## RESEARCH   ARTICLE
Synthesis Zeolite Y From Lapindo Mud With Variations Filling Autoclave And Ratio Molar Si/Al
(Sintesis Zeolit Y Dari Lumpur Lapindo Dengan Variasi Keterisian Autoklaf dan Variasi Rasio Molar Si/Al)
Novita Andarini *) , Deys Sya’fatul Maziyyah, Tanti Haryati, Yudi Aris Sulistiyo, Suwardiyanto Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Jember,
Jl. Kalimantan No. 37 Sumbersari Jember, 68121 Indonesia

## ABSTRACT
Lapindo  mud  contains  Silicate  (SiO 2 ),  and  Aluminum  oxide  (Al 2 O 3 )  that  can  be  utilized  to  synthesize  zeolite  Y.  Zeolite  Y  was synthesized from Lapindo mud via the smelting and hydrothermal method, respectively. The thermal activation of Lapindo mud was achieved by leaching smelting at 550 o C for 2 hours with NaOH  to achieve thed desire adding SiO 2 , NaOH and aging for 48 hours. The effects of various parameters on the synthesis were investigated. The samples were characterized with X-ray Fluorescence (XRF), X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transformation Infrared Spectroscopy (FTIR) and Gas Sorption Analyzer (GSA). Zeolite Y with high crystallinity was synthesized under optimized conditions, such as filling autoclave 90% and a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 15.
Lumpur lapindo merupakan  limbah yang mengandung SiO 2 53,40%, Al 2 O 3 23,80% sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bahan zeolit Y. Sintesis zeolit Y dilakukan dengan metode peleburan yang diikuti dengan proses hidrotermal. Perbandingan komposisi yang digunakan adalah 10Na 2 O:1Al 2 O 3 :15SiO 2 :300H 2 O dengan variasi keterisian volume autoklaf 90%, 70%, dan 50% dan mol SiO 2 / Al 2 O 3 10,  15  dan  20.  Lumpur  di- leaching dan  dilebur  dengan  NaOH  pada  suhu  550˚C  selama  2  jam.  Lumpur  hasil  peleburan digunakan sebagai prekursor  zeolit Y didiamkan selama 48 jam. Suhu dan waktu hidrotermal yang digunakan 100˚C-105˚C 24 jam. Hasil sintesis terbaik variasi keterisian autoklaf didapatkan pada keteresian 90% berdasarkan data XRD. Zeolit Y hasil variasi mol dikarakterisasi dengan XRF, XRD, FTIR dan GSA menunjukkan bahwa zeolit Y rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 sebesar 15 merupakan hasil terbaik jika dilihat dari fasa kristalnya.
Keywords: Lapindo mud, Zeolite Y, Hydrothermal, Filling autoclave, Ratio molar Si/Al.

## PENDAHULUAN
Lumpur  lapindo  merupakan  suatu  bencana nasional  yang  diakibatkan  kebocoran  pengeboran pada kegiatan eksplorasi minyak dan gas bumi. Mineral yang  seharusnya  berada  di  dalam  tanah  terangkat  ke atas dalam bentuk lumpur panas Sidoarjo. Semburan lumpur  lapindo  merupakan  suatu  limbah  melimpah yang  dapat  mengganggu  masyarakat  dan  merusak kondisi  lingkungan  sekitar.  Berdasarkan  hasil karakterisasi  pada  uji  EDX  menunjukkan  bahwa lumpur  lapindo  mengandung  senyawa  silika  dan alumina  yang  tinggi  [1]  dan  dapat  dimanfaatkan sebagai bahan pembentukan zeolite. Lumpur lapindo
mengandung senyawa SiO 2 53,40% ; Al 2 O 3 23,80% ; Na 2 O 5,59% ; Fe 2 O 3 5,47% dan Cl 2,89% [2].
Zeolit  adalah  mineral  dengan  komponen  utama silika  dan  alumina.  Zeolit  tipe  Faujasit  adalah molekular sieves aluminosilikat  dengan  kerangka berdensitas rendah yang terdiri dari saluran cincin tiga dimensi  beranggotakan  12  (0,71  -  0,73  nm)  yang memiliki supercage dengan diameter maksimum sekitar 1,3  nm  [3].  Zeolite  faujisite  memiliki  dua  jenis  yang dilihat dari kandungan rasio Si/Al yaitu zeolite X dan Y.  Zeolit  faujasite  kaya  silikon  atau  zeolit  Y  yang mempunyai rasio Si/Al antara 1,5-3 dan zeolite kaya aluminium atau zeolit X yang mempunyai rasio Si/Al antara 1 - 1,5. Zeolit faujasite (X, Y) dianggap sebagai
*) Corresponding author: Novita Andarini E-mail: novita.fmipa@unej.ac.id

