material berpori seperti zeolit tetapi juga untuk material anorganik penting

seperti superionik konduktor, sensor kimia, keramik oksida kompleks, dan

material magnetik (Cejka et al., 2007).

Kemudian keuntungan sistem hidrotermal dibandingkan dengan metode

pertumbuhan kristal yang lain yaitu kemampuan untuk menciptakan tahap

pembentukan kristal yang tidak stabil pada titik lelehnya. Keuntungan lain

30

yaitu material yang mempunyai tekanan uap yang tinggi, dekat titik lelehnya,

dan dapat tumbuh dengan sistem hidrotermal. Sistem hidrotermal juga sesuai

untuk pertumbuhan kristal dengan kualitas yang baik dengan komposisi yang

dapat dikontrol (Byrappa and Adschiri, 2007).

K. X-Ray Diffraction (XRD)

X-Ray Diffraction (XRD) digunakan untuk karakterisasi struktur kristal dan

fasa kristalin. Penampakan tiga dimensi suatu bahan bukan amorf

diperlihatkan secara jelas dan teratur berdasarkan pengulangan lapisan

permukaan atom yang membentuk kisi kristal. Ketika berkas sinar-X

berinteraksi dengan lapisan permukaan kristal, sebagian sinar-X

ditransmisikan, diserap, direfleksikan, sebagian lagi dihamburkan, dan

didifraksikan. Sinar-X yang didifraksikan oleh setiap kristal bersifat spesifik

dan bergantung bagaimana atom menyusun kisi kristal tersebut serta

bagaimana atom sejenis tersusun (West et al., 1984).

Difraksi sinar-X mengidentifikasi struktur kristal suatu padatan dengan cara

membandingkan nilai jarak d (bidang kristal) dan intensitas puncak difraksi

dengan data standar. Sinar-X merupakan radiasi elektromagnetik dengan

panjang gelombang sekitar 100 pm yang dihasilkan dari penembakan logam

dengan elektron berenergi tinggi. Melalui analisis tinggi XRD, diketahui

dimensi kisi (d=jarak antar kisi) dalam struktur mineral (Tovina, 2009). Hasil

yang didapatkan dari difraksi sinar-X adalah berupa puncak-puncak intensitas

dan bentuk difraksi, versus sudut hamburan (2θ) (Bragg et al., 1975).

Kemudian analisis XRD ini menjadi teknik yang cukup handal dan mendasar

31

untuk mengevaluasi sifat-sifat fasa kristal dan ukuran kristal (Leofanti et al.,

1997).

Berdasarkan uraian di atas, maka analisis XRD merupakan metode yang

penting untuk karakterisasi zeolit, baik secara kualitatif maupun kuantitatif.

Hal ini dikarenakan metode ini memberikan informasi tentang kemurnian

ataupun perubahan parameter kisi dari suatu kristal (Atkins, 1999). Metode

ini bersifat tidak merusak, yang berarti sampel tidak dapat dipengaruhi oleh

analisis dan masih dapat digunakan untuk analisis lain (Tan, 1991). Ketika

sampel diuji, teknik difraksi hanya memberikan tampilan data-data dari

struktur. Perubahan panjang kerangka mempengaruhi posisi puncak

difraktogram, misalnya penggantian ikatan Al-O (1,69 Å) dengan ikatan yang

lebih pendek Si-O (1,61 Å) yang menyebabkan unit-unit sel mengkerut. Hal

ini akan menurunkan jarak d dan menggeser puncak difraksi kearah 2θ yang

lebih tinggi (Hamdan, 1992).

Setiap senyawa kristalin memiliki pola difraksi sinar-X yang dapat digunakan

sebagai sidik jari atau identifikasi (West et al., 1984). Analisis kualitatif dan

kuantitatif jenis mineral zeolit dengan menggunakan difraktogram standar dari

IZA. Setiap senyawa dengan struktur kristal yang sama akan menghasilkan

difraktogram yang identik, oleh karena itu pola difraksi dapat digunakan

sebagai sidik jari suatu senyawa. Jadi dengan membandingkan difraktogram

senyawa hasil sintesis yang tidak diketahui dengan difraktogram standar

dalam IZA dapat ditentukan senyawa yang tidak diketahui tersebut (Nelson,

2003). Pada zeolit, intensitas dari puncak pada sudut kecil tergantung pada

32

kandungan air antar kristal, sehingga intensitasnya akan menurun dengan

adanya dehidrasi. Zeolit murni dengan derajat kristalinitas tinggi akan

menghasilkan puncak sempit yang sangat jelas dengan garis dasar yang rendah

dan datar (Atkins, 1999).

L. Spektroskopi Inframerah (FTIR)

Spektroskopi inframerah merupakan metode yang digunakan untuk

mengamati interaksi-interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik.

