Abstrak :
Banyak proses yang telah diterapkan pada dunia industri dalam mengubah ukuran partikel, dari partikel kecil menjadi partikel besar, antara Iain dalam bentuk pellet, ekstruksi atau granular. Bentuk pellel memlliki kelebihan dari bentuk ekstruksi maupun granular yaitu Iebih kuat dan rapat, namun dari segi proses adsorbsi, proses pellet (binder, tekanan dan kaisinasi) justru mengurangi luas permukaan dan volume mikropori, yang menyebabkan pembatasan difusi sehingga kapasitas adsorbsi berl-
Dalam penelitian ini sebagai adsorben digunakan zeolit alam, mengingat potensi zeolit alam Indonesia yang besar dan ldelum dimanfaatkan secara maksimal.
Zeolit yang digunakan adalah zeolit Lampung (ienis Clinoptiiolite) dan zeolit Malang (ienis Mordenile). Untuk memperbaiki kemampuan adsorbsinya, zeolit alam Indonesia ini lebih dahulu dimodilikasi clengan pertukaran kation. Zeolit Lampung direfluks pada suhu 100 “C dalam larutan CaCI2 SM selama 1x4 jam (selanjutnya disebul ZLT) dan zeolit Malang dlrefluks pada suhu 100 °C dalam larutan NaCl 3M selama 3x4 jam (selanjutnya disebul ZMT). Setelah dimodilikasi, ZLT dan ZMT dipelletkan, menggunakan air sebagai binder dan kalsinasi pada suhu 140 °C.
Penyisipan kation Ca” pada bukaan pori saluran cincin-8 dan cincin-10 dalam stmktur rangka Clinoptiioiite (ZLT), akan memperlukarkan dua kation lain yang bervalensi salu, sehingga saluran-saluran dalam struktur rangkanya lebih terbuka.
Namun posisi kation Ca” pada bukaan pori cincin-8 dan cincin-10 tersebut menyebabkan mengecilnya ukuran bukaan pori, sehingga tidak memungkinkan masuknya molekul H20 ke dalam mikropori. Hal ilu kemungkinan menyebabkan terjadinya penurunan luas perrnukaan eksternal ZLT. Karena zeolit Lampung juga mengandung mineral Mordenite sebesar 31%vvt.['°' penyisipan kation Ca” juga menyebabkan berkurangnya kation-kation bervalensi satu, sehingga bukaan pori cincin-12 Iebih terbuka. Dengan ukuran tersebut, binder dengan mudah daot masuk ke dalam pori. Kemungkinan hal ini yang menyebabkan terjadinya penurunan luas mikropon ZLT.
Penyisipan kation Na* pada bukaan pori cincin-8 dan cincin-12 dalam struktur rangka mineral Mordenite (ZMT), selain meningkalkan luas perrnukaan totalnya juga menyebabkan terlulupnya sebagian bukaan porinya. Namun bukaan pori saluran cincin-12, masih cukup besar (sekitar 4.0 A°), sehingga memungkinkan sebagian besar binder yang ditambahkan hanya masuk ke dalam pori zeolit, sehingga luas mikropori menurun.
Karena ZLT memiliki luas permukaan eksternal yang lebih besar dan dugaan lebih banyak binder berada di permukaan ZLT danpada di permukaan ZMT, maka partikel-partikel ZLT lebih menggumpal saat dioetak. Keberhasilan pencetakan ini menyebabkan porositasnya mendrun (diameter pori mengecil). Sebaliknya untuk ZMT, partikel-partikelnya menjadi kurang menggumpal saat dicetak sehingga tekanan yang diaplikasikan menjadi kurang efektif, diameter porinya cenderung tetap.
Pellet ZLT memiliki kekuatan crushing yang lebih besar (posisi horizontal =
67.29 kg, posisi vertikal = 11.66 kg) daripada pellet ZMT {posisi horizontal = 54.58 kg, posisi vertikal = 3.45 kg), karena untuk komposisl binder yang sama, partikel-partikel ZLT yang berhasll direkatkan lebih banyak daripada partikel-partikel ZMT.
Pellet ZLT memiliki kapasitas adsorbsi yang lebih rendah (4.21E-05 g H20/g sampel) daripada pellet ZMT (1_05E-O4 g H20/g sampel). Hal ini karena pellet ZMT:
a. memiliki luas permukaan total yang lebih besar, sehingga rnemungkinkan banyaknya tempat-tempat terjadinya adsorbsi_‘2'°'°°‘2' b. memiliki kadar Mordenite yang lebih tinggi dari zeolit Lampung, semakin banyak mineral Mordenite dalam suatu zeolit, semakin banyak saluran-saluran dan rongga dengan ukuran bukaan pori (6.5 x 7,0 A°) yang memungkinkan tertangkapnya rnolekul-molekul uap air.
Namun pellet ZLT dengan komposisi binder 25%. memiliki daya tahan yang paling balk dibandingkan bentuk granularnya maupun ZMT dan zeolit sintetis, karena memiliki bentuk yang lebih besar dan rapat sehingga lebih mampu menahan kondisi alctivasi dan regenerasi.'“"°]
Dari hasil ujl adsorbsi pertama dan kedua, zeolit Linde type A tetap memilki kapasitas adsorbsi dan bentuk (tidak Iuruhfberdebu) yang lebih baik daripada ZLT dan ZMT. Padahal zeolit sintetis ini memiliki luas pemiukaan total dan volume mikropori yang lebih rendah daripada ZLT maupun ZMT. Hal ini kemungkinan karena zeolit sintetis itu : a. memiliki aktivitas yang lebih balk terhadap komponen-
kopmponen yang diadsorbnya b. memiliki bukaan pori yang cocok untuk dilalui molekul H20 c. tidak mengandung mineral-mineral jenis lain yang bersifat mengurangi kemampuan adsorbsinya. ZMT meniiliki bukaan pori yang mirip dengan zeolit Linde type A, tetapi mengandung mineral-mineral lain seperti Clirgoptilofite. Epistilbite dan Stilbitefml Demikian pula zeolit Lampung mengandung Heulandlte dan Stilbite_l‘°1 Untuk itu diperlukan penelitian lebih lanjut, guna memperbaiki modilikasi zeolit, pemilihan binder, tekanan dan kalsinasi serla bentuk dan ukuran pellet.
Fakultas Teknik Universitas Indonesia, 1997
S49084
UI - Skripsi Membership Universitas Indonesia Library