## Andarini, Synthesis Zeolite Y From Lapindo …
katalis utama dan penting dalam proses Hidrorefining [4].
Sintesis  zeolit  melibatkan  pembentukan  kristal buatan  dalam  kondisi  reaksi  yang  mirip  dengan pembentukan  zeolit  alam.  Sampai  saat  ini  metode solvotermal telah diadopsi dan dikembangkan untuk menghasilkan  zeolit  sintetis  seperti  metode hidrotermal  (Sugano et  al .,  2005),  metode  fusi  alkali (Wajima et al ., 2008), metode sol-gel (Tsujiguchi et al ., 2014),  dan  metode  pencucian  alkali  (Shoppert et  al ., 2017)  [5].  Kelebihan  metode  hidrotermal  adalah menghasilkan  kemurnian  yang  tinggi  dan  dapat dilakukan  pada  suhu  rendah.  Sintesis  zeolit  Y dilakukan  dengan  proses  peleburan  lumpur  lapindo dengan  NaOH  lebih  dahulu  yang  diikuti  dengan metode  hidrotermal.  Sintesis  zeolit  Y  dengan menggunakan metode hidrotermal perlu memperhatikan  faktor-faktor  yang  mempengaruhi yaitu  rasio  molar  Si/Al,  tekanan,  suhu  dan  waktu hidrotermal.
Toto  dkk  telah  mensintesis  zeolit  Y  dari  lumpur lapindo  dengan  perbandingan  mol  komposisi  yang digunakan
10Na 2 O:1Al 2 O 3 :15SiO 2 :300H 2 O menghasilkan  zeolit  mirip  faujasite  sebesar  28,2% dengan  rasio  Si/Al  sebesar  2,43  [6].  Zahro  et  al.  [7] mensintesis  zeolit  Y  dari  ampas  tebu  dengan memvariasikan  rasio  molar  Si/Al.  Zeolit  Y  hasil sintesis yang didapat tidak murni karena ada campuran sedikit zeolit P dengan rasio Si/Al 2,5.
Pada  penelitian  ini  dilakukan  sintesis  zeolit  Y dengan  variasi  keterisian  volume  autoklaf   yang dimaksudkan untuk variasi tekanan akibat perbedaan volume  dan  variasi  rasio  Si/Al.  Tekanan  dan  rasio Si/Al  mempunyai  peran  penting  dalam  menentukan struktur  dan  komposisi  akhir  produk  [8].  Variasi keterisian  volume  autoklaf   dilakukan  dengan membedakan  volume  yang  digunakan  pada  saat sintesis  yaitu  90%,  70%  dan  50%  dengan  kapasitas autoklaf  sebesar 100 mL. Variasi rasio Si/Al dilakukan dengan  memvariasikan  komposisi  SiO 2 dengan perbandingan 10, 15 dan 20 mol, waktu a ging 48 jam dan dihidrotermal selama 24 jam  pada rentang suhu 100 ⁰ C  -  105 ⁰ C.  Perlakuan  awal  lumpur  lapindo menggunakan  HCl  dan  peleburan  menggunakan NaOH  sebelum  dihidrotermal.  Selanjutnya  zeolit  Y hasil  sintesis  dikarakterisasi  menggunakan  X -Ray Fluorosence (XRF) untuk mengetahui kandungan yang ada dalam lumpur dan X-Ray Diffraction (XRD) untuk mengidentifikasi  kemurnian  zeolit  hasil  sintesis. Gas
Sorption  Analyzer (GSA)  untuk  mengetahui  luas permukaan,  serta  spektrofotometri Fourier  Transform- Infra Red (FT-IR) untuk mengetahui gugus fungsi dari zeolit hasil sintesis.

## METODE
Alat Penelitian ini menggunakan peralatan gelas, mortar dan alu, autoklaf, oven, ayakan 100 mesh, indikator pH universal, satu set alat refluks, stirer magnetik, neraca analitik merk Ohauss Analytical Plus , Muffle furnace 1400 merk Barnsted Termoylne , X-Ray Fluoroscence (XRF) merk Bruker S2 Ranger , X-Ray Diffraction (XRD) merk Xpert MPD ,  Spektrofotometri Fourier  Transform-Infra  Red (FT-IR)  merk Bruker  Alpha , Gas  Sorption  Analyzer (GSA) merk Quantachome TouchWin V1.11 .
Bahan Penelitian  ini  menggunakan  bahan-bahan  antara lain lumpur lapindo dari Sidoarjo, natrium hidroksida NaOH  (Merck,  99%),  HCl  (Merck,  37%),  SiO 2 (merck), kertas saring biasa, kertas whatman No. 42, dan akuademin.

## Prosedur Penelitian Preparasi Sampel
Sampel  lumpur  lapindo  diambil  dari  dari  area denagn  jarak  2  km  dari  pusat  semburan.  Lumpur Lapindo  dicuci  (800 g)  dengan  akuademin  1:2  (b/v) dan  disaring  agar  terpisah  dari  pengotornya  yaitu rumput-rumputan dan kerikil. Selanjutnya didekantasi untuk  memisahkan  lumpur  dengan  filtratnya  dan dikeringkan selama 24 jam  dioven  pada suhu 100 ⁰ C. Lumpur Lapindo yang sudah kering kemudian digerus dan diayak dengan ayakan 100 mesh.