Prinsip dasar spektroskopi inframerah yaitu interaksi antara vibrasi atom-

atom yang berikatan atau gugus fungsi dalam molekul yaitu dengan

mengadsorpsi radiasi gelombang elektromagnetik inframerah. Absorpsi

terhadap radiasi inframerah dapat menyebabkan eksitasi energi vibrasi

molekul ketingkat energi vibrasi yang lebih tinggi. Kemudian untuk dapat

mengabsorpsi, molekul harus mempunyai perubahan momen dipol sebagai

akibat dari vibrasi. Daerah radiasi spektroskopi inframerah berkisar pada

bilangan gelombang 12800-10 cm-1

. Umumnya daerah radiasi inframerah

terbagi dalam daerah inframerah dekat (12800-4000 cm-1

), daerah inframerah

tengah (4000-200 cm-1

), dan daerah inframerah jauh (200-10 cm-1

). Daerah

yang paling banyak digunakan untuk berbagai keperluan adalah 4000-690

cm-1

, daerah ini disebut sebagai daerah inframerah tengah (Khopkar, 2008).

Spektroskopi FTIR ini juga merupakan salah satu teknik analitik yang sangat

baik dalam proses identifikasi struktur molekul suatu senyawa. Beberapa

kelebihan spektroskopi FTIR yaitu informasi struktur dapat diperoleh secara

tepat dan akurat (memiliki resolusi yang tinggi) dan dapat digunakan untuk

33

mengidentifikasi sampel dalam berbagai fase (gas, padat, atau cair) (Harmita,

2006).

M. X-Ray Fluorosence (XRF)

X-Ray Fluorosence (XRF) merupakan salah satu metode analisis yang

digunakan untuk analisis unsur dalam bahan secara kualitatif dan kuantitatif.

Prinsip kerja metode analisis XRF berdasarkan terjadinya tumbukan atom-

atom pada permukaan sampel (bahan) oleh sinar-X dari sumber sinar-X

(Jenkin, 1988).

Hasil analisis kualitatif memberikan informasi jenis unsur yang terkandung

dalam bahan yang dianalisis, yang ditunjukkan oleh adanya spektrum unsur

pada energi sinar-X karakteristiknya. Kemudian hasil analisis kuantitatif

memberikan informasi jumlah unsur yang terkandung dalam bahan yang

ditunjukkan oleh ketinggian puncak spektrum (Rosika dan Nugroho, 2005).

Pada analisis kuantitatif, faktor-faktor yang berpengaruh dalam analisis antara

lain matriks bahan, kondisi kevakuman, konsentrasi unsur dalam bahan, dan

pengaruh unsur yang mempunyai energi karakteristik berdekatan dengan

energi karakteristik unsur yang dianalisis (Jenkin et al., 1995).

N. Scanning Electron Microscope (SEM)

Scanning Electron Microscope (SEM) digunakan untuk mempelajari struktur

permukaan obyek dan secara umum diperbesar antara 1.000-40.000 kali.

Prinsip kerja alat ini adalah sumber elektron dari filament yang terbuat dari

tungsten dan memancarkan berkas elektron. Apabila elektron tersebut

34

berinteraksi dengan bahan (sampel) maka akan menghasilkan elektron

sekunder dan sinar-X karakteristik. Scanning pada permukaan bahan yang

dikehendaki dapat dilakukan dengan mengatur scanning generator dan

scanning coils. Elektron sekunder hasil interaksi antara elektron dengan

permukaan bahan ditangkap oleh detektor SE (Secondary Electron).

Kemudian diolah dan diperkuat oleh amplifier yang selanjutnya

divisualisasikan dalam monitor sinar katoda (CRT).

Karakterisasi bahan menggunakan SEM dimanfaatkan untuk melihat struktur

topografi permukaan, ukuran butiran, cacat struktural, dan komposisi

pencemaran suatu bahan. Hasil yang diperoleh dari karakterisasi ini dapat

dilihat secara langsung pada hasil SEM berupa bentuk tiga dimensi gambar

atau foto (Smallman dan Bishop, 2000). Selanjutnya menurut Eko (2005),

SEM juga dapat digunakan untuk karakterisasi susunan serbuk dan melihat

retakan pada permukaan sampel. Kelebihan menggunakan SEM yaitu antara

lain material atau sampel dapat dikarakterisasi tanpa persiapan khusus, karena

itu sampel yang tebal sekalipun (bulk) juga dapat dianalisis (Handayani dan

Sitompul, 1996).

36

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Desember 2016 sampai April 2017 di

Laboratorium Kimia Anorganik/ Fisik FMIPA Universitas Lampung.

