Pembuatan zeolit dari abu dasar batubara dan aplikasinya sebagai adsorben Cu(II)

MURNIATI, Dr.rer.nat. Nurul Hidayat Aprilita, M.Si

2009 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Telah dilakukan penelitian tentang pembuatan zeolit dari abu dasar batubara PLTU Paiton dan aplikasinya sebagai adsorben. Kajian yang dilakukan meliputi sintesis dan karakterisasi zeolit hasil sintesis dan kajian adsorpsinya terhadap Cu(II). Sintesis zeolit dilakukan melalui peleburan abu dasar batubara dengan padatan NaOH pada 550 oC selama 1 jam dilanjutkan reaksi hidrotermal dalam larutan basa pada 100 oC dengan penambahan natrium silikat. Abu dasar dan zeolit hasil sintesis dikarakterisasi menggunakan difraksi sinar-X (XRD) dan spektofotometer inframerah (IR). Kajian adsorpsi meliputi pengaruh massa adsorben, pH, kinetika dan adsorpsi isotermal. Jumlah Cu(II) yang teradsorpsi dianalisis menggunakan spektrofotometer serapan atom (AAS). Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa zeolit yang diperoleh didominasi oleh zeolit Na-P dengan gugus-gugus fungsi pembangun kerangkanya adalah O-Si-O/O-Al-O. Kondisi optimum adsorpsi 10 mL Cu(II) 10 ppm tercapai pada pH 5 dengan berat adsorben 25 mg. Konstanta laju adsorpsi Cu(II) oleh abu dasar dan zeolit hasil sintesis adalah 0,4 x 10-4 menit-1 dan 6,0 x 10-4 menit-1 dengan konstanta kesetimbangan Cu(II) berturut-turut 7,0 x 103 L.mol-1 dan 6,1 x 103 L.mol-1. Adsorpsi isotermal menunjukkan bahwa kapasitas adsorpsi Cu(II) untuk zeolit hasil sintesis (10,0 x 10-5 mol/g) lebih besar daripada abu dasar (6,9 x 10-6 mol/g), demikian juga tetapan kesetimbangan adsorpsi Cu(II) untuk zeolit hasil sintesis (3,4 x 104 L.mol-1) lebih besar dari abu dasar (0,5 x 104 L.mol-1). Proses adsorpsi Cu(II) oleh zeolit hasil sintesis dan abu dasar berlangsung secara adsorpsi kimia dengan energi adsorpsi berturut-turut adalah 26,04 kJ/mol dan 21,14 kJ/mol.

The research about zeolite synthesis from coal bottom ash and its application as adsorbent have been carried out. Synthesis of zeolite was done through fusion of coal bottom ash with NaOH at 550 oC for 1 hour followed by hydrothermal reaction in alkaline solution at 100 oC with the addition of sodium silicate. The coal bottom ash and obtained zeolite were then characterized using X-ray diffractometer (XRD) and infrared (IR) spectrophotometer. Adsorption study included the influence of mass adsorbent, pH, kinetics, and adsorption isothermal. The research results showed that the characterization of zeolite was dominated by the Na-P zeolite with functional group of their framework is O-Si-O/O-Al-O. The optimum adsorption conditions of 10 mL Cu(II) 10 ppm were reached at pH 5 and 25 mg mass of adsorben. The adsorption rate constant of Cu(II) on the coal bottom ash and zeolite were 0.4 x 10-4 min-1 and 6.0 x 10-4 min-1, whereas the adsorption equilibrium constant of Cu(II) were 7.0 x 103 L.mol-1 dan 6.1 x 103 L.mol-1, respectively. Adsorption isotherm indicates that the adsorption capacity of Cu(II) on the zeolite (10.0 x 10-6 mol/g) was higher than that on the coal bottom ash (6.9 x 10-6 mol/g). Similarly, the adsorption equilibrium constants of Cu(II) for the zeolite (3.4 x 104 L.mol-1) was also higher than that for the coal bottom ash (0.5 x 104 L.mol-1). The adsorption process of Cu(II) on the coal bottom ash and zeolite were chemisorption with the adsorption energy of 26.04 kJ/mol and 21.14 kJ/mol, respectively.

Kata Kunci : Abu dasar batubara,Zeolit,Adsorben,Cu(II), coal bottom ash, zeolite, adsorbent, Cu(II)