Abstrak —Tujuan  dilakukannya  penelitian  ini  adalah  untuk mengkaji  pengaruh  berat  molekul  Polietilen  glikol  (PEG) terhadap  morfologi  pori  membran  prekursor  asimetris  oksida perovskit La 0,7 Sr 0,3 Co 0,2 Fe 0,8 O 3-δ (LSCF 7328). Membran dipreparasi  menggunakan  metode tape  casting berbasis  inversi fasa  menggunakan  N-metil  2  pirolidon  (NMP)  sebagai  pelarut, air  sebagai  koagulan,  dan  polietersulfon  (PESf)  sebagai  polimer pengikat.  PEG  adalah  polimer  yang  bersifat  hidrofilik  sehingga pada penelitian ini dijadikan sebagai aditif. Modifikasi morfologi pori  memberikan  peranan  penting  untuk  meningkatkan  kinerja membran  khususnya  permeasi  oksigen.  Variasi  berat  molekul PEG (dalam satuan Dalton/Da) yang digunakan adalah 300,  600, dan  1500  Dalton  pada  konsentrasi  3%.  Karakterisasi  kristal perosvkit  dengan  XRD,  sedangkan  morfologi  dan  struktur  pori membran  diamati  dengan Scanning  Electron  Microscope (SEM). Hasil  SEM  menunjukkan  bahwa  semua  membran  berhasil terbentuk  asimetris  dengan  pori  yang  berbentuk finger-like dan sponge-like dengan  lapisan  rapat  yang  tipis,  hal  ini  juga menunjukkan  bahwa penambahan PEG  dapat  berperan sebagai agen  pembentuk  pori  di  mana  berat  molekul  PEG  sebanding dengan  besarnya  ukuran  pori  dan  kekerasan  membran  namun berbanding  terbalik  dengan  volume  pori  dan  porositas membran.
Kata  Kunci —Membran  asimetris,  konfigurasi  pori,  perovskit; polietilen glikol.

## I. PENDAHULUAN
INGGINYA  ketergantungan  terhadap  minyak  bumi  dan batubara sebagai sumber energi dapat meningkatkan emisi gas  rumah  kaca  [1].  Kontribusi  besar  lainnya  terhadap peningkatan  emisi  gas  rumah  kaca  adalah  dari  gas  alam  di mana  95%  kandungan  dari  volume  totalnya  merupakan  gas metana  (CH 4 )  [2].  Pengolahan  gas  alam  menjadi  sumber energi  alternatif  merupakan  pilihan  terbaik  karena  akan  dapat menghemat  energi  dan  mengurangi  emisi  gas  rumah  kaca dengan pemanfaatan  metana  [3]. Teknologi  baru  sedang  terus dikembangkan  untuk  mengeksploitasi  bahan  mentah  ini dengan lebih baik, di mana secara umum langkah awal proses yang  digunakan  adalah  produksi  syngas  [4].  Adapun  rute alternatif potensial untuk produksi syngas adalah salah satunya Oksidasi  Parsial  Metana  (OPM)  [5]  di  mana  prosesnya membutuhkan  material  yang  dapat  mengatur  jumlah  oksigen yang  bereaksi  agar  tidak  terjadi  oksidasi  sempurna,  seperti membran mixed  ionic  and  electronic  conducting (MIEC) berbahan dasar oksida perovskit [6] salah satunya adalah  La 1-
x Sr x Co 1-y Fe y O δ (LSCF) [7]. LSCF menunjukkan aktivitas yang baik terhadap oksidasi metana dan resisten terhadap CO 2 [8]. Material  ideal  yang  digunakan  sebagai  membran  reaktor untuk  proses  OPM  harus  menunjukkan  fluks  oksigen  yang tinggi,  kekuatan  mekanik  yang  cukup,  dan  stabilitas  kimia yang  terjaga  [9]. Kemampuan  fluks  oksigen dapat ditingkatkan dengan  membuat membran setipis mungkin [10]. Namun  secara  mekanis,  membran  tipis  rapuh  serta  tidak mampu  bertahan  pada  suhu  dan  tekanan  tinggi  [11].  Untuk mengatasi  hal  tersebut  maka  dibuatlah  membran  dengan struktur  asimetris  yang  mengandung  lapisan  tipis  membran rapat terdukung material berpori [12].
Salah  satu  metode  pembuatan  membran  asimetris  adalah inversi  fasa  [13].  Morfologi  membran  terutama  distribusi ukuran  pori  dapat  dikontrol  dengan  memilih  pelarut,  non pelarut,  polimer  dan  pembentuk  pori  yang  berbeda  [14].  Dari banyaknya  faktor,  penambahan  aditif  ke  dalam  larutan  cetak merupakan  salah  satu  faktor  utama  untuk  mendapatkan struktur  membran  yang  optimal  [15].  Aditif  yang  sering digunakan  adalah  makromolekul  seperti  polivinilpirolidon (PVP),  polietilena  oksida  (PEO),  polietilen  glikol  (PEG),  air, senyawa  organik  seperti  gliserol,  alkohol,  garam  anorganik seperti LiCl dan ZnCl 2 , dan air [16].
PEG  sebagai  aditif  relatif  jarang  digunakan  dibandingkan dengan  PVP,  padahal  memiliki  fungsi  yang  sama  [16].  PEG adalah  senyawa  polieter  linear  yang  tersedia  dalam  berbagai berat  molekul  dan  rumus  umumnya  dinyatakan  sebagai H(OCH 2 CH 2 )nOH,  di  mana  n  adalah  jumlah  rata-rata kelompok oxyethylene berulang [17]. PEG larut dalam air dan dalam banyak  pelarut  organik  termasuk  hidrokarbon  aromatik sehingga  PEG  dilaporkan  sebagai  pembentuk  pori  untuk meningkatkan sifat permeasi [18].
Penekanan  makrovoid  masing-masing  membran  dapat dilakukan  dengan  menggunakan  aditif  yang  sama,  namun dengan  variasi  berat  molekul  yang  berbeda  [15].  Pada membran  polimer,  penambahan  aditif  PEG  telah  dilakukan untuk  mengetahui  pengaruhnya  terhadap  pembentukan struktur  mikro  membran  dan  terbukti  dapat  secara  efektif mempengaruhi  mikrostruktur  akhir  membran  [19].  Namun untuk  fabrikasi  membran  keramik,  tidak  banyak  laporan terkait  mekanisme  yang  mendasari  pengaruh  penambahan PEG pada inversi fasa [20]. Padahal dari sudut pandang kimia polimer,  interaksi  antara  aditif  PEG  dengan  larutan casting