Kemudian untuk karakterisasi silika dan zeolit yang diperoleh menggunakan

XRD dilakukan di Laboratorium Analitik Jurusan Kimia FMIPA Universitas

Gadjah Mada Yogyakarta serta di Pusat Sains dan Teknologi Bahan Maju

(PSTBM)-BATAN dan XRF dilakukan di Laboratorium Kimia Instrumen

FMIPA Universitas Negeri Padang. Selanjutnya untuk karakterisasi silika

menggunakan FTIR dilakukan di Laboratorium Terpadu Universitas Islam

Indonesia Yogyakarta dan untuk karakterisasi zeolit menggunakan SEM

dilakukan di UPT Laboratorium Terpadu dan Sentra Inovasi Teknologi

(LTSIT) Universitas Lampung.

B. Alat dan Bahan

Peralatan yang akan digunakan pada penelitian ini antara lain autoklaf, batang

pengaduk, wadah polipropilen, buret, cawan penguapan, corong kaca,

erlenmeyer, gelas ukur, gelas kimia, hot plate stierer, kaca arloji, labu ukur,

36

loyang, mortal dan alu, neraca analitik, oven, pipet tetes, spatula, stirer,

spinbar, statif dan klem, tanur, dan thermometer.

Bahan-bahan yang akan digunakan pada penelitian ini adalah ampas

tebu,asam sitrat 5%, HCl 0,1 M, HCl 1 M, HCl 3 M, akuades, NaOH 2 M,

indikator universal,kertas saring, kertas saring Whatman no. 42, natrium

hidroksida (NaOH 50% (w/v)), tetrapropilamonium bromida (TPA-Br), oil

bath, NaAlO2, dan LUDOX.

C. Prosedur Penelitian

1. Ekstraksi dan Dealuminasi Silika dari Ampas Tebu

Pada tahap ini ampas tebu kering yang berukuran kecil-kecil terlebih

dahulu direndam dengan larutan asam yaitu asam sitrat 5%. Ampas tebu

kasar ditimbang sebanyak 10 gram dan dimasukkan ke dalam gelas kimia

1 L. Kemudian ditambahkan larutan asam sitrat 5% sebanyak 250 mL.

Campuran ampas tebu tersebut dipanaskan pada suhu 80oC sampai

mendidih dan diaduk. Setelah itu sampel didinginkan pada suhu kamar,

disaring sehingga diperoleh ampas tebu yang bebas dari filtratnya. Ampas

tebu tersebut dioven pada suhu 100oC sampai kering. Ampas tebu yang

sudah kering dibakar menggunakan tanur pada suhu 600oC sampai

menjadi abu ampas tebu.

Abu ampas tebu yang diperoleh dari pembakaran ditimbang sebanyak 5

gram. Lalu abu ampas tebu tersebut dimasukkan ke dalam suatu wadah

dan ditambahkan larutan NaOH 2 M sebanyak 125 mL. Campuran

37

tersebut dipanaskan pada suhu 80oC sampai mendidih dan diaduk. Setelah

itu larutan didiamkan selama 12 jam. Larutan yang sudah dingin disaring

dengan kertas saring Whatman no. 42, sehingga diperoleh filtrat dan residu

yang terpisah. Filtrat yang diperoleh ditambahkan HCl 1 M tetes demi

tetes dengan buret dan diaduk. Penetesan HCl 1 M dilakukan sampai pH 6

dan selanjutnya larutan didiamkan selama 24 jam untuk memaksimalkan

pembentukan silika gel. Silika gel tersebut dipisahkan dengan cara

disaring dan dicuci dengan akuades. Kemudian silika gel dioven pada

suhu 90oC selama 24 jam. Setelah kering, padatan silika tersebut digerus

dengan mortal sampai halus dan kemudian ditimbang.

Selanjutnya silika yang diperoleh ditimbang 0,5 gram dan dimasukkan ke

dalam wadah polipropilen. Sebanyak 10 mL larutan HCl 0,1 M

ditambahkan ke dalam wadah polipropilen. Setelah itu wadah polipropilen

dimasukkan ke dalam wadah yang telah berisi oil bath, dipanaskan pada

suhu 60-85oC selama 3 jam, dan diaduk. Kemudian hasilnya didinginkan

dengan cara direndam dalam wadah yang berisi air, diuapkan dengan cara

dioven pada suhu 60oC, dicuci dengan akuades sampai pH netral, dan

dioven lagi pada suhu 60oC selama 12 jam. Kemudian dilakukan langkah

yang sama untuk dealuminasi silika dari ampas tebu menggunakan asam

klorida (HCl) dengan variasi konsentrasi 1 M dan 3 M.

