KAJIAN TRANSPOR FENOL MELALUI MEMBRAN BERBASIS POLIEUGENOL TERTAUT SILANG MENGGUNAKAN METODE POLYMER INCLUSION MEMBRANE (PIM)

agung abadi kiswandono, Prof. Dr. Sri Juari Santosa, M.Eng.

2014 | Disertasi | S3 Ilmu Kimia

Telah dilakukan kajian transpor fenol melalui membran berbasis polieugenol tertaut silang dengan metode PIM. Kajian transpor fenol ini menggunakan chamber sebagai alat transpor yang memisahkan fasa sumber dan fasa penerima. Beberapa faktor yang mempengaruhi transpor menggunakan membran PIM telah dilakukan di antaranya adalah pH fasa sumber, konsentrasi fasa penerima, ketebalan membran, waktu transpor, dan konsentrasi agen tertaut silang. Penelitian kemudian dilanjutkan dengan uji stabilitas membran, umur membran dan pemakaian berulang. Stelah transpor, konsentrasi fenol pada fasa sumber dan fasa penerima ditentukan menggunakan reagen 4-aminoantipirin dalam suasana larutan kalium ferri sianida. Warna larutan 4-aminoantipirin yang terbentuk diekstraksi menggunakan kloroform dan absorbansinya diukur menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada λ 450 nm. Senyawa-senyawa pembawa setelah dianalisis elemental kemudian dikarakterisasi menggunakan FTIR, H-NMR, TG-DTA, dan SEM. Terakhir, membran PIM sebelum dan setelah transpor diuji kuat tarik (tensile strength) dan dikarakterisasi menggunakan SEM dan FTIR. Hasil penelitian menunjukkan bahwa membran PIM yang mengandung senyawa tertaut silang berbasis senyawa diena, yakni co-EDVB 6%, co-EDAF 6% dan coEEGDMA 6% dapat mentranspor fenol. Transpor fenol optimum terjadi pada pH fasa sumber 4,5 dengan konsentrasi fasa penerima 0,25 M yang memberikan hasil persentase transpor hingga 71%. Membran PIM yang mengandung senyawa tertaut silang berbasis senyawa epoksida, yakni poli BADGE 4:1 dapat mentranspor fenol pada pH fasa sumber 4,5 dengan konsentrasi fasa penerima 0,5 M yang memberikan hasil persentase transpor hingga 79%. Uji stabilitas membran menunjukkan bahwa kecepatan pengadukan, jenis agen tertaut silang, konsentrasi plasticizer dan garam NaNO 3 berpengaruh terhadap hilangnya komponen penyusun membran (ML loss). Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa membran PIM dapat digunakan secara berulang. Umur membran (lifetime) PIM pada penelitian menggunakan garam NaNO3 di fasa sumber lebih lama dibandingkan umur membran PIM tanpa menggunakan garam NaNO3 . Hilangnya komponen penyusun membran pada membran yang mengandung senyawa tertaut silang berbasis senyawa epoksida lebih rendah dibandingkan membran yang mengandung senyawa tertaut silang berbasis senyawa diena sehingga membran yang mengandung senyawa tertaut silang berbasis senyawa epoksida mempunyai umur membran lebih lama. Berdasarkan hasil FT-IR, didapatkan bahwa membran yang mengandung senyawa pembawa berbasis senyawa diena, komponen penyusun membran yang hilang didominasi oleh senyawa pembawanya sedangkan membran yang mengandung senyawa pembawa berbasis senyawa epoksida, tidak mengalami kehilangan senyawa pembawa secara signifikan. Indikasi hilangnya komponen penyusun membran dapat terlihat pada hasil FT-IR membran setelah digunakan untuk transpor fenol, yakni hilangnya puncak ‒OH pada spektra FT-IR tersebut. Indikasi hilangnya komponen membran juga didukung dengan hasil SEM, yaitu pori pada permukaan membran setelah transpor menjadi terlihat jelas dibandingkan dengan permukaan membran sebelum transpor.

The transport of phenol through a crosslinked polyeugenol membrane using Polymer Inclusion Membrane (PIM) method had been studied. This study was conducted using separated chambers for the source phase and the acceptor phase. Factors affecting the transport process have also been studied, including the pH of the source phase, the receiving fhase consentration, membrane thickness, transport time, concentration of the crosslinking agent, membrane stability, membrane lifetime and its reusability. The concentrations of phenol after transport in the source and acceptor phases were determined through a reaction with 4- aminoantipyrine in potassium ferry cyanide. Antipyrine being formed was then extracted using chloroform and the absorbance was measured using UV-Vis spectrophotometer at 450 nm. After elemental analysis, the carrier compounds were characterized using FT-IR, 1 H-NMR, TG-DTA, and SEM. The PIM membrane was also studied for its tensile strength before and after the transport process, and was characterized using SEM and FT-IR. The results showed that PIM membrane containing diena-based carrier compounds (co-EDVB 12%, co-EDAF 6% and co-EEGDMA 6%) were able to transport phenol at source phase pH of 4.5 and the acceptor phase concentration of 0.25M, yielding a transport percentage as high as 71%. Meanwhile, the PIM membrane containing epoxide-base compound (Poli-BADGE 4:1) was able to transport phenol at source pH of 4.5 and acceptor phase concentration of 0.5M was able to yield a transport percentage up to 79%. Membrane stability test/study shows that stirring rate, the type of crosslinking agent, plasticizer concentration and NaNO 3 influence the loss of membrane components (ML loss) and that the membrane can be reused. The lifetime of PIM membrane using NaNO3 in the source phase is longer than that without NaNO 3 . Meanwhile, the loss of membrane components for the membranes containing epoxide-base carrier compound is lower than that of the membranes with diena-base compounds. This in turn causes the former to have longer lifetime than the latter. FT-IR analysis indicated that in the membranes with diena-base carrier compounds, the membrane component loss was dominated by the carrier compounds, while in the membrane with epoxide-base carrier compounds did not exhibit membrane component loss significantly. The loss of membrane components is shown by FT-IR results of the membrane after being used for phenol transport, as indicated by the disappearance of the absorption band for ‒OH group. This result was also supported by SEM images showing more obvious pores on the surface of the membranes after being used for phenol transport as compared to the ones before transport.

Kata Kunci : Poli-BADGE, co-EDVB, co-EEGDMA, co-EDAF, umur membran dan ML loss