Pengembangan Aerogel Berbasis Nanoselulosa dari Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKS) sebagai Penyerap Minyak yang Dapat Digunakan Kembali (Recyclable Oil Absorbent).

Djannah, Lutfiah Miftahul and Yusuf Hendrawan,, STP, M.App.Life.Sc, Ph.D and Dian Burhani,, SSi, MT. and Dr. Ir. Sandra Malin Sutan,, MP. (2021) Pengembangan Aerogel Berbasis Nanoselulosa dari Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKS) sebagai Penyerap Minyak yang Dapat Digunakan Kembali (Recyclable Oil Absorbent). Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Tumpahan minyak dari kapal tanker dan off-shore merupakan ancaman terbesar bagi ekosistem laut. Salah satu metode penanganan yaitu secara fisika dengan menggunakan absorben. Aerogel adalah salah satu jenis absorben yang dapat digunakan sebagai penyerap minyak yang memiliki porositas tinggi dan densitas rendah. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan fabrikasi aerogel, menganalisa perlakuan terbaik pada rasio CNF:Kitosan, melakukan proses modifikasi superhidrofobik, dan mengetahui karakterisasi dan kinerja aerogel sebagai penyerap minyak yang dapat digunakan kembali. Penelitian ini menggunakan selulosa yang telah di-bleaching sebagai bahan dasar pembuatan CNF dengan konsentrasi 1%, 1.5% dan 2% yang selanjutnya digunakan sebagai bahan dasar proses fabrikasi dengan penambahan kitosan 2% sebagai filler. Pada proses modifikasi aerogel, digunakan HDTMS untuk membentuk aerogel superhidrofobik. Berdasarkan hasil penelitian, rasio CNF:Kitosan dengan nilai porositas dan densitas terbaik adalah 1:1 dengan nilai beruturut-turut pada CNF 1%, 1.5%, dan 2% adalah 0,0265 g/cm3 ; 98,432%, 0,0257 g/cm3 ; 98,482%, dan 0,0322 g/cm3 ; 98,094%. Sedangkan pada aerogel hidrofobik yang memiliki nilai terbaik adalah pada sampel dengan rasio 1:1 pada CNF 1%, 1.5%, dan 2% adalah 0,0227 g/cm3 ; 98,658%, 0,0245 g/cm3 ; 98,552%, dan 0,0295g/cm3 ; 98,256%. Rata-rata kapasitas absorpsi yang diperoleh pada rasio 1:1 dengan konsentrasi CNF 1%, 1.5%, dan 2% berturut-turut dengan minyak adalah 11,5768 (g/g), 28,3167 (g/g), dan 23,5210 (g/g). Sedangkan kapasitas absorpsi rasio 1:1 dengan konsentrasi CNF 1%, 1.5%, dan 2% berturut-turut dengan oli bekas 23,3250 (g/g), 19,7292 (g/g), dan 22,5091 (g/g). Sedangkan pada aerogel hidrofobik kapasitas absorpsi tertinggi dengan minyak jelantah pada rasio 1:1 dengan konsentrasi CNF 1%, 1.5%, dan 2% berturut-turut adalah 18,5203 (g/g), 16,1752 (g/g), dan 8,1940 (g/g). Sedangkan dengan oli bekas pada rasio 1:1 dengan konsentrasi CNF 1%, 1.5%, dan 2% berturut-turut adalah 18,4376 (g/g), 11,5374 (g/g), dan 9,4073 (g/g). Sedangkan dengan crude oil pada rasio 1:1 dengan konsentrasi CNF 1%, 1.5%, dan 2% berturut-turut adalah 32,4273 (g/g), 34,7254 (g/g), dan 24,0182 (g/g). Karakterisasi FTIR mendeteksi gugus -NH yang menunjukkan adanya penambahan kitosan pada aerogel, selain itu terdeteksi pada 2901,35 cm-1 yang menunjukkan bahwa gugus alkil hidrofobik rantai panjang HDTMS telah berhasil dilapisi (coating) pada sampel. Pada analisa BET, CNF 1% memiliki nilai surface area terbesar yaitu 249.6878. Pada karakterisasi WCA, nilai tertinggi yaitu senilai 115o. Pada karakterisasi FESEM, terlihat pori pada aerogel membentuk struktur seperti lembaran, selain itu terlihat permukaan kasar yang terlapisi oleh film ringan yang merupakan tanda adanya kitosan, dan terlihat permukaan yang bertekstur pada aerogel yang merupakan permukaan aerogel-chitosan yang terlapisi oleh HDTMS. Pada penelitian dapat disimpulkan bahwa pengaruh peningkatan konsentrasi CNF yang digunakan, mengakibatkan semakin tinggi nilai densitas, semakin rendah nilai porositas yang mengakibatkan semakin rendah pula kapasitas absorpsi pada aerogel. Selain itu, nilai specific surface area juga akan menurun seiring bertambahnya konsentrasi CNF. Sedangkan pada nilai viskositas minyak yang digunakan pada uji absorpsi, semakin tinggi nilai viskositasnya, semakin tinggi pula kapasitas absorpsinya.