2. Karakterisasi Silika

Silika hasil ekstraksi ampas tebu dikarakterisasi menggunakan XRD untuk

melihat jenis fasa serta tingkat kristalinitas dari silika hasil ekstraksi dan

38

FTIR untuk mengetahui gugus fungsi penyusun kerangka silika.

Kemudian silika hasil ekstraksi ampas tebu dan dealuminasi HCl

dikarakterisasi menggunakan XRF untuk mengetahui komposisi senyawa

dari silika.

3. Sintesis Zeolit ZSM-5

a. Sintesis zeolit ZSM-5 dari silika komersial

Pada sintesis ini digunakan sumber silika komersial yaitu LUDOX dan

sumber alumina yaitu NaAlO2. Sintesis zeolit ZSM-5 dari silika komersial

dilakukan dengan perbandingan molar pereaksi 1 SiO2: 0,020 NaAlO2:

0,069 NaOH: 0,084 TPA-Br: 7,670 H2O. Secara rinci komposisi molar

dari masing-masing pereaksi dapat dilihat pada Tabel 5 dibawah ini:

Tabel 5. Komposisi molar pereaksi untuk sintesis zeolit ZSM-5 dari silika

komersial.

Kemudian disiapkan komposisi campuran seperti pada Tabel 6, diaduk

dengan pengaduk magnetik selama 30 menit dan setelah homogen

dipindahkan ke dalam teflon autoklaf untuk disintesis secara hidrotermal

Komposisi SiO2 NaOH H2O NaAlO2 TPA-Br

Molar 1 0,07 7,67 0,02 0,08

MW (g/mol) 60 39,99 18 81,97 266,26

ρ (g/mL) - - - - -

W (g) 60 2,76 138,06 1,64 22,37

39

dengan suhu 170°C selama 72 jam. Selanjutmya crude produk disaring

dan dicuci dengan akuades. Padatan hasil sintesis dioven pada suhu 90°C

sampai keirng.

Tabel 6. Perhitungan komposisi molar peraksi untuk sintesis zeolit ZSM-5 dari

silika komersial.

*massa yang dihitung merupakan massa untuk 1 teflon ukuran 25 mL

b. Sintesis zeolit ZSM-5 dari silika hasil ekstraksi ampas tebu yang

didealuminasi HCl 1 M

Pada sintesis ini digunakan silika dari hasil ekstraksi ampas tebu yang

didealuminasi HCl 1M, karena dealuminasi HCl 1 M merupakan kondisi

optimum dalam mendealuminasi silika ampas tebu yaitu rasio Si/Al yang

diperoleh tertinggi sebesar 34,733. Zeolit ZSM-5 dari silika hasil

ekstraksi ampas tebu yang didealuminasi HCl 1 M disintesis dengan

perbandingan molar pereaksi 1 SiO2: 0,014 Al2O3: 0,229 NaOH: 0,24

TPA-Br: 30 H2O. Secara rinci komposisi molar dari masing-masing

pereaksi dapat dilihat pada Tabel 7 di bawah ini:

Bahan ρ

(g/mL)

Kemurnian

(%)

MW

(g/mol)

Massa

(g)

Massa untuk 1

autoklaf (g) *

SiO2 (dari LUDOX) - 40 60,08 120,06 18,69

NaAlO2 - 100 81,97 1,64 0,26

NaOH 50% (w/v) 1,52 50 40 8,37 1,30

TPA-Br - 99 266,26 22,59 3,51

H2O dari NaOH - - 18 5,60 -

H2O ditambahkan - - 18 72,30 11,24

40

Tabel 7. Komposisi molar pereaksi untuk sintesis zeolit ZSM-5 dari silika hasil

ekstraksi ampas tebu yang didealuminasi HCl 1 M.

Komposisi SiO2 NaOH H2O Al2O3 TPA-Br

Molar 1 0,23 30 0,01 0,24

MW (g/mol) 60 40 18 102 266,26

ρ (g/mL) - - - - -

W (g) 60 9,17 540 1,47 63,90

Kemudian disiapkan komposisi campuran seperti pada Tabel 8, diaduk

dengan pengaduk magnetik sampai homogen. Kemudian ditambahkan

zeolit ZSM-5 dari silika komersial yang digunakan sebagai benih zeolit

ZSM-5 sebanyak 0,083 gram, diaduk lagi selama 30 menit sampai

homogen, dan dipindahkan ke dalam teflon autoklaf untuk disintesis

secara hidrotermal dengan suhu 170 °C selama 120 jam. Selanjutmya

crude produk disaring dan dicuci dengan akuades. Padatan hasil sintesis

dioven pada suhu 90°C sampai kering.

41

Tabel 8. Perhitungan komposisi molar peraksi untuk sintesis zeolit ZSM-5 dari

silika hasil ekstraksi ampas tebu yang didealuminasi HCl 1 M.