## Leaching
Lumpur yang sudah halus (10 g) direfluks dengan larutan  HCl  2  M  sebanyak  100  mL  selama  1  jam dengan  temperatur  90 ⁰ C.  Selanjutnya  lumpur  dicuci dengan akuademin sampai pH filtrat pencucian netral dan dikeringkan dalam oven.
Peleburan Alkali Lumpur lapindo yang telah dileaching selanjutnya dicampur  dengan  NaOH  dalam  cawan  porselen dengan perbandingan berat NaOH/Lumpur lapindo =  1,5.  Selanjutnya  campuran  tersebut  dipanaskan dalam muffle  furnace selama  2  jam  pada  suhu  550 ⁰ C.

## Andarini, Synthesis Zeolite Y From Lapindo …
Campuran  kemudian  didinginkan,  digerus  dan selanjutnya dianalisis dengan XRF dan XRD.

## Sintesis dan Karakterisasi Zeolit Y
Pembuatan larutan
Campuran  hasil  peleburan  ditambah  SiO 2 dan larutan  NaOH  sesuai  perhitungan  variasi  keterisian autoklaf.  Selanjutnya  dilakukan  proses  pengadukan selama  4  jam  pada  suhu  kamar  ketika  semua  bahan telah ditambahkan dan didiamkan untuk proses aging selama  48  jam.  Campuran  kemudian  disaring  dan filtratnya  diambil  dengan  volume    sesuai  keterisian autoklaf  kemudian dimasukkan ke dalam autoklaf. Hal yang  sama  dilakukan  untuk  sintesis  zeolit  Y  dengan variasi rasio molar Si/Al.
Proses Hidrotermal Filtrat  sampel  yang  telah  dimasukkan  dalam autoklaf   kemudian  dioven  pada  suhu  100 ⁰ C-105 ⁰ C selama  24  jam.  Hasil  sintesis  terbaik  divariasikan kembali dengan variasi rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 sebesar 10, 15 dan 20. Selanjutnya autoklaf  dibiarkan dingin, kemudian  sampel  hasil  hidrotermal  didekantasi  dan dicuci dengan akuademin sampai pH filtrat pencucian netral. Residu hasil filtrasi dikeringkan di dalam oven pada suhu 100 o C sampai beratnya konstan, kemudian ditimbang massa yang dihasilkan.
Karakterisasi Zeolit
Zeolit  dari  hasil  sintesis  dikarakterisasi  dengan menggunakan X-Ray  Difractometer (XRD), X-Ray Fluorescence (XRF), Gas  Sorption  Analyzer (GSA),  dan Spektrofotometri Fourier  Transform-Infra  Red (FT-IR). Karakterisasi menggunakan XRD
untuk mengidentifikasi struktur kristal dan kemurnian zeolit hasil  sintesis,  sedangkan  XRF untuk  mengetahui komposisi  unsur-unsur  dalam  sampel  zeolit  Y. Karakterisasi BET untuk mengetahui luas permukaan dan  Spektrofotometri FTIR untuk mengetahui gugus fungsi dari zeolit hasil sintesis.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakter  Zeolit  Y  Hasil  Sintesis  dengan  Variasi Keterisian Autoklaf
Komposisi Zeolit Y
Zeolit Y yang disintesis dari lumpur lapindo sebagai precursor  yang  sebelumnya    dikarakterisasi  dengan XRF  untuk  mengetahui  kandungan  unsur-unsurnya setelah dileaching adalah  untuk  mengurangi  pengotor
yang  tidak  diperlukan,  seperti  logam-logam  oksida Fe 2 O 3, CaO, K 2 O. Kandungan lumpur setelah proses leaching masih  mengandung  pengotor  terutama kandungan besi. Logam besi yang masih terkandung dalam lumpur sisa leaching diduga karena oksida besi masih  belum  semua  terdekstruksi  oleh  HCl.  Hal  ini dikarenakan  oksida  besi  yang  terkandung  dalam lumpur  adalah  hematit  yang  stabil  pada  temperatur ruang  sampai  dengan  100 ᴼ C  [8].    Selain  itu,  dapat disebabkan  oleh  beberapa  faktor  yang  terjadi  saat proses leaching antara  lain  konsentrasi  HCl,  waktu leaching ,  temperatur,  dan  perbandingan  HCl  dengan lumpur.  Berdasarkan  hasil  analisis  XRF,  kandungan lumpur lapindo sebagian besar ditunjukkan di Tabel 1.
Tabel 1. Komposisi lumpur hasil analisa XRF sebelum dan setelah leaching
Komposisi  Sebelum
Leaching Komposisi  Setelah Leaching Unsur Konsentrasi (%) Unsur Konsentrasi (%) Si 34,7 Si 50,4 Al 12 Al 13 Fe 32,9 Fe 20,3 K 3,97 K 4,64 Ca 7,36 Ca 3,01 Mo 4,8 Mo 4,7 Ti 2,11 Ti 3,12
Berdasarkan  Tabel  1  Komposisi  alumina  sedikit lebih besar dibandingkan dengan sebelum leaching . Hal ini terjadi dimungkinkan karena penurunan komposisi Fe 2 O 3 yang tinggi yang lebih mudah larut dalam asam dibandingkan  senyawa  alumina  (Al 2 O 3 )  bersifat amfoter  yang  dapat  bereaksi  dengan  molekul  HCl membentuk senyawa alumunium klorida (AlCl 3 ) yang dapat  larut  dalam  air.  Berdasarkan  Tabel  4.1 kandungan  lumpur  setelah  proses leaching masih mengandung  pengotor  terutama  kandungan  besi. Logam  besi  yang  terkandung  dalam  lumpur  sisa leaching diduga karena oksida besi masih belum semua terdekstruksi  oleh  HCl.  Beberapa  faktor  yang mempengaruhi  saat  proses leaching antara  lain konsentrasi  HCl,  waktu leaching ,  temperatur,  dan perbandingan  HCl  dengan  lumpur. Tiga  faktor tersebut memiliki pengaruh dengan banyaknya logam- logam oksida yang terlarut dalam larutan HCl. Reaksi pelarutan  oksida  logam  terhadap  HCl  ditunjukkan pada  persamaan  berikut  ini.  Reaksi  pelarutan  oksida logam  terhadap  HCl  ditunjukkan  pada  persamaan berikut ini :

