Preparasi komposit besi oksida-Montmorilonit dan aplikasinya sebagai adsorben senyawa benzena

SEKEWAEL, Serly Jolanda, Dr.rer.nat. Karna Wijaya, M.Eng

2004 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Preparasi komposit besi oksida-montmorilonit telah dilakukan dengan menginterkalasikan besi oksida ke dalam antarlapis silikat lempung montmorilonit, dan dilanjutkan dengan mempelajari kapasitas adsorpsinya terhadap senyawa organik hidrofobik nonionik benzena. Montmorilonit dan komposit besi oksida-montmorilonit kemudian dikarakterisasi untuk mempelajari perubahan sifat-sifat fisikokimianya yang meliputi: jarak dasar d001, ditentukan dengan X-Rays Difractometer; morfologi permukaan, dianalisis dengan SEM/EDAX; luas permukaan spesifik, distribusi ukuran pori, volume pori total, dipelajari dengan Gas Sorption Analyzer; serapan gugus fungsional, dipelajari dengan spektrofotometer FTIR; dan kandungan logam besi, ditentukan dengan X-Ray Fluorescent Analyzer. Kapasitas adsorpsi benzena dipelajari dengan persamaan isotherm adsorpsi Freundlich, konsentrasi benzena terserap dianalisis dengan HPLC. Hasil penelitian terhadap montmorilonit dan komposit besi oksidamontmorilonit menunjukkan terjadi peningkatan pada: jarak dasar d001, dari 14,11Ã… menjadi 16,85Ã…; luas permukaan spesifik dari 69,71 m2/g menjadi 126,49 m2/g; volume pori total dari 50,70x10-3 mL/g menjadi 107,89x10-3 mL/g; serta peningkatan kandungan besi dari 4,57 %(b/b) menjadi 23,61 %(b/b). Morfologi permukaan montmorilonit menampakkan struktur berlapis (laminated), sedangkan komposit besi oksida-montmorilonit memperlihatkan morfologi lapisan oksida eksternal, dengan struktur delaminasi (delaminated). Studi sorpsi terhadap benzena mendapati bahwa tetapan sorpsi (k), yang berhubungan dengan kapasitas serapan, untuk komposit besi oksida-montmorilonit adalah 285,08, sedangkan untuk lempung montmorilonit adalah 1,11. Hasil ini mendemonstrasikan bahwa teknik interkalasi besi oksida ke dalam antarlapis lempung montmorilonit merupakan cara efektif untuk meningkatkan daya adsorpsi lempung terhadap senyawa benzena.

The preparation of iron oxide-montmorillonite composite has been done by intercalation of iron oxide into the silicates interlayer of montmorillonite, and the study was continued by investigating its adsorption capacity for benzene. Montmorillonite and iron oxide-montmorillonite composite were characterized to observe some physical and chemical properties. The observed properties were basal spacing d001, determined by X-Rays Difractometer (XRD); surface morphology, analyzed by SEM/EDAX; specific surface area, distribution of pore radius and total pore volume, analyzed by Gas Sorption Analyzer; functional groups, analyzed by FTIR Spectrophotometer; and iron content, determined by XRay Fluorescent Analyzer (XRF). Benzene sorption capacities were studied by Freundlich isotherm adsorption equation and the concentration of adsorbed benzene was analyzed by HPLC. The characterization of montmorillonite and iron oxide-montmorillonite composite showed that the basal spacing d001, increased from 14.11 Ã… in montmorillonite to 16.85 Ã… in iron oxide-montmorillonite; specific surface area increased from 69.71 m2/g to 126. 49 m2/g; total pore volume also increased from 50.70 x10-3 mL/g to 107.89 x10-3 mL/g; and the iron content also increased from 4.57 %(w/w) to 23.61 %(w/w). Surface morphology of montmorillonite showed the laminated structure, while that of iron oxide-montmorillonite indicated a delaminated structure with the external oxides layered. Results of benzene sorption showed that sorption constante (k) which is has the relationship with the sorption capacity of iron oxide-montmorillonite was 285.08, while that of montmorillonite was 1.11. This result demonstrated that intercalation of clay with iron oxide is an effective way to increase the adsorption capacity of clay in adsorbing benzene.

Kata Kunci : lempung montmorilonit, interkalasi, komposit besi oksidamontmorilonit, adsorpsi, montmorillonite clay, intercalation, iron oxide-montmorillonite composite, adsorption