## Fabrikasi Membran Asimetris
La 0,7 Sr 0,3 Co 0,2 Fe 0,8 O 3-δ (LSCF 7328) Dengan Penambahan Aditif Polietilen Glikol (PEG)
T
Naimatul Khoiroh, Wahyu Prasetyo Utomo, dan Hamzah Fansuri Departemen Kimia, Fakultas Ilmu Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : h.fansuri@chem.its.ac.id
tidak  hanya  bergantung  pada  polimer  dan  pelarut,  tetapi  juga berat  molekul  PEG  yang  dapat  sesuai  dengan  kondisi  inversi fasa  untuk  mempengaruhi  proses  pembentukan  membran, menghasilkan  struktur  dan  kinerja  membran  yang  berbeda [17].  Oleh  karena  itu  perlu  dipelajari  lebih  lanjut  terkait pengaruh  penambahan  PEG  dengan  berat  molekul  yang berbeda  terhadap  struktur  membran  keramik  sehingga membran  dapat  dimodifikasi  dan  dihasilkan  membran  yang optimal sesuai dengan kebutuhan.

## II. URAIAN PENELITIAN

## A. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain oven, desikator, neraca analitik, kaca arloji, spatula besi, mortar dan pastel, krusibel porselen, erlenmeyer, magnetic stirrer, muffle furnace,  high  temperature  furnace ,  ayakan  400  mesh,  plat kaca, alat penggulung, bak, difraktometer sinar-X (PANalytical  Xpert  MPD  system)  dan Scanning  Electron Microscopy (SEM  FEI  S-50  dan  SEM  ZEISS  EVO  MA  10), serta  Vicker’s  Microhardness  Tester  MITUTOYO  tipe  211. Bahan-bahan  yang  digunakan  yaitu  (La 2 O 3 )  p.a  99,5% (Merck),  strontium  karbonat  (SrCO 3 )  p.a  99,9%  (Merck), oksida  kobalt  (Co 3 O 4 )  p.a  99,5%  (Merck),  dan  oksida  besi (Fe 2 O 3 )  p.a  97%  (Merck),  Prolietilen  Glikol  (PEG)  dengan berat  molekul (dalam  satuan  Dalton/Da): 300, 600,  dan 1500 (Merck);  Polietersulfon  (PESf)  (Aldrich),  N-Metil  Pirolidon (NMP) (Aldrich, 97%), aquades, dan resin, serta hardener.

