SINTESIS NANOPARTIKEL MAGNETIK Fe3O4/SiO2 CORE-SHELL TERMODIFIKASI GLUTAMAT UNTUK ADSORPSI ION [AuCl4]

AFRIANTI. S. LAMURU, Drs. Roto, M. Eng., Ph. D.

2020 | Tesis | MAGISTER KIMIA

Telah dilakukan sintesis nanopartikel Fe3O4/SiO2 core shell termodifikasi glutamat (Glu) sebagai adsorben selektif untuk ion [AuCl4]-. Nanopartikel Fe3O4 disintesis melalui metode sonokimia-kopresipitasi dan selanjutnya dilapisi dengan SiO2 menggunakan metode sol-gel. APTMS digunakan sebagai agen penghubung untuk modifikasi nanopartikel Fe3O4/SiO2 menggunakan glutamat dengan direaksikan dengan glutaraldehid sebagai agen taut silang kemudian direaksikan dengan ion glutamat yang berasal dari monosodium glutamate (MSG). Spektrofotometer Fourier Transform Infrared (FT-IR), X-Ray Diffractometer (XRD), Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray (SEM-EDX) dan Transmission Electron Microscope (TEM) digunakan untuk mengkarakterisasi adsorben. Adsorpsi ion [AuCl4]- dilakukan dalam sistem batch pada variasi parameter uji diantaranya pH, massa, waktu kontak dan konsentrasi awal adsorbat. Konsentrasi ion adsorbat sebelum dan sesudah adsorpsi dianalisis menggunakan Atomic Absorbance Spectrophotometer (AAS). Hasil penelitian menunjukkan bahwa adsorben Fe3O4/SiO2/ Glu berhasil di sintesis. Hasil analisis FTIR yang memperlihatkan adanya puncak yang teramati sebagai interaksi antara Glu dengan Fe3O4/SiO2 melalui APTMS dan gluataraldehid, hasil difraktogram menunjukkan puncak spesifik dari Fe3O4 dan Glu. Hasil analisis TEM dan EDX adsorben menunjukan Fe3O4/SiO2/Glu berukuran 14,7 nm dengan kandungan unsur Fe, Si,O, C dan N sebesar 16,95%, 1,53%, 39,10% , 38,56% dan 3,86 %. Kondisi optimum adsorpsi ion [AuCl4]- tercapai pada pH 2 menggunakan massa adsorben 8 mg dan konsentrasi ion [AuCl4]- 60 mg/L dengan waktu kontak 24 jam. Adsorpsi mengikuti isoterm Langmuir dan kinetika orde dua semu dengan kapasitas adsorpsi optimum 162,2 mg/g dan energi adsorpsi 25,0145 kJ/mol. Desorpsi dilakukan dengan menggunakan thiourea 0,005 mol/L dalam larutan 1 M HCl dengan persentase desorpsi sebesar 98,2% dan Adsorben selektif terhadap ion [AuCl4]- 60 mg/L pada sistem larutan yang mengandung ion Cu2+, Ni2+,dan Zn2+.

A Study on the synthesis Fe3O4 /SiO2 core-shell nanoparticles modified with glutamate for selective [AuCl4]- ion adsorbent has been performed. The Fe3O4 nanoparticles were synthesized by the sonochemical-coprecipitation method and were coated with SiO2 by the sol-gel method. APTMS is used as a coupling agent for modification of Fe3O4 / SiO2 nanoparticles with glutamate by reacting with glutaraldehyde as a crosslinking agent and reacted with glutamate. Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectrophotometer, X-Ray Diffractometer (XRD), Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray (SEM-EDX) and Transmission Electron Microscope (TEM) ware used to characterize the products. The [AuCl4]- adsorption was performed in the batch system by variations of pH, mass, contact time and initial adsorbate concentration. The concentration of [AuCl4]- in the solution before and after adsorption was analyzed using Atomic Absorption Spectrometer (AAS). The analytical results suggest that Fe3O4/SiO2/Glu adsorbent was successfully synthesized. The XRD patterns show specific peaks of Fe3O4. The TEM data indicate that Fe3O4/SiO2/ Glu has a size 14.7 nm. The EDX analysis gives Fe, Si, O, C, and N percentages of 16.95, 1.53, 39.10, 38.5, and 3.86%, respectively. The optimum conditions for the [AuCl4]- ions adsorption was reached at pH 2, [AuCl4]- initial concentration of 60 mg/L, and contact time of 24 h. The adsorption follows the Langmuir isotherm and pseudo-second-order kinetics with an optimum adsorption capacity of 162.2 mg/g and adsorption energy of 25,0145 kJ/mol. Thiourea of 0.005 mol/L in 1 M HCl soluti on was capable to desorb 98.2% and the test also gave a good [AuCl4]- selectivity over Cu2+, Ni+2, and Zn2+ ions

Kata Kunci : Nanoparticles, magnetite, adsorption, ion [AuCl4] -, glutamate