## Andarini, Synthesis Zeolite Y From Lapindo …
K 2 O(s) + 2 HCl(aq) → 2 KCl(aq) +  H 2 O(l) Fe 2 O 3 (s)  +  6 HCl(aq) → 2 FeCl 3 (aq)  +  3 H 2 O(l) CaO(s)  +  2 HCl(aq) → CaCl 2 (aq)  +  H 2 O(l) Komposisi  alumina  pada  Tabel  1  naik  karena turunnya  persentase  unsur  yang  lain  sehingga mempengaruhi  persentase  alumina  dalam  jumlah persen konsentrasi sebanyak 100%.
Lumpur hasil leaching yang dilebur dengan NaOH dikarakterisasi  dengan  XRD.  Data  yang  didapatkan pada  analisis  XRF  sampel  lumpur  hasil  peleburan mengandung  SiO 2 27,53% , Al 2 O 3 6,36%, dan  Na 2 O 34,17%.  Peleburan  menggunakan  NaOH  untuk aktivasi  dalam  pembentukan  natrium  silikat  dan natrium  aluminat.  Ion  Na + akan  bereaksi  dengan alumina  dan  silika  yang  terdapat  dalam  lumpur sehingga produk natrium silikat dan natrium alumina. Reaksi pada saat peleburan adalah:
NaOH + Al 2 O 3 .SiO 2 → Na 2 SiO 3 + NaAl(OH) 4 Data  analisis  XRF  tersebut  digunakan  sebagai indikator  dalam  penentuan  massa  SiO 2 dan  NaOH yang harus ditambahkan dalam membuat perbandingan mol komposisi
10Na 2 O:1Al 2 O 3 :15SiO 2 :300H 2 O Sampel zeolit Y hasil sintesis perbandingan mol
komposisi 10Na 2 O:1Al 2 O 3 :15SiO 2 :300H 2 O pada variasi keterisian autoklaf  dikarakterisasi dengan XRF untuk melihat  rasio  Si/Al  Zeolit  Y  hasil  sintesis  yang kemudian  dibandingkan  dengan  rasio  Si/Al  yang disiapkan saat pembuatan Zeolit Y.  Data rasio Si/Al zeolite  Y  pada  Tabel  2  menunjukkan  bahwa  dengan rasio  Si/Al  yang  disiapkan  saat  akan  dihidrotermal berubah setelah hidrotermal menjadi lebih kecil yaitu dibawah  3.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  hasil hidrotermal  kemungkinan  merupakan    zeolite  Y sebagaimana  diketahui  bahwa  zeolite  Y  mempunyai rasio Si/Al 1,5-3. Penurunan rasio Si/Al yang  tinggi karena  sistem  gel  alkalinitas  tinggi  memfasilitasi nukleasi  dan  proses  kristalisasi,  namun  umumnya menghasilkan  kerangka  rasio  Si/Al  yang  rendah karena  meningkatnya  kelarutan  silika.  Menurunkan alkalinitas  gel  dapat  membantu  pembentukan  lebih banyak  zat  antara  dan  produk  polimer  yang mengandung  silika,  akan  tetapi  menyebabkan
kristalisasi  tidak  lengkap  karena  peningkatan  energi barrier untuk nukleasi dan pertumbuhan kristal [9] . Selain itu dapat dilihat bahwa menurunnya variasi keterisian  autoklaf   meningkatkan  rasio  Si/Al  dari Zeolit Y yang dihasilkan. Hal ini terjadi kemungkinan disebabkan  oleh  tekanan  uap  yang  semakin  tinggi dengan  meningkatnya  keterisian  autoklaf   yang mempengaruhi  kelarutan  silika  [10].  Meningkatnya rasio  Si/Al  pada  keterisian  autoklaf   juga  diikuti semakin  berkurangnya  pengotor  kation  sedangkan pengotor anion relatif  tidak berbeda, karena semakin tinggi  kandungan  Si  maka  pembawa  muatan  negatif (Al) semakin kecil sehingga perlu sedikit kation untuk menetralkan.  Pengotor  pada  sampel  zeolit  Y  hasil sintesis  pada  variasi  keterisian  autoklaf   ditunjukkan pada Tabel 3, pengotor yang paling besar adalah Fe.
Tabel  2.  Rasio  Molar  Si/Al  Sebelum  dan  Sesudah Hidrotermal
Sampel  dengan Komposisi 10Na 2 O:1Al 2 O 3 :1 5SiO 2 :300 H 2 O Rasio Si/Al Sebelum Hidrotermal Sesudah Hidrotermal Keterisian 50% 7,45 2,86 Keterisian 70% 7,52 2,73 Keterisian 90% 7,48 2,65 Tabel  3.  Komposisi  unsur-unsur  dalam  zeolit  Y dengan berbagai variasi keterisian autoklaf hasil analisa XRF Kandungan Komposisi 10Na 2 O:1Al 2 O 3 :15SiO 2 :300 H 2 O Unsur lain Keterisian 90% Keterisian 70% Keterisian 50% Fe 6,18 % 3,84 % 4,99 % K 1,06 % 0,76 % 0,71 % Ti 1,19 % 0,46 % 0,48 % Cl 1,2  % 1,09 % 1,29 %
Struktur Kristal Zeolit Y Zeolit  Y  hasil  sintesis  dengan  variasi  keterisian autoklaf  yang dikarakterisasi dengan X-Ray Diffraction (XRD) menunjukkan Difraktogram dengan intensitas dan puncak yang berbeda-beda. Difraktogram  zeolit Y standar dan difraktogram variasi keterisian autoklaf dapat dilihat pada Gambar 1.