Bahan ρ

(g/mL)

Kemurnian

(%)

MW

(g/mol)

Massa

(g)

Massa untuk 1

autoklaf (g) *

SiO2 (dari abu

ampas tebu

- 70 60

62,24 1,56

Al2O3 (dari abu

Ampas tebu)

- 13 102

NaOH 50% (w/v) 1,52 50 40 18,35 0,46

TPA-Br - 100 266,26 63,90 1,60

H2O dari NaOH - - 18 9,17 -

H2O ditambahkan - - 18 530,83 13,27

*massa yang dihitung merupakan massa untuk 1 teflon ukuran 25 mL

4. Karakterisasi Zeolit

Zeolit hasil sintesis dikarakterisasi menggunakan XRD untuk

mengkonfirmasi kristal hasil sintesis, XRF untuk mengetahui komposisi

senyawa yang terdapat dalam padatan zeolit, dan SEM digunakan untuk

melihat morfologi kristal hasil sintesis.

74

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan sebagai

berikut :

1. Ekstraksi silika berhasil dilakukan dengan metode alkali (NaOH) dengan

rasio Si/Al 4,631 dan berdasarkan hasil karakterisasi XRD menunjukkan

silika ampas tebu bersifat amorf.

2. Pada penelitian ini diperoleh kondisi optimum proses dealuminasi silika

yaitu pada konsentrasi HCl 1 M dengan rasio Si/Al 34,733 yang didasarkan

pada hasil karakterisasi XRF.

3. Telah berhasil disintesis zeolit ZSM-5 dari silika hasil ekstraksi ampas tebu

yang didealuminasi HCl 1 M dengan ditunjukkan adanya puncak sekitar

2θ=7, 8, 9, 23, 24° pada hasil karakterisasi XRD.

4. Zeolit ZSM-5 dari silika hasil ekstraksi ampas tebu yang didealuminasi

HCl 1 M memiliki tingkat kristalinitas lebih rendah dibandingkan dengan

zeolit ZSM-5 dari silika komersial (LUDOX).

74

B. Saran

Berdasarkan hasil penelitian yang diperoleh, maka penelitian selanjutnya

disarankan untuk mensintesis zeolit ZSM-5 dari silika hasil dealuminasi HCl

1M dengan tanpa penambahan benih dan menggunakan metode hidrotermal

dengan variasi suhu dan waktu untuk mengetahui kereaktifan dari silika ampas

tebu.

76

DAFTAR PUSTAKA

Anonim A. 2016. Framework MFI. http://izacs-mirror.la.asu.edu/fmi/xsl/IZA-

SC/ftc_fw.xsl?-db=Atlas_main&-lay=fw&-max=25&STC=MFI&-find.

Diakses pada 23 Oktober 2016.

Anonim B. 2016. Xray Powder Pattern Generated for ZSM-5, Calcined.

http://asia.iza-structure.org/IZA-SC/xrd_plot.php. Diakses pada 6 Januari

2016.

Affandi, S., H. Setyawan, S. Winardi, A. Purwanto, and R. Balgis. 2009. A Facile

Method for Production of High-Purity Silica Xerogels from Bagasse Ash.

Advanced Powder Technology. 20: 468-472.

Atkins, P. W. 1999. Kimia Fisika, Jilid 2 Edisi 4. Erlangga. Jakarta.

Atta, A. Y., B. Y. Jibril, B. O. Aderemi, and S. S. Adefila. 2012. Preparation of

Analsim from Local Kaolin and Rice Husk Ash. Applied Clay Science.

61: 8-13.

Baerlocher, Ch. 2007. Atlas of Zeolite Framework Types: Sixth Revised Edition.

Laboratory of Crystallography ETH Zurich. Switzerland.

Bambang, T., E. Susilo, dan Madyo.1995. Pemanfaatan Zeolit Alam Indonesia

Sebagai Adsorben Limbah Cair dan Media Fluiditas dalam Kolom

Fluididsasi. Universitas Brawijaya. Malang.

Bragg, L., D. Philips, and H. S. Lipson. 1975. The Development of X-Ray

Analysis. Bell. London.

Breck, D. W. 1974. Zeolite Molekular Sieves: Structure, Chemistry, and Use.

John Wiley & Sons. New York.

Brinker, C. J. and G. W. Scherer. 1990. Sol-Gel Science: The Physics and

Chemistry of Sol-Gel Processing. Academic Press. San Diego.

Byrappa, K. and T. Adschiri. 2007. Hydrothermal Technology for

Nanotechnology. Progress in Crystal Growth and Characterization of

Materials. 53: 117-166.

76

Cejka, J. and H. V. Bekkum. 2005. Zeolites and Ordered Mesoporous Materials:

Progress and Prospects. Czech Republic: The 1 st FEZA School on Zeolites,

Prague Studies in Surface Science and Catalysis. Volume 157.