## B. Prosedur Kerja

## 1) Sintesis Oksida Perovskit LSCF 7328
Oksida  perovskit  LSCF  7328  disintesis  melalui  metode reaksi solid state sebagaimana yang telah dilakukan oleh [21]. (2017).  Pereaksi  yang  meliputi  La 2 O 3 ,  SrCO 3 ,  Co 3 O 4 dan Fe 2 O 3 dikeringkan  terlebih  dahulu  di  dalam  oven  pada  suhu 105 o C  selama  1  jam.  Pereaksi  kering  yang  diperoleh kemudian  dimasukan  ke  dalam  desikator  selama  24  jam sebelum  dilakukan  penimbangan  sesuai  stoikiometrinya  pada Tabel 1. Setelah ditimbang, campuran reaktan digerus dengan mortar  dan  pastel  porselen  selama  2  jam  dan  selanjutnya disebut sebagai prekursor.
Tabel 1. Komposisi sintesis 50 g oksida perovskit LSCF 7328
Oksida Perovskit Massa Prekursor (g) La 2 O 3 SrCO 3 Co 3 O 4 Fe 2 O 3 LSCF 7328 25,58 9,93 3,62 14,33
Prekursor  kemudian  dikalsinasi  dengan  kenaikan  suhu secara  bertahap  mulai  dari  suhu  kamar  dengan  penahanan pada suhu 400 ° C selama 1 jam dan dilanjutkan ke suhu 890 ° C selama  2  jam.  Proses  tersebut  diulang  sebanyak  dua  kali dengan  penggerusan  dilakukan  selama  15  menit  setiap  kali selesai  kalsinasi  satu  tahap.  Selanjutnya  dikalsinasi  kembali pada suhu 1000 ° C selama 2 jam dengan kenaikan suhu mulai dari suhu kamar. Produk dari proses kalsinasi ini  digerus lagi selama 15 menit dan disebut sebagai serbuk oksida perovskit.

## 2) Karakterisasi Serbuk Oksida Perovskit
Karakterisasi  serbuk  oksida  perovskit  hasil  sintesis dilakukan  dengan  difraksi  sinar-X.  Sampel  oksida  perovskit diletakan  di  wadah  sampel  (sampel  holder)  difraktometer sinar-X.  Analisis  difraksi  dilakukan  dengan  diambil  pada rentang  sudut  2θ  antara  20°  sampai  dengan  80°  dengan interval  0,02°  dan  laju  0,4°  per  detik.  Sumber  radiasi  ynag digunakan  adalah  Cu  Kα  (λ  =  1.54  Å).  Difraktogram  yang dihasilkan  selanjutnya  dicocokan  dengan  data  standar  dari kartu  PDF  (Powder  Diffraction  File)  bernomor  00-025-1060 yang  dikeluarkan  oleh  ICPDS- International  Centre  for Diffraction Date .

## 3) Pembuatan Membran Keramik Asimetris
Pembuatan  membran  perovskit  LSCF  7328  dengan menggunakan komposisi seperti pada Tabel 2.
Tabel 2. Komposisi Larutan cetak ( Dope) LSCF 7328 (%b/b) PESf (%b/b) NMP (%b/b) PEG (%b/b) BM PEG (Da) Kode 52.1 6.7 41.2 - - P1 49.1 6.7 41.2 3 300 P3 49.1 6.7 41.2 3 600 P5 49.1 6.7 41.2 3 1500 P7
Adapun metode yang digunakan adalah metode inversi fasa. Serbuk  perovskit  LSCF  7328  dan  PEG  dilarutkan  dengan pelarut NMP di dalam erlenmeyer dan diaduk selama 24 jam. Setelah  campuran  perovskit  dan  aditif  tercampur  dengan sempurna  kemudian  PESf  ditambahkan  ke  dalam  erlenmeyer dan  diaduk  kembali  selama  24  jam.  Larutan  cetak  yang terbentuk kemudian disonikasi untuk menghilangkan gelembung udara yang terjebak di dalam larutan cetak.
Setelah campuran  homogen dan tidak ada  gelembung  yang terjebak  di  dalam  larutan  cetak  maka  dilakukan  pencetakkan membran dengan metode inversi fasa rendam-endap. Suspensi dimasukkan  ke  dalam  cetakkan  plat  kaca  kemudian  diratakan dengan  batang  pengaduk  kaca  lalu  dicelupkan  ke  dalam nonpelarut  (air).  Selanjutnya  membran  mentah  ini  disinter pada suhu 1250 o C selama 4 jam.

