Sintesis Silka Gel Terimobilisasi Ditizon dari Abu Dasar Batubara sebagai Adsorben Ion Logam Cd(II)
SETIANINGSIH, Prof. Drs. Mudasir, M.Eng., Ph.D. ; Prof.Dr.rer.nat Nurul Hidayat Aprilita, S.Si., M.Si.
2024 | Skripsi | KIMIA
Sintesis
silika gel dari abu dasar batubara dan imobilisasi ditizon pada silika gel sebagai
adsorben ion logam Cd(II) telah dilakukan. Peneltian ini bertujuan untuk mensintesis
silika gel dari abu dasar batubara dan memodifikasi permukaan silika gel dengan
teknik imobilisasi ditizon,
serta mempelajari aplikasi adsorben yang diperoleh untuk adsorpsi ion
Cd(II). Parameter yang dipelajari pada adsorpsi ion Cd(II) meliputi pengaruh
pH, massa adsorben, waktu kontak, dan konsentrasi awal terhadap kemampuan adsorpsi
ion Cd(II). Kinetika dan isoterm adsorpsi ion Cd(II) pada silika gel
terimobilisasi ditizon dan tanpa imobilisasi juga dipelajari.
Penelitian ini dilakukan dengan mengaktivasi abu dasar batubara
menggunakan HCl. Abu dasar batubara teraktivasi kemudian disintesis menjadi
silika gel. Silika gel diimobilisasi dengan ditizon dalam pelarut NaOH. Abu
dasar batubara sebelum dan sesudah aktivasi, serta silika gel dikarakterisasi
dengan Fourier Transform-Infra Red (FT-IR), X-Ray Diffraction (XRD), X-Ray
Fluorescence (XRF),
dan Scanning Electron Microscope (SEM). Silika gel terimobiliasi ditizon dikarakterisasi
dengan FT-IR, XRD, dan SEM. Adsorpsi ion logam Cd(II) dipelajari dengan variasi
pH, mssa adsorben, waktu kontak, dan konsentrasi awal larutan. Analisis ion
Cd(II) sebelum dan setelah adsorpsi dilakukan dengan Atomic
Absorption Spectroscopy
(AAS).
Hasil penelitian menunjukkan bahwa silika gel telah berhasil disintesis
dan ditizon telah terimobilisasi pada silika gel yang ditandai dengan adanya
interaksi antara gugus –OH pada silika gel dengan gugus –NH pada ditizon, serta
proses imobilisasi tidak merusak kristalinitas silika gel. Kondisi optimum
adsorpsi ion Cd pada silika gel dan silika gel terimobilisasi ditizon terjadi
pada pH 5 dengan massa adsorben berturut-turut 5 dan 2,5 mg dengan waktu kontak
30 menit untuk silika gel dan 15 menit untuk silika gel terimobilisasi ditizon.
Konsentrasi awal optimum untuk kedua adsorben adalah 80 ppm. Kinetika adsorpsi
ion Cd(II) pada silika gel dan silika gel terimobilisasi ditizon mengikuti model
kinetika orde kedua semu dengan nilai konstanta laju berturut-turut 0,820 dan
0,023 g mg-1. Adsorpsi ion logam Cd(II) pada kedua adsorben
mengikuti model isoterm adsorpsi Langmuir dengan kapasitas adsorpsi untuk silika
gel sebesar 56,82 mg g-1 dan silika gel terimobilisasi ditizon 114,94
mg g-1.
The synthesis of silica gel from
coal bottom ash and immobilization of dithizone on silica gel as an adsorbent
for Cd(II) metal ions has been carried out. This research aims to synthesize
silica gel from coal bottom ash and modify the silica gel surface using the
dithizone immobilization technique, studying the application of the adsorbent
obtained for the adsorption of Cd(II) ions. The parameters studied in the
adsorption of Cd(II) ions include the influence of pH, adsorbent mass, contact
time, and initial concentration on the adsorption ability of Cd(II) ions. The
kinetics and adsorption isotherms of Cd(II) ions on dithizone-immobilized and
unimmobilized silica gel were also studied.
This research was carried out by
activating coal bottom ash using HCl. Activated coal bottom ash is then
synthesized into silica gel. Silica gel was immobilized with dithizone in NaOH
solvent. Coal bottom ash before and after activation, as well as silica gel,
were characterized using Fourier Transform-Infrared (FT-IR), X-Ray Diffraction
(XRD), X-Ray Fluorescence (XRF), and Scanning Electron Microscope (SEM). Dithizone
immobilized silica gel characterized by FT-IR, XRD, and SEM. The adsorption of
Cd(II) metal ions was studied by varying pH, adsorbent mass, contact time, and
initial solution concentration. Analysis of Cd(II) ions before and after
adsorption was carried out using Atomic Absorption Spectroscopy (AAS).
The research results show that
silica gel has been successfully synthesized and dithizone has been immobilized
on the silica gel, which is characterized by the interaction between the –OH
group on the silica gel and the –NH group on the dithizone, and the
immobilization process does not damage the crystallinity of the silica gel. The
optimum conditions for the adsorption of Cd ions on silica gel and dithizone
immobilized silica gel respectively occur at pH 5 with an adsorbent mass of 5
and 2.5 mg respectively with a contact time of 30 minutes for silica gel and 15
minutes for dithizone immobilized silica gel. The optimum initial concentration
for both adsorbents is 80 ppm. The adsorption kinetics of Cd(II) ions on silica
gel and dithizone immobilized silica gel follow a pseudo-second-order kinetic
model with rate constant values of 0.820 and 0.023 g mg-1,
respectively. The adsorption of Cd(II) metal ions on both adsorbents followed
the Langmuir adsorption isotherm model with an adsorption capacity for silica gel
of 56.82 mg g-1 and dithizone immobilized silica gel of 114.94 mg g-1.
Kata Kunci : adsorpsi, abu dasar batubara, ditizon, ion logam Cd(II), silika gel/adsorption, coal bottom ash, Cd(II) metal ions dithizone, silica gel