English Abstract

Oil spills from tankers and off-shore are the biggest threat to marine ecosystems. One of the handling methods is physically by using an absorbent. Aerogel is one type of absorbent that can be used as an oil absorber that has high porosity and low density. This study aimed to fabricate aerogels, analyze the best treatment for the CNF:Chitosan ratio, carry out a superhydrophobic modification process, and determine the characterization and performance of aerogels as reusable oil absorbents. This study used bleached cellulose as the basic material for making CNF with a concentration of 1%, 1.5%, and 2% which was then used as the basic material for the fabrication process with the addition of 2% chitosan as a filler. In the aerogel modification process, HDTMS was used to form a superhydrophobic aerogel. Based on the results of the study, the ratio of CNF:Chitosan with the best porosity and density values was 1:1 with the CNF values of 1%, 1.5%, and 2% being 0.0265 g/cm3 respectively; 98.432%, 0.0257 g/cm3 ; 98.482%, and 0.0322 g/cm3 ; 98.094%. While the hydrophobic aerogel which has the best value is the sample with a ratio of 1:1 at 1% CNF, 1.5%, and 2% is 0.0227 g/cm3 ; 98.658%, 0.0245 g/cm3 ; 98.552%, and 0.0295g/cm3 ; 98.256%. The average absorption capacity obtained at a ratio of 1:1 with CNF concentrations of 1%, 1.5%, and 2% respectively with oil was 11.5768 (g/g), 28.3167 (g/g), and 23. ,5210 (g/g). While the absorption capacity ratio of 1:1 with CNF concentrations of 1%, 1.5%, and 2%, respectively, with used oil 23.3250 (g/g), 19.7292 (g/g), and 22.5091 (g/g). g). While the hydrophobic aerogel has the highest absorption capacity with used cooking oil at a ratio of 1:1 with CNF concentrations of 1%, 1.5%, and 2%, respectively, 18.5203 (g/g), 16.1752 (g/g), and 8.1940 (g/g). Meanwhile, used oil at a 1:1 ratio with CNF concentrations of 1%, 1.5%, and 2% respectively were 18.4376 (g/g), 11.5374 (g/g), and 9.4073 (g/g). g). Meanwhile, crude oil at a ratio of 1:1 with CNF concentrations of 1%, 1.5%, and 2%, respectively, were 32.4273 (g/g), 34.7254 (g/g), and 24.0182 (g/g). g). The FTIR characterization detected the -NH group which indicated the addition of chitosan to the aerogel, besides that it was detected at 2901.35 cm-1 which indicated that the long-chain hydrophobic alkyl group of HDTMS had been successfully coated on the sample. In BET analysis, 1% CNF has the largest surface area value, which is 249.6878. In the WCA characterization, the highest value is 119.2752543o. In the FESEM characterization, it was seen that the pores on the aerogel formed a sheet-like structure, in addition to that, a rough surface covered with a light film was seen which was a sign of the presence of chitosan, and a textured surface on the aerogel which was the surface of the aerogel-chitosan coated by HDTMS. In this study, it can be concluded that the effect of increasing the concentration of CNF used results in the higher the density value, the lower the porosity value which results in the lower absorption capacity of the aerogel. In addition, the value of the specific surface area will also decrease as the concentration of CNF increases. While the viscosity value of the oil used in the absorption test, the higher the viscosity value, the higher the absorption capacity.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	0521100279
Uncontrolled Keywords:	Absorben, Aerogel, CNF, HDTMS,Absorbent, Aerogel, CNF, HDTMS
Subjects:	600 Technology (Applied sciences) > 630 Agriculture and related technologies
Divisions:	Fakultas Teknologi Pertanian > Keteknikan Pertanian
Depositing User:	soegeng sugeng
Date Deposited:	19 May 2022 01:35
Last Modified:	19 May 2022 01:35
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/190593

Text (DALAM MASA EMBARGO) LUTFIAH MIFTAHUL DJANNAH.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2023. Download (3MB)

Actions (login required)

View Item