## 4) Uji dan Karakterisasi Membran
Pengamatan  morfologi  membran  dilakukan  dua  kali,  yakni sebelum  disinter  (membran  mentah)  dan  setelah  disinter menggunakan Scanning  Electron  Microscope (SEM)  mulai dari  penampang  lintang,  permukaan  atas  maupun  permukaan bawahnya.  Dari  hasil  foto  SEM  ini  juga  akan  didapatkan ukuran  pori.  Kekerasan  membran  setelah  sinter  diuji menggunakan  metode Micro  Vickers  Hardness dengan indentor  intan  berbentuk  piramid.  Gaya  yang  diberikan  saat indentasi adalah 0,05 Kgf dan ditahan selama 10 detik pada 4 titik  berbeda.  Selanjutnya,  metode  adsorpsi  cairan  digunakan untuk  mengukur  porositas  dan  volume  pori  membran  [22]. Membran  datar  dipotong  dengan  dimensi  1  x  1  cm 2 dan direndam ke dalam air selama 20-30 menit. Massa kering dan massa  membran setelah perendaman ditimbang  menggunakan neraca analitik.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Oksida Perovskit LSCF 7328
Oksida  perovskit  La 0,7 Sr 0,3 Co 0,2 Fe 0,8 O 3-δ (LSCF  7328)  pada penelitian  ini  disintesis  dengan  metode solid  state dengan komposisi  pereaksi  sebagaimana  yang  disebutkan  pada  Tabel 1.  Setelah  dilakukan  penggerusan,  campuran  pereaksi (prekursor)  berwarna  merah  bata  seperti  warna  asal  Fe 2 O 3. Tidak  adanya  warna  lain  pada  prekursor  ini  menunjukkan bahwa prekursor telah tercampur secara merata. Warna merah bata yang terlihat terjadi karena Fe 2 O 3 berjumlah lebih banyak dari  Co 3 O 4 yang  berwarna  sedangkan  dua  prekursor  lainnya yaitu  La 2 O 3 dan  SrCO 3 berwarna  putih.  Berbeda dengan  hasil penggerusan,  campuran  perovskit  berubah  menjadi  warna hitam setelah dilakukan kalsinasi. Perubahan ini mengindikasikan  telah  terjadinya  reaksi  padat-padat  antar prekursor  menghasilkan  senyawa  lain  berbeda  dari  asalnya, yakni diduga LSCF 7328 sebagaimana target yang diinginkan.
Berdasarkan dugaan tersebut selanjutnya dilakukan pembuktian struktur  kristal serbuk  hitam hasil  sintesis  dengan menggunakan  difraksi  sinar  X  (XRD).  Hasil  analisis  serbuk hitam menggunakan difraktometer XRD dibandingkan dengan difraktogram oksida perovskit LaCoO 3 dari data JCPDS ( Joint Committe  on  Powder  Diffraction  Standar )  No.  00-025-1060 yang  memiliki  struktur  kristal  rombohedral  R-3m,  dengan nilai  a=b=  5,4410  Å,  c  =  13,088  Å  dan  nilai  α=β=  90°,  γ  = 120°.  Perbandingan  difraktogram  hasil  sintesis  dengan referensi ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1.  Pola XRD dari LSCF 7328
Difraktogram  serbuk  hitam  tersebut  menunjukkan  puncak- puncak  yang  sesuai  dengan  difraktogram  oksida  perovskit LaCoO 3 namun  sedikit bergeser ke kiri  menuju 2θ  yang lebih kecil.  Berdasarkan  hal  tersebut  dapat  disimpulkan  bahwa serbuk  hitam  hasil  sintesis  tersebut  yaitu  LSCF  7328 merupakan  oksida  perovskit  dengan  struktur  kristal  yang serupa dengan oksida perovskit LaCoO 3 , yakni strukur kristal rombohedral R-3m.

## B. Membran Asimetris LSCF 7328 Mentah/Pra Sintering
Metode  fabrikasi  membran  adalah  inversi  fasa  dengan komposisi larutan cetak sebagaimana pada Tabel 2. Membran yang  dihasilkan  berwarna  hitam  sebagaimana  penyusunnya yang  paling  dominan,  yakni  perovskit  LSCF  7328.  Gambar  2 merupakan  hasil  dari  pengamatan  menggunakan  SEM sehingga dapat dibandingkan pengaruh dari penambahan PEG dengan berbagai berat molekul. Gambar tersebut menunjukkan
bahwa  telah  berhasil  dibuat  membran  asimetris  LSCF  7328 yakni  ditandai  dengan  adanya  permukaan  rapat  dan permukaan berpori.
Pada  saat  proses  inversi  fasa,  terjadi  difusi  pelarut  dari larutan polimer menuju non pelarut dan masuknya non pelarut ke  polimer.  Hilangnya  NMP  sebagai  pelarut  dalam  membran yang  digantikan  oleh  air  sebagai  non  pelarut  inilah  yang menyebabkan  polimer  berubah  fasanya  dari  cairan  menjadi padatan  dan  proses  difusi  pelarut-non  pelarut  tersebut menyebabkan terbentuknya pori [23].
Struktur membran berdasarkan jenis porinya dibagi menjadi dua, sponge-like dan finger-like. Sebagaimana namanya, maka sponge-like memiliki bentuk seperti bunga karang (spons) dan finger-like berbentuk menjari. Hal yang sering terjadi megikuti terbentuknya  kedua  jenis  pori  tersebut  adalah  terbentuknya kedua  jenis  pori  tersebut  yang  berukuran  makrovoid.  Namun hal  ini  merupakan  sesuatu  yang  harus  dihindari  karena  akan menciptakan  titik  lemah  pada  membran  terutama  pada membran asimetris keramik yang penerapannya  menggunakan suhu dan tekanan tinggi [23].
Tanpa Aditif PEG 300 Da PEG 600 Da PEG 1500 Gambar 2. Morfologi Sebelum Sintering Membran LSCF 7328
Membran  dengan  bentuk  pori sponge-like adalah  membran tanpa  aditif,  sedangkan  bentuk finger-like muncul  pada membran  dengan  penambahan  PEG  300,  600,  dan  1500 Dalton.  Pembuatan  membran  LSCF  7328  tanpa  penambahan aditif  menghasilkan  membran  asimetris  dengan  ketebalan lapisan  rapat  dan  berpori  yang  hampir  sama.  Penambahan PEG  berfungsi  sebagai  agen  pembentuk  pori  [18].  Gambar SEM  yang  dihasilkan  menunjukkan  bahwa  terbentuk membran  yang  berpori  dengan  dominasi  pori finger  like di mana  semakin  besar  berat  molekul  PEG  yang  ditambahkan ukuran pori yang dihasilkan juga semakin besar.

