Adsorpsi Multilogam Ag(I), Pb(II), Cr(III), Cu(II) dan Ni(II) pada Hibrida Merkapto-Silika dari abu sekam padi

MUJIYANTI, Dwi Rasy, Dr. Nuryono, MS

2007 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Telah dilakukan kajian adsorpsi multilogam Ag(I), Pb(II), Cr(III), Cu(II) dan Ni(II) pada hibrida merkapto silika (HMS) yang diperoleh dari hasil pengolahan abu sekam padi (ASP). Hibrida merkapto-silika dibuat dengan menambahkan HCl 3M pada campuran senyawa 3-(trimetoksilil)-1-propantiol (TMSP) dan larutan Na2SiO3 yang dihasilkan dari peleburan ASP dengan NaOH hingga pH 7 (netral). Karakterisasi hasil dilakukan dengan spektroskopi inframerah (FTIR) dan difraktometri sinar-X (XRD). Adsorpsi multilogam dilakukan melalui sistem batch selama 1 jam dengan variasi konsentrasi ion logam. Ion logam yang teradsorpsi dihitung secara kuantitatif berdasarkan selisih konsentrasi ion logam sebelum dan setelah adsorpsi dengan Spektroskopi Serapan Atom (SSA). Model isoterm adsorpsi Langmuir digunakan untuk menentukan kapasitas adsorpsi, energi dan tetapan kesetimbangan adsorpsi. Adsorpsi-desorpsi melalui sistem kolom dilakukan menggunakan kolom ekstraksi fase padat (EFP) dengan mengalirkan larutan campuran ion logam ke dalam kolom yang terisi sorben sebanyak tiga kali kemudian dilanjutkan dengan proses elusi menggunakan tiga jenis eluen yaitu HCl 2M, akuades dan Na2EDTA 0,1M. Total logam teradsorpsi dan persentase total terelusi dihitung berdasarkan hasil analisis dengan SSA. Hasil karakterisasi dengan FTIR mengindikasikan keberhasilan pembuatan HMS dengan munculnya serapan dari gugus-gugus fungsional seperti : gugus metilen (-CH2-), silanol (Si-OH) dan siloksan (Si-O-Si). Dari data XRD diketahui bahwa HMS yang terbentuk mempunyai struktur amorf. Hasil kajian termodinamika adsorpsi Langmuir menunjukkan kapasitas adsorpsi pada silika gel (SG) dengan urutan : Cu(II) > Cr(III) > Pb(II) > Ni(II) > Ag(I), sedangkan pada HMS dengan urutan : Ag(I) > Cu(II) > Ni(II) > Pb(II) > Cr(III). Nilai dari energi adsorpsi yang dihasilkan pada SG mengalami adsorpsi secara kimia untuk semua ion logam (adsorbat), sedangkan pada HMS ion logam Pb(II), Cu(II) dan Ag(I) yang mengalami adsorpsi kimia tetapi untuk ion logam Cr(III) dan Ni(II) mengalami adsorpsi fisik. Kajian adsorpsi-desorpsi dalam sistem kolom diperoleh bahwa logam yang paling banyak teradsorpsi pada silika gel baik secara individual maupun simultan adalah Cr(III), sedangkan adsorben HMS, adsorpsi tertinggi terjadi pada Ni(II) untuk adsorpsi individual dan Cr(III) untuk adsorpsi simultan. Proses desorpsi melalui tiga jenis eluen secara berurutan menunjukkan mekanisme adsorpsi cenderung melibatkan pembentukan ikatan hidrogen.

Study on the adsorption of multi metals Ag(I), Pb(II), Cr(III), Cu(II) and Ni(II) on mercapto-silica hybrid (MSH) adsorbent prepared from rice hull ash (RHA) has been carried out. Mercapto-silica hybrid (MSH) was synthesized by adding 3M hydrochloride solution to a mixture of Na2SiO3 solution resulted from RHA destruction with NaOH and 3-(trimethoxysilyl)-1-propanthiol (MPTS) till pH 7 (neutral). The adsorption of multi metal Ag(I), Pb(II), Cu(II), Cr(III) and Ni(II) was conducted in a batch system for one hour at variation of metal ion concentration. The adsorbed metal ion was calculated from the differences of metal ion concentration before and after adsorption based on the analysis with AAS method. Adsorptiondesorption was performed by column system using a cartridge of solid phase extraction (SPE) with loading solution of metal ions to the cartridge containing adsorbent three times and then the ions were eluted sequencially with three eluents : HCl 2M, water, Na2EDTA 0.1M. Total metal adsorbed and percentage of total metal eluted were calculated based on the analysis with AAS method. Characterization with FTIR showed that MSH has been successfully synthesized. It was indicated by the appearance of characteristic functional groups i.e methylene (-CH2-), silanol (Si-OH) and siloxane (Si-O-Si). The XRD data showed amorphous structure of HMS. The result of thermodynamic adsorption Langmuir showed the order of capacity adsorption for silica gel was Cu(II) > Cr(III) > Pb(II) > Ni(II) > Ag(I), and for MSH Ag(I) > Cu(II) > Ni(II) > Pb(II) > Cr(III). The value adsorption energy of silica gel for all ion metals indicated that interaction between adsorbent and metal ion was dominated by chemisorption. The adsorption energy of MSH indicated that interaction of adsorbent and metal ion was dominated by chemisorption for Ag(I), Pb(II) and Cu(II) and physisorption for Cr(III) and Ni(II). Study on adsorption-desorption on column system showed that the metal adsorbed with the highest amount on silica gel was Cr(III) for both individually and simultaneously adsorption. However, on MSH, the metal adsorbed with the highest amount was Cr(III) for individual adsorption and Ni(II) for simultaneous adsorption. Elution with three kind of eluent, showed that mechanism adsorption involved hydrogen bond formation.

Kata Kunci : Adsorpsi Multilogam,HMS,Abu Sekam Padi, Adsorption, multimetal, mercapto-silica hybrid (MSH), rice hull ash (RHA)