## Andarini, Synthesis Zeolite Y From Lapindo …

## (a)
(b)
Gambar 1. (a) Difraktogram zeolit Y standar [8] (b) Difraktogram zeolit Y hasil sintesis variasi keterisian autoklaf Berdasarkan  difraktogram  Gambar  1  zeolit  hasil sintesis selain terdapat campuran dengan zeolit P, juga campuran dengan zeolit analcime. Kehadiran zeolit P muncul  pada  sudut  17˚,  18˚  dan  35,95˚  dengan intensitas  lebih  tinggi  pada  keterisian  autoklaf   50% dan  70%,  jika  dibandingkan  dengan  keterisian autoklaf  90% . Intensitas puncak tertinggi pada setiap variasi  berbeda-beda  dimana  intensitas  tertinggi keterisian  autoklaf   50%  di  sudut  2 θ 25˚,  keterisian autoklaf  70% di sudut 2 θ 26˚ yang merupakan ciri dari sudut  zeolit  analcime.  Keterisian  autoklaf   90%  di sudut  2 θ 27˚  merupakan  ciri  dari  sudut    zeolit  Y standar.  Ukuran  kristal  pada  variasi  keteriasian autoklaf  berada pada kisaran 39,38 nm-79,79 nm.
Interpretasi IR Zeolit Y Daerah  serapan  pada  analisis  FTIR  variasi keterisian  autoklaf   memiliki  pola  yang  hampir  sama dengan  daerah  serapan  pada  struktur  aluminosilikat yang menandakan terbentuknya struktur zeolit. Hasil analisa  FTIR  keterisian  autoklaf   dapat  dilihat  pada Gambar 2.
Gambar  2.  Spektra  inframerah  variasi  keterisian autoklaf
Berdasarkan Gambar 2 dapat dilihat bahwa spektra yang terlihat jelas di daerah serapan sekitar 1000 cm -1 merupakan  vibrasi  ulur  asimetri  Si-O-Al.  Daerah serapan  sekitar  700  cm -1 dari  ketiga  sampel  zeolit  Y hasil  sintesis  mewakili  vibrasi  ulur  asimetri  Si-O-Si [11].  Zeolit  Y  dengan  rasio  SiO 2 /Al 2 O 3 tinggi mempunyai  frekuensi  getaran  yang  lebih  tinggi  di daerah  vibrasi  ulur  Si-O-Si,  sebagaimana  yang ditunjukkan  oleh  Gambar  2  terjadi  kenaikan  spektra pada  frekuensi  sampel  zeolit  Y  keterisian  50%. Karakter  spesifik  cincin  ganda  pada  zeolit  Y  hasil sintesis  pada  ketiga  sampel  varisi  keterisian  autoklaf ditunjukkan pada daerah serapan antara 653-670 cm -1 [12].  Spektra  zeolit  Y  hasil  sintesis  dengan  variasi keterisian mengalami pergeseran dengan peningkatan rasio  molar  Si/Al  akibat  berkurangya  jumlah  Al-O pada kerangka zeolit.
Karakter  Zeolit  Y  Hasil  Sintesis  dengan  Variasi Mol SiO 2 /Al 2 O 3

## Komposisi Zeolit Y
Rasio  molar  Si/Al  pada  zeolit  Y  yang  telah disintesis dapat diketahui dari data hasil analisis XRF yang  ditunjukkan  pada  Tabel  4.  Rasio  molar  Si/Al pada  ketiga  sampel  zeolit  Y  meningkat  dengan bertambahnya  SiO 2 yang  ditambahkan.  Hal  ini diakibatkan karena perbedaan reaktivitas alumina dan silika  dengan  basa.    Silika  lebih  reaktif   dengan  basa dibandingkan alumina karena sifat asam silika silikon lebih  kuat  dibandingkan  alumina.  Hal  ini mengakibatkan  produk  garam  silikat  yang  dihasilkan lebih  banyak  dibandingkan  garam  aluminat  pada selang waktu reaksi yang sama.

