Perpustakaan Digital ITB

Pencemaran air oleh zat warna menjadi salah satu masalah yang sedang dihadapi saat ini terutama dikarenakan meningkatnya industri tekstil. Salah satu metode untuk mengatasi permasalahan ini adalah dengan menggunakan teknologi membran sebagai teknologi filtrasi air. Material membran yang banyak digunakan adalah poliviniliden fluorida (PVDF), hal ini dikarenakan beberapa keunggulan dari membran PVDF seperti memiliki sifat mekanik, sifat termal dan ketahanan kimia yang baik. Membran PVDF memiliki sifat hidrofobik yang dapat menyebabkan membran mudah mengalami penyumbatan atau fouling oleh partikel asing di permukaan membran sehingga mengurangi efisiensi pemisahan dan masa pakai membran. Untuk mengurangi kendala tersebut membran dapat dimodifikasi dengan cara pencampuran larutan polimer dengan material anorganik sehingga dapat meningkatkan hidrofilisitas membran, kekuatan mekanik dan porositas membran. Zeolit adalah material anorganik yang bersifat hidrofilik dan banyak digunakan sebagai filler pada membran. Penambahan material anorganik ke dalam polimer hidrofobik seperti PVDF dapat menghasilkan homogenitas yang rendah karena perbedaan sifat kepolaran dan mudah terbentuk aglomerasi. Oleh karena itu zeolit dimodifikasi melalui penambahan senyawa silan untuk meningkatkan kepolaran sehingga dapat dihasilkan membran yang lebih homogen. Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari kinerja dan karakteristik pada membran PVDF/Zeolit dan PVDF/Zeolit-MPTMS. Pada penelitian ini pertama dilakukan modifikasi zeolit dengan senyawa 3-merkaptopropil trimetoksi silan (MPTMS), hasil modifikasi dikarakterisasi dengan FTIR dan XRD. Dari hasil FTIR dapat disimpulkan zeolit berhasil dimodifikasi dengan MPTMS yang ditandai dengan munculnya puncak pada bilangan gelombang 2934 cm-1 yang merupakan vibrasi ulur -CH. Dari hasil karakterisasi XRD diperoleh bahwa jenis zeolit merupakan zeolit klinoptilolit terbukti dengan munculnya puncak difraksi yang merupakan puncak khas dari zeolit klinoptilolit. Selanjutnya zeolit yang telah termodifikasi tersebut digunakan pada sintesis membran hibrida PVDF/Zeolit-MPTMS dengan variasi konsentrasi 0,25; 0,5; 0,75; 1,0 %b/b. Porogen yang digunakan pada penelitian ini adalah polietilen glikol (PEG). Komposisi PVDF dan porogen yang digunakan dibuat tetap yaitu 18 dan 4% b/b. Komposisi pelarut disesuaikan dengan komposisi zeolit atau zeolit/MPTMS yang ditambahkan. Pelarut yang digunakan adalah N,N-dimetil asetamida (DMAc). Metode sintesis yang digunakan adalah metode inversi fasa, dengan mencari komposisi perbandingan PVDF dan zeolit yang optimum. Membran hibrida yang diperoleh dikarakterisasi menggunakan FTIR, uji porositas, hidrofilisitas, pengukuran jari-jari pori, uji morfologi menggunakan SEM, dan stabilitas termal menggunakan TG/DTA. Performa membran berdasarkan uji permeabilitas, antifouling berdasarkan nilai FRR dan selektivitas menggunakan zat warna metilen biru dengan sistem aliran dead-end Penambahan zeolit meningkatkan porositas membran, dan meningkatkan selektivitas terhadap metilen biru, sedangkan terjadi penurunan pada permeabilitas, hidrofilisitas dan jari-jari pori membran. Konsentrasi optimum zeolit yaitu pada membran PVDF/Zeolit 0,75% b/b dengan nilai permeabilitas 23,08 L/m².h dan persen rejeksi 96,96 %. Penambahan zeolit-MPTMS menurunkan hidrofilisitas, meningkatkan porositas, jari-jari pori, permeabilitas dan selektivitas membran. Konsentrasi optimum zeolit-MPTMS yaitu pada membran PVDF/Zeolit-MPTMS 0,75% b/b dengan nilai permeabilitas 36,99 L/m².h dan persen rejeksi 95,53 %. Kemampuan antifouling membran diukur dengan nilai flux recovery ratio (FRR) yang dihitung dengan membandingkan fluks air pada membran sebelum dan setelah digunakan untuk filtrasi zat warna metilen biru. Hasil pengujian FRR menunjukkan bahwa setelah penambahan zeolit maupun zeolit-MPTMS terjadi penurunan dari 90,63% menjadi 81,14% pada PVDF/Zeolit dan 82,05% pada PVDF/Zeolit-MPTMS. Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa membran dengan performa yang optimum yaitu membran PVDF/Zeolit-MPTMS 0,75% b/b karena memiliki fluks tertinggi dengan nilai rejeksi yang tinggi terhadap metilen biru