## C. Membran Asimetris LSCF 7328 Pasca Sintering
Membran  mentah  yang  telah  terbentuk  selanjutnya dilakukan proses sintering. Proses sintering dilakukan dalam 2 tahap yakni tahap dekomposisi polimer dan tahap pemadatan. Membran  mengalami  penyusutan  ukuran  selama  proses sintering.  Hal  ini  terjadi  karena  hilangnya  polimer  perekat
selama proses sintering. Selain itu jarak antar serbuk perovskit menjadi  lebih  kecil  bahkan  hilang  sehingga  membran  setelah sintering tampak lebih rapat  dan keras  [23]. Penyusutan  yang dialami  membran  menyebabkan  permukaan  membran  pasca sintering menjadi sedikit melengkung.
Morfologi  permukaan  dan  penampang  lintang  membran pasca sintering diamati pula menggunakan SEM yang hasilnya dapat  dilihat  pada  Gambar  3.  Walaupun  ada  beberapa perbedaan yang terlihat, namun secara garis besar keseluruhan morfologi  yang  didapatkan  pada  membran  setelah  sintering hampir  sama  seperti  membran  mentahnya.  Membran  setelah proses  sintering  masih  mempertahankan  struktur  asimetris namun  kebanyakan  membran  ukuran  porinya  menjadi  lebih kecil  (menyusut).  Penyusutan  terjadi  karena  gas  ( lubricant ) yang  berada  pada  pori  mengalami degassing ,  jika  suhu  sinter terus  dinaikkan  akan  terjadi  difusi  permukaan  antar  partikel yang  dapat  menyebabkan  berkurangnya  porositas.  Selain  itu, permukaan  membran  juga  menjadi  lebih  rapat  karena membran  telah  mengalami  proses  densifikasi  partikel. Perbedaan  proses  densifikasi  pada  masing-masing  membran ini disebabkan karena setiap material memiliki suhu optimum yang  berbeda  untuk  proses  sintering,  sehingga  proses densifikasinya  juga  berdasarkan  profil  sintering  yang digunakan pada penelitian.
Tanpa aditif PEG 300 Da PEG 600 Da PEG 1500 Da
Gambar 3. Morfologi Sebelum Sintering Membran LSCF 7328
Pada  hasil  foto  SEM  penampang  lintang  membran  yang sudah  disintering  tersebut,  selain  diamati  morfologinya  juga dilakukan  pengukuran  diameter  porinya  yang  dapat  dilihat pada Gambar 4.
Hasil  pengukuran  tersebut  menunjukkan  kecenderungan ukuran  pori  membran  yang  semakin  meningkat  sebanding dengan  peningkatan  berat  molekul  PEG  yang  ditambahkan. Membran  LSCF  7328  tanpa  tambahan  aditif  menghasilkan ukuran  pori  yang  paling  rendah  yakni  sebesar  13  µm  dan selanjutnya  terus  meningkat  hingga  diperoleh  nilai  paling tinggi  pada  penambahan  variasi  berat  molekul  PEG  600  Da
dengan ukuran pori sebesar  75,11 µm namun kemudian turun kembali turun pada penambahan PEG 1500 Da. Hasil tersebut sesuai  dengan  referensi  yang  menyebutkan  bahwa  PEG dengan  berat  molekul  lebih  besar  akan  menghasilkan  ukuran pori yang lebih besar [19].
-200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 10 20 30 40 50 60 70 80 Dia me te r P ori ( mi krome te r) Variasi PEG (Daton) µm µm µ

