Konversi Limbah Stirofoam Sebagai Adsorben Melalui Proses Nitrasi dan Magnetisasi untuk Penghilangan Ion Logam Cu(II) dari Media Air

DELFI MAYLINA S, Prof. Dr. Endang Tri Wahyuni, M.S.; Dr.rer.nat. Nurul Hidayat Aprilita,M.Si.

2022 | Skripsi | S1 KIMIA

Dalam rangka penurunan konsentrasi logam berat (Cu) sekaligus pemanfaatan limbah stirofoam, pada penelitian ini telah dilakukan modifikasi limbah stirofoam menjadi adsorben yang mampu menyerap logam berat Cu dan dapat dipisahkan secara praktis oleh medan magnet. Penelitian ini terdiri dari nitrasi dan magnetisasi stirofoam membentuk adsorben stirofoam nitrat termagnetisasi (sti-NO2/Fe3O4), karakterisasi adsorben, dan uji aktivitas adsorben tersebut untuk penghilangan Cu dalam air. Proses nitrasi dan magnetisasi limbah stirofoam dilakukan menggunakan asam nitrat dan larutan Fe(II) dan Fe(III) dalam kondisi basa membentuk adsorben sti-NO2/Fe3O4. Adsorben sti-NO2/Fe3O4 kemudian digunakan pada adsorpsi larutan ion logam Cu(II) untuk menentukan pH, massa adsorben, waktu kontak adsorpsi, dan konsentrasi awal larutan optimum. Adsorben lalu dilakukan karakterisasi dengan alat FTIR, XRD, SEM, dan SEM EDX. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa dari proses nitrasi dan magnetisasi didapatkan adsorben sti-NO2/Fe3O4 mampu secara efektif untuk mengadsorpsi ion logam Cu(II) dan dapat dengan mudah dipisah oleh magnet eksternal. Adsorpsi ion logam Cu(II) oleh adsorben sti-NO2/Fe3O4 diperoleh kondisi optimum pada pH larutan 4, 15 mg massa adsorben, waktu kontak 30 menit, dan konsentrasi awal larutan Cu(II) 20 mg/L. Model isoterm adsorpsi yang sesuai yaitu model Langmuir dengan kapasitas adsorpsi maksimal sebesar 14,90 mg/g. Sedangkan model kinetika adsorpsi yang sesuai pada penelitian ini yaitu model kinetika orde kedua semu Ho dengan kapasitas adsorpsi sebesar 4,15 mg/g dan konstanta laju reaksi adsorpsi sebesar 1,769 g/mg.menit.

To reduce the concentration of heavy metal (Cu) and the utilization of styrofoam waste, this research has modified the styrofoam waste into an adsorbent that can absorb heavy metal Cu and can be separated practically by a magnetic field. This research consisted of nitration and magnetization of styrofoam to form a magnetized styrofoam nitrate adsorbent (sty-NO2/Fe3O4), characterization of the adsorbent, and testing the activity of the adsorbent for the removal of Cu in water. The nitration and magnetization process of styrofoam waste was carried out using nitric acid and a solution of Fe(II) and Fe(III) under alkaline conditions to form a styNO2/Fe3O4 adsorbent. Sty-NO2/Fe3O4 adsorbent is then used in the adsorption of Cu(II) metal ion solution to determine pH, adsorbent mass, adsorption contact time, and the optimum initial concentration of the solution. The adsorbent was then characterized using FTIR, XRD, SEM, and SEM EDX. The results of this study indicate that from the nitration and magnetization processes, the adsorbent sty-NO2/Fe3O4 can effectively adsorb Cu(II) metal ions and can be easily separated by an external magnet. The adsorption of Cu(II) metal ion by sty-NO2/Fe3O4 adsorbent obtained optimum conditions at a solution pH of 4, 15 mg mass of adsorbent, a contact time of 30 minutes, and an initial concentration of Cu(II) 20 mg/L. The appropriate adsorption isotherm model is the Langmuir with a maximum adsorption capacity of 14.90 mg/g. While the appropriate adsorption kinetics model in this study is a pseudo-second-order kinetic model Ho with an adsorption capacity of 4.15 mg/g and adsorption reaction rate constant of 1.769 g/mg.minute.

Kata Kunci : adsorben, adsorpsi, ion logam Cu(II), stirofoam