ANALISIS KINETIKA ADSORPSI STRONSIUM PADA LIMBAH RADIOAKTIF SIMULASI 88Sr(NO3)2 MENGGUNAKAN METAL-ORGANIC FRAMEWORKS [Zn4O(BDC)3]

THIARA DEVI PANGEZTU, Ir. Anung Muharini, M.T.; Ferdiansjah, S.T., M.Eng. Sc.

2020 | Skripsi | S1 TEKNIK NUKLIR

Stronsium-90 (90Sr) merupakan salah satu radionuklida hasil reaksi fisi nuklir. Produk fisi ini memiliki yield yang tinggi, yaitu sekitar 6% dengan umur paruh 29 tahun. Sifat kimia yang hampir sama dengan kalsium menjadikan Sr dapat menumpuk di tulang jika masuk ke dalam tubuh. Oleh karena itu, pemisahan 90Sr dari limbah radioaktif merupakan suatu proses yang diperlukan agar tidak membahayakan manusia dan lingkungan. Salah satu cara yang dapat digunakan adalah dengan metode adsorpsi menggunakan MOF-5 [Zn4O(BDC)3]. Analisis mengenai kinetika adsorpsi dilakukan agar mendapatkan gambaran mengenai model kinetika adsorpsi dan konstanta laju adsorpsi. Stronsium-88 dalam larutan akan diadsorpsi menggunakan MOF [Zn4O(BDC)3] yang disintesis dengan metode solvotermal. Sebelum adsorpsi, dilakukan uji karakterisasi FTIR terhadap MOF tersebut. Adsorpsi dilakukan dengan menggunakan larutan 88Sr(NO3)2 dengan tiga macam konsentrasi awal 88Sr, yaitu 25 mg/L, 50 mg/L, dan 100 mg/L. Proses adsorpsi dilakukan dengan tiga variasi suhu, yaitu 30 derajat Celsius, 40 derajat Celsius, dan 50 derajat Celsius dan pada berbagai waktu kontak. Konsentrasi 88Sr yang masih tersisa dalam larutan kemudian ditentukan dengan menggunakan alat Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS). Berdasarkan hasil FTIR, MOF yang disintesis telah sesuai dengan karakteristik MOF-5 pada umumnya, namun dengan impuritas berupa molekul air. Adsorpsi 88Sr oleh MOF [Zn4O(BDC)3] berhasil dilakukan untuk beberapa variasi konsentrasi dan suhu tertentu. Analisis kinetika adsorpsi menunjukkan bahwa pada konsentrasi awal 25 mg/L dan suhu adsorpsi 30 derajat Celsius mengikuti model pseudo-second-order (PSO) dengan konstanta laju adsorpsi sebesar 0,066 g/mg menit.

Strontium-90 (90Sr) is one of the fission products, which has a high yield (6%) and long half-life (29 years). This radionuclide can be accumulated in bones because its characterizations are almost similar to calcium. Therefore, the separation of 90Sr from radioactive waste is a necessary process to keep humans and the environment safe. One method that can be used to separate strontium is adsorption method using MOF-5 [Zn4O(BDC)3]. The objective of this research work was to determine the adsorption kinetics model and the adsorption rate-constant. Strontium-88 in the solutions was adsorbed by MOF [Zn4O(BDC)3], which was synthesized using a solvothermal method. The MOF characterization test was carried out by the FTIR method. This research was conducted using 88Sr(NO3)2 solution as simulated radioactive waste with three different initial concentrations: 25 mg/L, 50 mg/L and 100 mg/L. The adsorption process conducted with three temperature variants: 30 Celsius degree, 40 Celsius degree and 50 Celsius degree with different contact times. The remaining 88Sr concentration in the solutions was measured using atomic absorption spectrophotometer (AAS). Based on the FTIR test results, the synthesized MOF has the same properties as MOF-5 in general, but with some impurities in the form of water molecules. Strontium-88 adsorption using MOF [Zn4O(BDC)3] was conducted successfully at some combinations of certain concentrations and temperatures. Analysis of adsorption kinetics showed that at an initial concentration of 25 mg/L with adsorption temperature of 30 Celsius degree followed pseudo-second-order (PSO) model with an adsorption rate-constant of 0.066 g/mg min.

Kata Kunci : adsorpsi, kinetika adsorpsi, metal-organic frameworks, 90Sr, Zn4O(BDC)3