Imobilisasi Ditizon Pada Abu Layang Batubara Dalam Medium Toluen Dan Air Sebagai Adsorben Ion Cd(II)

GINA MIRANDA, Prof. Drs. Mudasir, M.Eng., Ph.D; Prof. Dr. Endang Tri Wahyuni, MS

2021 | Tesis | MAGISTER KIMIA

Telah dilakukan imobilisasi ditizon pada abu layang batubara dalam medium toluen dan medium air sebagai adsorben logam Cd(II). Karakterisasi abu layang batubara teraktivasi (AFA), terimobilisasi ditizon dalam medium toluen (FAIT) dan air (FAIA) dilakukan dengan menggunakan FTIR dan XRD. Beberapa parameter yang mempengaruhi adsorpsi ion logam Cd(II) telah dioptimasi seperti pengaruh pH, massa adsorben, waktu kontak dan konsentrasi awal ion Cd(II). Kandungan ion Cd(II) sebelum dan setelah adsorpsi serta pada kajian desorpsi sekuensial ditentukan dengan menggunakan spektroskopi serapan atom (AAS). Imobilisasi ditizon pada permukaan abu layang batubara teraktivasi telah berhasil dilakukan. Interaksi yang terjadi diprediksi melibatkan gugus silanol dan siloksan pada abu layang dengan gugus -SH dan -NH dari ditizon. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kondisi optimum untuk adsorpsi ion Cd(II) pada AFA, FAIT dan FAIA dicapai pada pH 7 dengan massa adsorben masing-masing 0,2; 0,2; dan 0,1 g dan waktu kontak optimum masing-masing 60 menit. Kinetika adsorpsi ion logam Cd(II) pada ketiga adsorben mengikuti model persamaan kinetika orde kedua semu dengan nilai konstanta laju (k) berturut-turut 0,0067; 0,0105 dan 0,0377 mg/g.min untuk AFA, FAIT dan FAIA. Isoterm adsorpsi ion logam Cd(II) mengikuti model isoterm Langmuir dengan kapasitas adsorpsi ion logam Cd(II) untuk AFA, FAIT dan FAIA berturut-turut adalah 2,024; 2,460; dan 4,452 mg/g. Berdasarkan data desorpsi sekuensial, mekanisme adsorpsi ion logam Cd(II) dengan abu layang teraktivasi didominasi oleh pertukaran ion, sedangkan untuk adsorben yang telah di imobilisasi dengan ditizon, FAIT dan FAIA didominasi oleh ikatan hidrogen dan pembentukan kompleks. Hasil ini mengkorfirmasi peran dan kontribusi ditizon pada permukaan abu layang batubara dalam menaikkan kapasitas adsorpsi terhadap ion logam Cd(II) dengan urutan AFA<FAIT<FAIA.

The immobilization of dithizone on coal fly ash in toluene and water media as adsorbent for Cd(II) metal has been carried out. Characterization of activated coal fly ash (AFA), dithizone-immobilize fly ash in toluene medium (FAIT) and dithizone-immobilize fly ash in water (FAIA) was carried out using FTIR and XRD. Several parameters that affect the adsorption of Cd(II) metal ions, such as the effect of pH, adsorbent mass, contact time and initial concentration of Cd(II) ion have been optimized. The content of Cd(II) ions before and after adsorption as well as in sequential desorption studies was determined using atomic absorption spectrophotometer (AAS). The immobilization of dithizone on the surface of activated coal fly ash has been successfully carried out. The interaction that occurs is predicted to involve silanol and siloxane groups in fly ash with -SH and -NH groups from dithizone. The results showed that the optimum conditions for adsorption of Cd(II) ions on AFA, FAIT and FAIA were achieved at pH 7 with adsorbent mass of 0.2; 0.2; and 0.1 g, respectively and optimum contact time of 60 min each. The adsorption kinetics of Cd(II) metal ions on the three adsorbents followed the pseudo second-order kinetics model with a rate constant value (k) of 0,0067; 0,0105 dan 0,0377 mg/g min for AFA, FAIT and FAIA, respectively. The Cd(II) metal ion adsorption isotherm follows the Langmuir isotherm model with the adsorption capacity of Cd(II) metal ions of AFA, FAIT and FAIA, respectively, 2.024, 2.460, and 4.452 mg/g. Based on sequential desorption data, the adsorption mechanism of Cd(II) metal ions on activated fly ash is dominated by electrostatic/ion exchange interaction, while for dithizone-immobilized adsorbents, e.g. FAIT and FAIA are dominated by hydrogen bonding and complex formation. These results confirm the role and contribution of dithizone immobilized on the surface of coal fly ash in increasing the adsorption capacity of Cd(II) metal ions in the order AFA <FAIT <FAIA.

Kata Kunci : Abu layang, ditizon, Cd(II), toluen, dan air.