Cejka, J., H. V. Bekkum, A. Corma, dan F. Schuth. 2007. Introduction to Zeolite

Science and Practice-3rd Revised Edition. Studies in Surface Science and

Catalysis. 168: 39-103.

Chandra, A., Y. I. P. Arry Miryanti, L. B. Widjaja, dan A. Pramudita. 2012.

Isolasi dan Karakterisasi Silika dari Sekam Padi. Universitas Katolik

Prahayangan. Bandung.

Cundy, S. C. and A. P. Cox. 2005. The Hydrothermal Synthesis of Zeolites:

Precursors, Intermediates, and Reaction Mechanism. Microporous and

Mesoporous Materials. 82: 1-78

Daifullah, A. A. M., B. S. Girgis, and H. M. H. Gad. 2003. Utilization of Agro-

Residues (Rice Husk) in Small Waste Water Treatment Plans. Material

Letters. 57 (11): 1723-1731.

Dirjenbun, 2014. Statistik Perkebunan Indonesia (Tree Crop Estate Statistics of

Indonesia. Direktorat Jenderal Perkebunan. Jakarta.

Eko, S. 2005. Mekanisme Penguatan Mortar terhadap Penambahan Bubuk Silika.

Departemen Fisika. Medan.

Ertan, A. and Ozkan. 2005. CO2 and N2 Adsorption on the Acid (HCl, HNO3,

H2SO4, and H3PO4) Treated Zeolites. Adsorption. 11: 151-156.

Faria, K. C. P., R. F. Gurgel, and J. N. F. Holanda. 2012. Recycling of Sugarcane

Bagasse Ash Waste in the Production of Clay Bricks. Journal of

Environment Management. 101: 7-12.

Flanigen, E. M. 1980. Molecular Sieve Zeolite Technology-The First Twenty-

Five Years. Plenary Paper-Technology, Pure and Appl. Chem. 52: 2191-

2211.

Hajiha, H. and M. Sain. 2015. The Use of Sugarcane Bagasse Fibres as

Reinforcements in Composites, Biofiber Reinforcements in Composite

Material. Centre for Biocomposites and Biomaterials Processing. Canada.

Hal 525-549.

Hamdan, H. 1992. Introduction to Zeolites, Synthesis, Characterization and

Modification. Universiti Technologi Malaysia. Kuala Lumpur.

Handayani, A. dan A. S. Sitompul. 1996. Teknik Pengamatan Struktur Mikro

dengan SEM-EDAX. Makalah Kunjungan dan Demo PTBIN BATAN.

Serpong.

77

Harmita, 2006. Analisis Fisika Kimia. Departemen Farmasi FMIPA-UI. Jakarta.

Hindryawati, N. dan Alimuddin. 2010. Sintesis Dan Karakterisasi Silika Gel Dari

Abu Sekam Padi Dengan Menggunakan Natrium Hidroksida (NaOH).

Jurnal Kimia Mulawarman. Vol. 7, No. 2. ISSN 1693-5616.

Huang, Z., N. Wang, Y. Zhang, H. Hu, and Y. Luo. 2012. Effect of Mechanical

Activation Pretreatment on the Properties of Sugarcane Bagasse/Poly

(Vinylchloride) Composites. Composites Part A: Applied Science and

Manufacturing. 43: 114-120.

Husin. 2007. Analisis Serat Bagas. http://www.free.vlsm.org/. Diakses

pada 31 Oktober 2016.

Husnain. 2010. Mengenal Silika sebagai Unsur Hara. Warta Penelitian dan

Pengembangan Pertanian. 32 (3): 19-20.

Iler, R. K. 1979. Silica Gels and Powder, dalam Iler, R.K. (Ed), The Chemistry of

Silica. Wiley. New York.

Indriani, Y. H. dan E. Sumiarsih. 1992. Pembudayaan Tebu Dilahan Sawah

dan Tegalan. Penebar Swadaya. Bandung.

James, D. D. 1951. Manual of Mineralogy Jilid II, Edisi 17. John Willey and Son.

London.

Jenkin, R. 1988. X-Ray Fluorescence Spectrometry. John Wiley & Sons. New

York.

Jenkin, R., R. W. Gould, and G. Dale. 1995. Quantitative X-Ray Spectrometry,

Second Edition. John Wiley & Sons Inc. New York.

Ju, Y. H., L. H. Huynh, N. S. Kasim, T. J. Guo, J. H. Wang, and A. E Fazary.

2011. Analysis of Soluble and Insoluble Fractions of Alkali and Subcritical

Water Treated Sugarcane Bagasse. Carbohydrate Polymers. 83: 591-599.