## Andarini, Synthesis Zeolite Y From Lapindo …
Tabel 4. Rasio Si/Al hasil analisa XRF dalam zeolit Y pada berbagai variasi rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3
Kandungan Keterisian 90% Unsur Rasio SiO 2 /Al 2 O 3 Rasio SiO 2 /Al 2 O 3 Rasio SiO 2 /Al 2 O 3 10 15 20 Si/Al 2,53 2,65 3,1 Keberadaan logam-logam pengotor
mempengaruhi  proses  sintesis  zeolit  Y  terutama kandungan oksida logam pengotor yang masih tinggi (oksida  Fe)  akan  membentuk  fase  lain  saat  proses hidrotermal.  Jumlah  logam  pengotor  yang  lain ditemukan  lebih  sedikit  pada  Zeolit  Y  dengan  rasio Si/Al  2,65  sebagaimana  ditunjukkan  oleh  Tabel  5, begitupula  dengan  logam  pengotor  Fe  yang  paling sedikit juga ada pada Zeolit Y dengan rasio Si/Al 2,65.
Tabel  5.  Komposisi  unsur  lain  dalam  Zeolit  Y  pada berbagai  variasi  rasio  mol  SiO 2 /Al 2 O 3 hasil analisa XRF Kandungan Keterisian 90 % Unsur Rasio Si/Al Rasio Si/Al Rasio Si/Al lain 2,53 2,65 3,1 Fe 6,28 % 6, 18% 6,61% Ca 1,74 % 2,00 % 1,65 % K 1,71 % 1,06 % 1,50 % Ti 1,33 % 1,19 % 0,94 % Cl 1,30 % 1,20 % 1,35 %

## Struktur Kristal Zeolit Y
Analisis XRD pada variasi rasio Si/Al dimulai dari sudut  2  5-60˚.  Zeolit  Y  variasi  rasio  Si/Al  hasil sintesis  memiliki  pola  difraktogram  yang  berbeda. Sebagaimana yang ditunjukkan oleh Gambar 3 tampak bahwa  ada  perbedaan  yang  jelas  pada  difraktogram pada  zeolit  Y  dengan  rasio  Si/Al  2,65  yaitu  muncul puncak di sudut 2 θ 6,31˚ dan  23,26˚. Puncak tersebut tidak  dihasilkan  oleh  zeolit  dengan  rasio  Si/Al  2,53 dan  3,1.  Zeolit  Y  rasio  Si/Al  2,65  memiliki  pola difraktogram  yang  lebih  mirip  dengan  difraktogram zeolit Y standar jika dibandingkan dengan kedua zeolit Y lainnya. Hal ini didukung dengan data analisis XRF bahwa  pada  variasi  rasio  molar  Si/Al  2,65 mengandung pengotor paling sedikit jika dibandingkan dengan dua sampel lainnya.
Difraktogram  sampel  zeolit  Y  hasil  sintesis  pada variasi rasio Si/Al disajikan pada Gambar 3.
Gambar  3.  Difraktogram  Zeolit  Y  Hasil  Sintesis Variasi Rasio Molar Si/Al
Berdasarkan difraktogram Gambar 3 zeolit Y hasil sintesis mengandung campuran zeolit P. Hal ini terjadi oleh pembentukan kerangka faujasit dapat mengalami keadaan  metastabil.  Zeolit  Y  akan  bertransformasi menjadi  zeolit  P  dipengaruhi  oleh  waktu  aging  dan kristalisasi [13, 14]. Sintesis zeolit Y dari bahan alam umumnya  cenderung  menghasilkan  zeolit  Y  dan sedikit zeolit P yang diduga karena pengaruh logam- logam pengotor yang terdapat pada sumber silika dan aluminanya. Penelitian Toto, et al [6] yang mensintesis zeolit Y dari abu terbang dan penelitian Zahro, et al [7] mensintesis zeolit Y dari abu ampas tebu sama-sama menghasilkan campuran zeolit Y dan P. Zeolit Y yang disintesis  dari  silika  sekam  padi  dengan  waktu  aging lebih dari 24 jam ataupun waktu kristalisasi lebih dari sehari  tidak  menghasilkan  zeolit  Y  murni  [13].  Data ukuran kristal jugaa diperoleh dari analisa XRD yang dihitung  dengan  persamaan Debye  Schereer. Zeolit  Y hasil sintesis mempunyai ukuran kristal  pada kisaran 30,37 nm-159,78 nm. Thammavong [15] menyatakan bahwa  ukuran  kristal  berbanding  terbalik  dengan harga  FWHM.  Semakin  besar  harga  FWHM menunjukkan ukuran kristal yang semakin kecil.
Interpretasi IR Zeolit Y Hasil  analisa    FTIR  zeolit  Y  dengan  variasi  rasio molar Si/Al dapat dilihat pada Gambar 4. Identifikasi gugus fungsi yang terdapat pada zeolit Y hasil sintesis dan    struktur  kerangka  aluminosilikat  zeolit menggunakan FTIR menunjukkan zeolit hasil sintesis mempunyai daerah serapan infra merah sebagaimana zeolit  pada  umumnya  yang  memiliki  daerah  serapan

