Interaksi simultan antara Mg(II), Ni(II), Zn(II), Cd(II) dan Hibrida Triaminodietilenpropil-Silika

NADUT, Anggelinus, Dr. Nuryono, MS

2007 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Dalam penelitian ini telah dilakukan interaksi secara simultan antara Mg(II), Zn(II), Ni(II), Cd(II) dan hibrida triaminodietilenpropil-silika (HTS). HTS merupakan suatu adsorben yang dibuat melalui proses sol-gel, dengan mengimobilisasikan gugus triaminodietilenpropil dari senyawa organik aktif 3-triaminodietilenpropil trimetoksisilan, (3-TDPTMS) pada silika. Imobilisasi senyawa 3-TDPTMS, N1-[3-CH3O)3Si](C2H4)2(NH2)3 pada silika dilakukan dengan variasi perbandingan volume prekursor yaitu larutan natrium silikat (Na2SiO3) dan tetraetoksi ortosilan (TEOS) dengan 3-TDPTMS. Larutan Na2SiO3 diperoleh dari hasil destruksi abu sekam padi dengan natrium hidroksida (NaOH) pada temperatur 500 oC. HTS yang telah diperoleh dikarakterisasi menggunakan spektrofotometer inframerah (FTIR), difraktometer sinar-X (XRD), dan Surface Area Analyzer (SAA). Proses adsorpsi Mg(II), Ni(II), Zn(II) dan Cd(II) pada HTS dilakukan secara simultan dalam sistem batch selama satu jam pada berbagai variasi konsentrasi ion logam. Ion-ion logam yang tidak teradsorpsi dianalisis dengan metode Atomic Adsorption Spectrophotometry (AAS). Selisih konsentrasi sebelum dan sesudah proses adsorpsi merupakan konsentrasi ion logam yang teradsorpsi. Parameter termodinamika seperti kapasitas dan energi adsorpsi ditentukan dengan menggunakan model isoterm adsorpsi Langmuir. Hasil karakterisasi HTS dengan FTIR menunjukkan adanya gugus-gugus fungsional seperti silanol (Si-OH), siloksan (Si-O-Si), amino (-NH2) dan metilen (-CH2-). Data XRD menunjukkan HTS mempunyai struktur amorf. Hasil SAA menunjukkan hibridisasi meningkatkan luas permukaan spesifik dan volume pori total HTS, tetapi menurun dengan meningkatnya konsentrasi 3-TDPTMS. Hasil kajian adsorpsi simultan Mg(II), Ni(II), Zn(II) dan Cd(II) pada HTS secara umum menunjukkan hibridisasi dapat meningkatkan kapasitas adsorpsi sebanding dengan meningkatnya konsentrasi 3-TDPTMS. Energi adsorpsi pada umumnya relatif rendah, mengindikasikan bahwa proses adsorpsi sebagian besar merupakan fisisorpsi, kecuali untuk Mg(II) yang teradsorpsi pada HTS dari natrium silikat melibatkan adsorpsi secara kimia (kemisorpsi).

In this research, simultaneous interaction between Mg(II), Ni(II), Zn(II), Cd(II) and triaminodiethyleneprophyl-silica hybrid (TSH) in an adsorption process has been studied. TSH was prepared by immobilizing N1-[3-(trimethoxysilyl)-propyl] diethylenetriamine (3-TMSPDT) on silica through sol-gel process. Two sources of silica, that are tetraethoxysilane (TEOS) and sodium silicate (Na2SiO3) prepared by destruction of rice hull ash (RHA) with NaOH at 500 oC, were used. The TSH was characterized by infrared spectrophotometer (FTIR), X-ray diffraction (XRD), and Surface Area Analyzer (SAA). The adsorption process of Mg(II), Ni(II), Zn(II) and Cd(II) on TSH was conducted simultaneously in a batch system for one hour with various concentrations of metal ions. The metal ions which were not adsorbed were analyzed by AAS. The thermodynamics parameters such as adsorption capacity and energy were determined by Langmuir adsorption isotherm. The result of the characterization with FTIR showed that TSH has been successfully synthesized. It was indicated by the appearance of characteristic absorbance of functional groups, such as silanol (Si-OH), siloxane (Si-O-Si), amine (-NH2) and methylene (-CH2-). The XRD data showed that the structure of TSH was amorphous. The SAA data showed that hybridization decreased the specific surface area and total pore volume. Study on simultaneous adsorption of Mg(II), Ni(II), Zn(II) and Cd(II) on TSH adsorbent showed that hybridization improved the adsorption capacity. The adsorption capacity of Mg(II), Ni(II), Zn(II), and Cd(II) tends to improve when the concentration of 3-TMSPDT increases. The adsorption energies were relatively low, indicating the domination of physisorption, except adsorption of Mg(II) on HTS prepared from sodium silicate dominated by chemisorption.

Kata Kunci : abu sekam padi, sol-gel, silika, adsorpsi, triaminodietilenpropil, rice hull ash, silica, adsorption, propyldiethylenetriamine