Kalapathy, U., A. Proctor, and J. Shultz. 2000. A Simple Method For Production

of Pure Silica From Rice Hull Ash. Bioresource Technology. 73: 257-262.

Kalapathy, U., A. Proctor, and J. Shultz. 2002. An Improved Method for

Production of Silica from Rice Hull Ash . Bioresource Technology. 85: 285-

289.

Kirk, R. E. and Othmer. 1984. Encyclopedia of Chemical Technnology, Four

Edition. John Wiley and Sons Inc. New York

Khopkar. 2008. Konsep Dasar Kimia Analitik. Universitas Indonesia. Jakarta.

78

Krisnandi, Y. 2006. Diktat Kuliah Senyawa-Senyawa Aluminosilikat. Departemen

Kimia FMIPA Universitas Indonesia. Depok.

Lei. X. G., S. Jockusch, M. F. Ottaviani, and N. J. Turro. 2003. In Situ EPR

Investigation of the Addition of Persistent Benzyl Radicals to Acrylates on

ZSM-5 Zeolites. Direct Spectroscopic Detection of the Initial Steps in a

Supramolecular Photopolymerization. Photochem Photobiol Sci.

2: 1095-1100.

Leofanti, G., G. Tozzola, M. Padovan, G. Petrini, S. Bordiga, and A. Zecchina.

1997. Catalyst Characterization: Characterization Technique. Catalysis

Today. 34 (4): 329-352.

Lestari, D. Y. 2010. Kajian Modifikasi dan Karakterisasi Zeolit Alam dari

Berbagai Negara. Prosiding Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan

Kimia. Yogyakarta.

Li-An’Amie, N. L. dan A. Nugraha. 2014. Pemanfaatan Limbah Ampas Tebu

Melalui Desain Produk Perlengkapan Rumah. Jurnal Tingkat Sarjana

Senirupa dan Desain. Bandung. Nomor 1.

Mahardiani, L., W. Trisunaryanti., and Triyono. 2010. Preparation and

Characterization of Ni/Zeolite for Hydrocracking Process. The 2nd

International Conference on Chemical Sciences (ICCS-2010). Yogyakarta.

Ma, X., J. Yang, H. Ma, C. Liu, and P. Zhang. 2015. Synthesis and

Characterization of Analsim Using Quartz Syenite Powder by Alkali-

hydrothermal Treatment. Microporous and Mesoporous Materials.

201: 134-140.

Moises, M. P., T. P. S. Cleiser, J. G. Meneguin, E. M. Girotto, and E. Radovanoic.

2013. Synthesis of Zeolit NaA from Sugarcane Bagasse Ash. Materials

Letters. 108: 243-246.

Mujianti, D. R., K. Nuryono, dan E. S. Kunarti. 2010. Sintesis Dan Karakterisasi

Silika Gel Dari Abu Sekam Padi Yang Diimobilisasi Dengan 3-

(Trimetoksisilil)-1-Propantiol. Sains dan Terapan Kimia. 4 (2): 150-167.

Nelson, S. A. 2003. Earth Materials: X-Ray Crystallography. Tulane University.

New Orleans.

Pardoyo, Narsito, dan Nuryono. 2013. Studi Pengaruh Dealuminasi pasda

Adsorpsi Zeolit Alam terhadap Ion Logam Cd (II) dalam Medium Air.

Jurusan Kimia FMIPA Universitas Diponegoro. Semarang.

Petushkov, A., S. Yoon, and S. C. Larsen. 2011. Synthesis of Hierarchical

Nanocrytalline ZSM-5 with Controlled Particle Size and Mesoporosity.

Microporous and Mesoporous Materials. 137: 92-100.

79

Retnosari, A. 2013. Ekstraksi dan Penentuan Kadar Silika (SiO2) Hasil Ekstraksi

dari Abu Terbang (Fly Ash) Batubara. (Skripsi). Universitas Jember.

Jember.

Rosika K. dan A. Nugroho. 2005. Aplikasi XRF (X-Ray Fluorescence) Untuk

Analisa Unsur Dalam Bahan. Prosiding Pertemuan Ilmiah Nasional & Expo

IPTEK MIPA. FMIPA Universitas Indonesia. Depok.

Sandoval, M. V., J. A. Henao, C. A. Rios, C. D. Williams, and D. C. Apperley.

2009. Synthesis and Characterization of Zeotype ANA Framework by

Hydrotermal Reaction of Natural Clinker. Fuel. 88: 272-281.

Sari, A. J. 2015. Ekstraksi Silika dari Ampas Tebu sebagai Prekursor dalam

Sintesis Zeolit Analsim. (Tesis). Institut Teknologi Bandung. Bandung.