## Andarini, Synthesis Zeolite Y From Lapindo …
infra  merah  yang  khas  yaitu  sekitar  bilangan gelombang  1200-300  cm -1 [16].  Hal  ini  berkaitan dengan  daerah  yang  memuat  vibrasi  fundamental kerangka  tertrahedral  (SiO 4 /AlO 4 )  yang  merupakan satuan-satuan pembangun kerangka zeolit [11].
Gambar 4. Spektra inframerah variasi rasio Si/Al Berdasarkan Gambar 4 ketiga sampel zeolit Y hasil sintesis  memiliki  pola  serapan  yang  sama.  Daerah serapan  sekitar  650  cm -1 merupakan  vibrasi  ulur simetri  Si-O-Si  dan  Al-O-Al,  sedangkan  daerah serapan  sekitar  1000  cm -1 merupakan  vibrasi  ulur asimetri  Si-O-Al.  Daerah  serapan  650-500  cm -1 menunjukkan cincin ganda yang merupakan karakter kerangka zeolit pada jaringan eksternal antara lapisan zeolit  satu  dengan  yang  lainnya.  Karakter  spesifik cincin ganda pada zeolit Y hasil sintesis variasi molar Si/Al ditunjukkan pada daerah sekitar 677 cm -1 .
Luas Permukaan Zeolit Y Data  yang  dapat  diperoleh  menggunakan Gas Sorption  Analyzer (GSA)  dengan  metode Brunauer, Emmett and Teller (BET). Persamaan BET hanya dapat digunakan  untuk  adsorpsi  isoterm  yang  mempunyai nilai  P/Po  berkisar  antara  0,05  sampai  0,3.  Luas permukaan pada zeolit hasil sintesis dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6. Luas permukaan zeolit hasil sintesis
Sampel Luas permukaan (m 2 /g) Zeolit Y rasio Si/Al 2,53 14,6388 Zeolit Y rasio Si/Al 2,65 13,7405 Zeolit Y rasio Si/Al 3,1 33,7874
Luas permukaan yang dihasilkan pada zeolit Y rasio Si/Al  tergolong  kecil,  karena  pada  umumnya  zeolit memiliki  luas  permukaan  sekitar  160  m 2 /g  seperti penelitian Toto et al. [4] yang mensintesis zeolit Y dari abu  terbang.  Luas  permukaan  yang  kecil  dapat disebabkan  oleh  kehadiran  kation  berlebih,  sehingga
menyumbat  pori  zeolit.  Faktor  tersebut  didukung dengan data XRF dimana komposisi pada rasio Si/Al masih  mengandung  banyak  kation.  Kation  yang dibutuhkan  untuk  menetralkan  muatan  negatif   Al lebih  banyak  dari  pada  yang  dibutuhkan.  Kehadiran kation berlebih juga dapat menyebabkan terbentuknya garam  dan  adanya  kation  yang  membentuk  senyawa oksida.
Rasio  Si/Al  3,1  memiliki  luas  permukaan  yang paling besar jika dibandingkan dua sampel lainnya, hal ini  dapat  dipahami  berdasarkan  distribusi  pori  pada Gambar 5 dimana rasio Si/Al 3,1 mampu menyerap gas  nitrogen  lebih  banyak.  Luas  permukaan menggambarkan permukaan aktif  yang dapat terjadi kontak dengan reaktan dalam proses reaksi. Semakin besar  luas  permukaan  yang  dihasilkan  maka  jumlah molekul  adsorbat  yang  teradsorpsi  semakin meningkat. Luas permukaan merupakan  luasan yang ditempati  satu  molekul  adsorbat  yang  merupakan fungsi langsung dari luas permukaan sampel, sehingga dapat  dikatakan  bahwa  luas  permukaan  merupakan jumlah pori disetiap satuan luas dari sampel dan luas permukaan  spesifiknya  merupakan  luas  permukaan per gram .

## KESIMPULAN
Zeolit  Y  terbaik  yang  dihasilkan  pada  variasi keterisian autoklaf  90% berdasarkan hasil XRD. Pada keterisian 90% terbentuk puncak zeolit Ypada sudut 2θ = 6,31 o . Sementara berdasarkan hasil XRF keempat sampel  zeolit  masih  mengandung  logam-logam pengotor.  Hasil  analisis  FTIR  pada  semua  variasi keteriaan  autoklaf   menunjukkan  telah  terbentuknya kerangka  zeolit,  dimana  pada  daerah  serapan  sekitar 820-650 cm 1 mewakili vibrasi ulur simetri O-Si-O dan O-Al-O.  Zeolit  Y  rasio  Si/Al  2,65  merupakan  hasil terbaik  dari  sintesis  yang  telah  dilakukan.  Hal  ini berdasarkan  data  analisis  XRF  dimana  pada  rasio Si/Al  2,65  mengandung  pengotor  lebih  sedikit dibandingkan rasio Si/Al lainnya. Analisis XRD yang dihasilkan pada rasio Si/Al 2,65 muncul puncak pada posisi  2θ  pada  sudut  6,31 o ,  10 o ,  dan  12 o yang merupakan  ciri  khas  dari  zeolit  Y.  Data  pendukung lainnya berupa FTIR juga menunjukkan terbentuknya kerangka dari zeolit, dan hasil analisis GSA dari zeolit Y memiliki luas permukaan yang rendah karena masih banyak mengandung kation pengotor.

