SINTESIS KOMPOSIT ARANG-Fe3O4 DARI PLASTIK PVC DENGAN METODE HIDROTERMAL KARBONISASI-PIROLISIS SERTA APLIKASINYA SEBAGAI ADSORBEN ION FOSFAT

NOVER ARUMENTA SIHOT, Prof. Dr. Mudasir, M.Eng.

2017 | Skripsi | S1 KIMIA

Telah dilakukan sintesis komposit arang-Fe3O4 dari plastik PVC dengan metode hidrotermal karbonisasi-pirolisis serta aplikasinya sebagai adsorben ion fosfat. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengubah limbah plastik PVC menjadi komposit arang-Fe3O4 dengan metode HTC-pirolisis, mempelajari pengaruh pH larutan dalam aktivitas adsorpsi ion fosfat oleh komposit arang-Fe3O4 serta mempelajari kinetika dan isoterm adsorpsi ion fosfat oleh komposit arang- Fe3O4. Penelitian ini diawali dengan proses hidrotermal karbonisasi dari plastik PVC dalam reaktor A.K dengan penambahan Fe3O4 lalu dilanjutkan dengan proses pirolisis. Hasil yang diperoleh berupa arang berwarna hitam yang kemudian dikarakterisasi dan diaplikasikan sebagai adsorben ion fosfat. Karakterisasi dengan spektrofotometer FT-IR memberikan perubahan dan pergeseran bilangan gelombang pada spektra sebelum dan sesudah proses HTC-pirolisis. X-Ray Diffraction (XRD) memberikan data puncak dengan 2 θ yang sesuai terhadap puncak Fe3O4 murni, yaitu pada 30,05; 35,37; 43,02; 56,91 dan 62,48. Transmission Electron microscopy (TEM) memberikan citra Fe3O4, dimana citra gelap merepresentasikan keberadaan partikel Fe3O4 di dalam komposit, sedangkan sisi terang merepresentasikan citra karbon. Karakterisasi dengan BET memberikan hasil luas permukaan komposit arang-Fe3O4 sebesar 62,448 m2 g-1. Aplikasi adsorspi dilakukan dengan variasi pH larutan, variasi waktu kontak dan variasi konsentrasi awal. Hasil menunjukkan bahwa adsorpsi optimum pada pH 4. Kinetika adsorpsinya mengikuti orde kedua semu dengan konstanta laju reaksi (k) 0,2633 g mol-1 min-1. Model isoterm mengikuti isoterm Langmuir dengan nilai konstanta Langmuir sebesar 79,649 L mol-1.

Synthesis of charcoal-Fe3O4 composite from pvc plastics using hydrothermal carbonization-pyrolisis method and its application as an adsorbent of phosphate ions has been done. The aim of the research were to convert pvc plastics waste become a charcoal-Fe3O4 composite, to study effect of pH in adsorption process, and to study kinetics and isotherm adsorption of ion phosphate by charcoal- Fe3O4 composite. The research started by hydrothermal carbonization process of pvc plastics with addition of Fe3O4 in the A.K reactor followed by pyrolysis process. The result of black char was characterized and applied as adsorbent of phophate ions. Characterization by FTIR spectrofotometer showed the transformation and the shifting of fungsional group. X-Ray Diffraction gave five peaks of 2 θ, e.g. 30,05; 35,37; 43,02; 56,91 dan 62,48 that representated the peaks of pure Fe3O4. Transmission Electron microscopy (TEM) gave Fe3O4’s image, the dark sites claim as Fe3O4 and the bright sites claim as carbom structure. BET characterization showed that surface area was 62,448 m2 g-1. In the adsorpstion process, the effect of pH solution, contact of time and initial concentration of ions phosphate were investigated. Result showed that adsorption were optimum at pH 4. The adsorption kinetic parameter of phosphate ion followed pseudo-second order with rate constant value (k) obtained 0,2633 g mol-1 min-1. The Langmuir best isotherm represented the equilibrium sorption with KL value 79.649 L mol-1.

Kata Kunci : hidrotermal karbonisasi, pirolisis, polivinil klorida, komposit