## Gambar 4. Ukuran Pori Membran
Gambar 5 menunjukkan porositas yang cenderung menurun dengan  semakin  besarnya  berat  molekul  PEG  yang ditambahkan, sedangkan Gambar 3.6 menunjukkan plot grafik volume  pori  yang  semakin  menurun  mulai  membran  tanpa aditif  hingga  dengan  penambahan  PEG  600  Da  namun kembali  naik  pada  penambahan  PEG  1500  Da.  Nilai  paling rendah volume pori dihasilkan pada penambahan PEG 600 Da yang  apabila  berdasarkan  data  sebelumnya  merupakan membran  dengan  ukuran  pori  paling  besar.  Hal  ini  dapat disebabkan  oleh  beberapa  hal,  sebab  pertama  menunjukkan distribusi  pori  masing-masing  membran  tidak  sama,  sehingga besarnya ukuran pori tidak bisa secara langsung menunjukkan bahwa porositasnya besar juga.
-200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 45 50 55 60 65 70 P orosita s (% ) Variasi PEG (Dalton)

## Gambar 5. Porositas Membran LSCF 7328
Selain itu, hal tersebut juga dapat disebabkan karena adanya pori  yang  tidak  dapat  dijangkau  oleh  air  pada  saat  pengujian porositas menggunakan metode perendaman air sehingga hasil yang didapatkan kecil. Pori-pori yang tidak mendapat serapan air  ini  dapat  disebabkan  karena  pori  terbentuk  di  dalam
membran,  terputus  dari  permukaan,  dan  berbentuk  tertutup dikelilingi  oleh  lapisan  rapat  yang  tebal  sehingga  pori  tetap kosong  dan  tidak  terhitung  saat  pengukuran.  Seperti  yang dapat diamati pada membran PEG 600 Da dan 1500 Da, pori- pori  yang  terbentuk  cenderung  besar  namun  terputus-putus, sehingga  menjadi  penghalang  pori  dalam  proses  penyerapan air.
-200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 Volume P ori ( mg/ g)

## Variasi PEG (Dalton)

## Gambar 6. Volume Pori Membran LSCF 7238
Selain itu, hal tersebut juga dapat disebabkan karena adanya pori  yang  tidak  dapat  dijangkau  oleh  air  pada  saat  pengujian porositas menggunakan metode perendaman air sehingga hasil yang didapatkan kecil. Pori-pori yang tidak mendapat serapan air  ini  dapat  disebabkan  karena  pori  terbentuk  di  dalam membran,  terputus  dari  permukaan,  dan  berbentuk  tertutup dikelilingi  oleh  lapisan  rapat  yang  tebal  sehingga  pori  tetap kosong  dan  tidak  terhitung  saat  pengukuran.  Seperti  yang dapat diamati pada membran PEG 600 Da dan 1500 Da, pori- pori  yang  terbentuk  cenderung  besar  namun  terputus-putus, sehingga  menjadi  penghalang  pori  dalam  proses  penyerapan air.
Kondisi lain yang berlawanan adalah membran tanpa aditif, ukuran  porinya  berukuran  sangat  kecil  bahkan  terlihat  seperti membran rapat, namun karena pori-porinya terdistribusi secara merata  sehingga  memiliki  porositas  yang  tinggi.  Begitu  pula dengan  variasi  membran  lainnya  juga  menunjukkan  gejala serupa,  adapun  struktur finger-like menunjukkan  distribusi yang lebih  merata dan teratur dibandingkan dengan  membran dengan pori finger-like makrovoid.

## D. Hasil Pengujian Kekerasan Membran
Hasil  uji  kekerasan  membran  ditunjukkan  pada  Gambar  7. Membran  LSCF  7328  yang  dimodifikasi  dengan  PEG memiliki  kekerasan  berkisar  antara  0,2  hingga  13,6  Hv,  di mana  semakin  besar  berat  molekul  PEG  yang  ditambahkan nilai kekerasan cenderung semakin berkurang.
Berdasarkan hasil tersebut dapat diketahui juga bahwa nilai kekerasan  membran  berbanding  terbalik  dengan  ukuran  pori dan  sebanding  dengan  volume  pori  dan  porositas.  Membran tidak cukup kuat menahan indentasi dengan ukuran pori yang semakin  besar  sehingga  menyebabkan  bekas  indentasi
memiliki  luas  area  yang  semakin  besar  dan  menunjukkan bahwa  kekerasan  membran  semakin  kecil.  Selain  itu,  hal  ini juga  membuktikan  dari  penjelasan  sebelumnya  bahwa makrovoid akan memberikan titik-titik lemah pada membran.
-200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 0 2 4 6 8 10 12 14 Ke ke ra sa n ( Hv)