## Andarini, Synthesis Zeolite Y From Lapindo …

## DAFTAR PUSTAKA
[1]   R. S. Mustopa, and D. D. Risanti, “Karakterisasi sifat fisis lumpur panas sidoarjo dengan aktivasi kimia dan fisika,” Jurnal Teknik PomITS , vol. 2, no. 2, pp. 256-257,
2013.
[2]   A. A. Jalil, S. Triwahyono, S. H. Adam, N. D. Rahim, M. A. A. Aziz, N. H. H. Hairom, N. A. M. Razali, M. A. Z. Abidin, and M. K. A. Mohamadiah, “Adsorption of  methyl orange from aqueous solution onto calcined lapindo volcanic mud,” Journal Article Science Direct , vol. 181, pp. 755-762, 2010.
[3]   F. Stanislav, J. Marques, C. J. Tavares, Z. Lin, S. Mori, and N. Tsunoji, “UV-Light assisted synthesis of  high silica faujasite-type zeolite,” Microporous and Mesoporous Materials, vol. 336, p. 111858, 2022.
.[4]  K.  Hamid,  M.  Kazemeini,  S.  Soltanali,  and  M.
Rashidzadeh,  “The  effect  of   acid  treatment  and calcination on the modification of  zeolite x in diesel fuel  hydrodesulphurization,” The  Canadian  Journal  of Chemical  Engineering, vol.  100,  no.  11,  pp.  3357-3366,
November 2022.
[5]   A. Khaleque, M. M. Alam, M. Hoque, S. Mondal, J. B. Haider,  B.  Xu,  M.A.H.  Johir,  A.  K.  Karmakar,  J.  L. Zhou,  M.  B.  Ahmed,  and  M.  A.  Moni,  “Zeolite synthesis from low-cost materials and environmental applications: A review,” Environmental Advances, vol. 2, p. 100019, 2020.
[6]   U. T. Toto, Sintesis dan karakterisasi zeolit y dari lumpur lapindo dengan variasi suhu hidrotermal menggunakan  metode  sol  gel. Skripsi .  Malang:
Fakultas  Sains  dan  Teknologi  Universitas  Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang, 2016.
[7]   A. Zahro, S. Amalia, T. Kustono, and N.  Aini, “Sintesis dan karakterisasi zeolit  y  dari  ampas  tebu  variasi rasip  molar  SiO 2 /Al 2 O 3 ,” Alchemy ,  vol.  3,  no.  2,  pp. 108-117, 2014.
[8]   E. B. G. Johnson, and S. E. Arshad, “Hydrothermally synthesized  zeolites  based  on  kaolinite:  A  review,” Applied Clay Science, vol. 97-98, pp. 215-221, 2014.
[9]   D. Zhu, L. Wang, D. Fan, N. Yan, S. Huang, S. Xu, P. Guo, M. Yang, J. Zhang, and P. Tian, “A bottom-up strategy for the synthesis of  highly siliceous faujasite- type zeolite,” Adv. Mater , vol. 32, p. 2000272, 2020.
[10]  K.  Byrappa,  and  M.  Yoshimura. andbook  of Hydrothermal Technology: A Technology For Crystal Growth and  Materials  Processing .  New  Jersey  USA:  Noyes Publications, 2001.
[11] Parra-Huertas, R. Adolfo, C. O. Calderón-Carvajal, J. A.  Gómez-Cuaspud,  and  E.  Vera-López,  “Synthesis and characterization of  faujasite-na from fly ash by the fusion-hydrothermal  method.” Boletín  de  La  Sociedad Española de Cerámica y Vidrio , February, 2023.
[12]  M. Fathizadeh, and N. Ordou, “Controlling yield of nay zeolite synthesis by hydrothermal method,” Int. J. Ind. Chem , vol. 2, no. 4, pp. 190-195, 2011.
[13] S. Khabuanchalad, P. Khemthong, S.
Prayoonpokarach, and J. Wittayakun. “Transformation of  zeolite nay synthesized from rice husk silica to nap during hydrothermal synthesis,” Suranaree J. Sci. Technol. vol. 15, pp. 225-231, January 2008.
[14] G. Garcia, E. Cardenas, S. Cabrera, J. Hedlund, and J. Mouzon, “Synthesis of  Zeolite Y from Diatomite as Silica Source. Microporous and Mesoporous Materials, vol. 219, pp. 29-37, January 2016.
[15] M. Thammavong,  Studies of  Synthesis Kinetics and Particle  Size  of   Zeolite  X  from  Narathiwat  Kaolin. Tesis .  Thailand:  Suranaree  University  of   Technology, 2003.
[16]  D.  W.  Breck, Zeolite Molecular  Sieves .  New  York: John Willey Interscience, 1974.