Sarno, H. 1983. Endapan Zeolit, Penggunaan dan Sebarannya di Indonesia.

Direktorat Sumberdaya Mineral Departemen Pertambangan dan Energi.

Bandung.

Sastiano, A. 1991. Karakterisasi Deposit Mineral Zeolit dalam Aspek

Pemanfaatan di Bidang Pertanian, jilid 1. Jurnal Zeolit Indonesia. Bogor.

Vol 1.

Sherrington, D. C. and A. P. Kybett. 2001. Supported Catalysts and Their

Application. Royal Society of Chemistry. London. Hal 61-65.

Setyawan, H., G. Wibawa, dan F. Taufani. 2006. Pengembangan Proses

Pembuatan Silika Gel dari Abu Ketel Pabrik Gula. Laporan Penelitian

Hibah Bersaing. FT Institut Teknologi Sepuluh November. Surabaya.

Shriver, D.F., P. W. Atkins, and C. H Langford. 1990. Inorganic Chemistry.

Oxford University Press. Oxford.

Smallman, R. E. dan R. J. Bishop. 2000. Metalurgi Fisik Modern dan Rekayasa

Material. Erlangga. Jakarta.

Souza, A. E., S. R. Teixeira, G. T. A. Santos, F. B. Costa, and E. Longo. 2011.

Reuse of Sugarcane Bagasse Ash (SCBA) to Produce Ceramic Materials.

Journal of Environment Management. 92: 2774-2780.

Srihapsari, D. 2006. Penggunaan Zeolit Alam yang Telah Diaktivasi dengan

Larutan HCl untuk Menjerap Logam-Logam Penyebab Kesadahan Air.

(Skripsi). Universitas Negeri Semarang. Semarang.

Sriyanti, Taslimah, Nuryono, dan Narsito. 2005. Pengaruh Keasaman Medium

dan Imobilisasi Gugus Organik pada Karakterisasi Silika Gel dari Abu

Sekam Padi. JSKA. Vol. 8, No. 3.

80

Sunardi, S. P. 2006. 116 Unsur Kimia Deskripsi dan Pemanfaatannya. Yrama

Widya. Bandung.

Tan, K. H. 1991. Principles of Soil Chemistry (Dasar-Dasar Kimia Tanah),

Penerjemah: Didiek Hadjar Goenadi. Gadjah Mada University Press.

Yogyakarta.

Tovina, H. 2009. Sintesis Nanozeolit Tipe Faujasite dengan Teknik Seeding yang

ditumbuhkan pada Permukaan Glassy Karbon. (Skripsi). Departemen

Kimia FMIPA Universitas Indonesia. Depok.

Triantafillidis, C., A. Vlessidis, and N. Evmiridis. 2000. Dealuminated H-Y

Zeolite: Influence of The Degree and The Type of Dealumination Method on

Structural and Acidic Characteristics of H-Y Zeolite. Ind. Eng. Chem.

39 (2): 307-3019.

Weitkamp, L. and L. Puppe. 1999. Catalysis and Zeolite. Springer. New York.

West, A. R. 1984. Solid State Chemistry and Its Application. John Willey and

Sons. New York. pp.104.

Wijayanti, R. 2009. Arang Aktif dari Ampas Tebu Sebagai Adsorben Pada

Pemurnian Minyak Goreng Bekas. (Skripsi). Institut Pertanian Bogor.

Bogor.

Wijayanti, R. 2015. Studi Adsorpsi Ion Cd(II), Cu(II), dan Pb (II) Oleh Biomassa

Spirulina sp yang Diimobilisasi dengan Silika Magnetit. (Skripsi).

Universitas Lampung. Lampung.

Wustoni, S., R. R. Mukti, A. Wahyudi, dan Ismunandar. 2011. Sintesis Zeolit

Mordenit dengan Bantuan Benih Mineral Alam Indonesia. Jurnal

Matematika & Sains. 16 (3): 158-160.

Wyman, C. E. 1994. Ethanol from Lignocellulosic Biomass: Technology,

Economics, and Opportunities. Bioresource Technology. 50: 3-16.

Xu, R., W. Pang, J. Yu, Q. Huo, and J. Chen. 2004. Chemistry-Zeolites and

Porous Materials, 1st Edn. Science Press, Beijing. China.

Yuanita, D. 2009. Hidrogenasi Katalitik Metil Oleat Menjadi Stearil Alkohol

Menggunakan Katalis Ni/Zeolit Alam. Prosiding Seminar Nasional Kimia

UNY. Yogyakarta.

Yusri, S. 2012. Sintesis dan Karakterisasi Zeolit ZSM-5 Mesopori dengan

Secondary Template dan Studi Awal Katalisis Oksidasi Metana. (Skrips).

FMIPA Universitas Indonesia. Depok.