## Variasi PEG (Dalton)

## Gambar 7.  Nilai kekerasan Membran LSCF 7328
Seperti  dapat  diamati  pada  membran  PEG  1500  Da  yang tidak  memiliki  pori  makrovoid  ternyata  memiliki  nilai kekarasan paling besar. Hal lain yang dapat menjadi penyebab fenomena  ini  adalah  proses  densifikasi  yang  berbeda-beda masing-masing membran pada saat proses sintering. Membran dengan  nilai  kekerasan  tinggi  menunjukkan  bahwa  membran tersebut  telah  mengalami  proses  densifikasi  selama  sintering. Terjadinya  proses  densifikasi  selama  sintering  dapat  diamati dari  penyusutan  ketebalan  membran  dan  mengecilnya  ukuran pori. Seperti juga dapat diamati pada membran PEG 1500 Da yang  mengalami penyusutan  ketebalan  membran sangat besar dan porinya juga semakin rapat.

## IV. KESIMPULAN
Membran  datar  LSCF  7328  telah  dipreparasi  dari  larutan casting dengan penambahan PEG berat molekul 300, 600, dan 1500  Da  sebagai  aditif.    Semua  membran  memiliki  struktur asimetris  yang  memiliki  lapisan  rapat  dan  lapisan  pendukung pori berbentuk finger-like dan sponge-like dengan keteraturan yang  seragam.  Sehingga  dalam  hal  ini  PEG  dapat  digunakan untuk  memodifikasi  pori  membran  LSCF  7328.  Adapun pengaruh  berat  molekul  PEG  terhadap  morfologi  dan  sifat mekanik  membran  adalah  semakin  besar  berat  molekul  PEG akan  menghasilkan  membran  dengan  ukuran  pori  dan kekerasan yang semakin besar namun dengan volume pori dan porositas yang semakin menurun.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] C. W. Ngan, M. S., dan Tan, “Assessment of economic viability for PV/wind/diesel  hybrid  energy  system  in  southern  Peninsular Malaysia,” Renew.  Sustain.  Energy  Rev. ,  vol.  16,  no.  1,  pp.  634– 647, 2012.
[2] W.  Dong,  H.,  Shao,  Z.,  Xiong,  G.,  Tong,  J.,  Sheng,  S.,  dan  Yang, “Investigation  on  POM  reaction  in  a  new  perovskite  membrane reactor,” Catal. Today , vol. 67, no. 1–3, pp. 3–13, 2001.
[3] J.  Zhou,  H.,  Yang,  Q.,  Cheng,  Y.,  Ge,  C.,  dan  Chen,  “Methane drainage  and  utilization  in  coal  mines  with  strong  coal  and  gas
outburst dangers: A case study in Luling mine, China,” J. Nat. Gas Sci. Eng. , vol. 20, pp. 357–365, 2014.
[4] M.  Meshkani,  F.,  Rezaei,  M.,  dan  Andache,  “Investigation  of  the catalytic  performance  of  Ni/MgO  catalysts  in partial  oxidation, dry reforming  and  combined  reforming  of  methane,” J.  Ind.  Eng. Chem. , vol. 20, no. 4, pp. 1251–1260, 2014.
[5] S. T. Santos, M. de S., Neto, R. C. R., Noronha, F. B., Bargiela, P.,
Rocha,  M.  da  G.  C.  da,  Resini,  C.,  dan  Brandão,  “Perovskite  as catalyst precursors in the partial oxidation of methane: The effect of cobalt,  nickel  and  pretreatment,” Catal.  Today ,  vol.  299,  pp.  229– 241, 2017.
[6] J.  C.  Sunarso,  J.,  Baumann,  S.,  Serra,  J.  M.,  Meulenberg,  W.  A.,
Liu,  S.,  Lin,  Y.  S.,  dan  Diniz  da  Costa,  “Mixed  ionic-electronic conducting  (MIEC)  ceramic-based  membranes  for  oxygen separation,” J. Memb. Sci. , vol. 320, no. 1–2, pp. 13–41, 2008.
[7] J. Huang, B. X., dan Malzbender, “The effect of an oxygen partial pressure  gradient  on  the  mechanical  behavior  of  perovskite membrane materials,” J. Eur. Ceram. Soc. , vol. 34, no. 7, pp. 1777– 1782, 2014.
[8] I. S. Scott, S. P., Mantzavinos, D., Hartley,  A., Sahibzada, M., dan Metcalfe, “Reactivity of LSCF perovskites,” Solid State Ionics , pp.
152–153, 777–781, 2002.
[9] H.  Luo,  H.,  Wei,  Y.,  Jiang,  H.,  Yuan,  W.,  Lv,  Y.,  Caro,  J.,  dan Wang,  “Performance  of  a  ceramic  membrane  reactor  with  high oxygen  flux  Ta-containing  perovskite  for  the  partial  oxidation  of methane to syngas,” J. Memb. Sci. , vol. 350, no. 1–2, pp. 154–160, 2010.
[10] D.  Rachadel,  P.  L.,  Souza,  D.  F.,  Nunes,  E.  H.  M.,  Diniz,  J.  C., Vasconcelos,  W.  L.,  dan  Hotza,  “A  novel  route  for  manufacturing asymmetric  BSCF-based  perovskite  structures  by  a  combined  tape and freeze casting method,” J. Eur. Ceram. Soc. , vol. 37, pp. 5249– 5257, 2017.
[11] H. Biesheuvel, P. M., dan Verweij, “Design of ceramic membrane supports : permeability, tensile strength and stress,” p. 156, 1999.
[12] M.  Ren,  J.,  Zhou,  J.,  dan  Deng,  “Morphology  transition  of asymmetric  polyetherimide  flat  sheet  membranes  with  different thickness by wet phase-inversion process,” Sep. Purif. Technol. , vol. 74, no. 1, pp. 119–129, 2010.
[13] B.  Košutić,  K.,  Kaštelan-Kunst,  L.,  dan  Kunst,  “Porosity  of  some commercial reverse osmosis and nanofiltration polyamide thin-film
composite membranes,” J. Memb. Sci. ,  vol.  168,  no.  1–2, pp. 101– 108, 2000.
[14] Y.  Zhu,  Z.,  Xiao,  J.,  He,  W.,  Wang,  T.,  Wei,  Z.,  dan  Dong,  “A phase-inversion  casting  process  for  preparation  of  tubular  porous alumina ceramic membranes,” J. Eur. Ceram. Soc. , vol. 35, no. 11, pp. 3187–3194, 2015.
[15]
M.  K.  Chakrabarty,  B.,  Ghoshal,  A.  K.,  dan  Purkait,  “Effect  of molecular  weight  of  PEG  on  membrane  morphology  and  transport properties,” J. Memb. Sci. , vol. 309, no. 1–2, pp. 209–221, 2008.
[16] C. Ma,  Y.,  Shi,  F.,  Ma,  J.,  Wu, M., Zhang,  J., dan  Gao,  “Effect  of PEG  additive  on  the  morphology  and  performance  of  polysulfone ultra fi ltration membranes,” 2011.
[17] C.  Wongchitphimon,  S.,  Wang,  R.,  Jiraratananon,  R.,  Shi,  L.,  & Heng,  “Effect  of  polyethylene  glycol  (PEG)  as  an  additive  on  the fabrication  of  polyvinylidene  fluoride-  co  -hexafluropropylene (PVDF-HFP)  asymmetric  microporous  hollow  fiber  membranes,” vol. 369, pp. 329–338, 2011.
[18] M.  C.  Khayet,  M.,  Cojocaru,  C.,  dan  García-Payo,  “Experimental design  and  optimization  of  asymmetric  flat-sheet  membranes prepared  for  direct  contact  membrane  distillation,” J.  Memb.  Sci. , vol. 351, no. 1–2, pp. 234–245, 2010.
[19] K.  Kim,  J.,  dan  Lee,  “Effect  of  PEG  additive  on  membrane formation by phase inversion,” vol. 138, pp. 153–163, 1998.
[20] F. Ren, C., Liu, T., Maturavongsadit, P., Amie, J., dan Chen, “Effect of  PEG  additive  on  anode  microstructure  and  cell  performance  of anode-supported  MT-SOFCs  fabricated  by  phase  inversion method,” vol. 279, pp. 774–780, 2015.
[21] H.  Nurherdiana,  S.D.,  Sholichah,  N.,  Iqbal,  R.M.;  Sahasrikirana, M.S.,  Utomo,  W.P.,  Akhlus,  S.,  Nurlina;  Fansuri,  “Preparation  of La0.7Sr0.3Co0.2Fe0.8O3−δ  (LSCF  7328)  by  Combination  of Mechanochemical  and  Solid  State  Reaction,  Key  Engineering Materials,  Vol.  Hal  399-403M.  Young,”  in The  Techincal  Writers Handbook , Mill Valley, 2017.
[22] T.  Saljoughi,  E.,  Amirilargani,  M.,  dan  Mohammadi,  “Effect  of PEG additive and coagulation bath temperature on the morphology , permeability  and  thermal  /  chemical  stability  of  asymmetric  CA membranes,” DES , vol. 262, no. 1–3, pp. 72–78, 2010.
[23] M. Mulder, Basic Principle of Membrane Technology . Amsterdam: Kluwer Academic Publisher, 1996.