SINTESIS Zn(II)/SILIKA DENGAN METODE SOL-GEL SEBAGAI BAHAN ANTIBAKTERI Esherichia coli DAN Staphylococcus aureus

DIAN ANGGRAINI, Prof. Dr. rer. nat. Karna Wijaya, M.Eng.

2013 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Telah dilakukan sintesis Zn(II)/silika dengan metode sol-gel sebagai material antibakteri terhadap Esherichia coli (E.coli) dan Staphylococcus aureus (S.aureus). Proses sol-gel Zn(II)/silika dilakukan dengan mereaksikan tetraethoxysilane (TEOS), H2O, HCl, etilen glikol dan ZnCl2. Konsentrasi ZnCl2 divariasi 0,25; 0,5; 0,75; 1; dan 1,25 M. Perlakuan pemanasan pada proses sol-gel Zn(II)/silika dilakukan dengan kombinasi microwave dan oven, sedangkan proses aging gel Zn(II)/silika dilakukan selama 24 jam dan atau tanpa melalui proses aging. Zn(II)/silika dikarakterisasi dengan metode Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), difraksi sinar-X (XRD), dan Transmission Electron Microscopy (TEM). Konsentrasi ion Zn(II) yang lepas dari Zn(II)/silika ditentukan dengan Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS). Kandungan Zn pada Zn(II)/silika ditentukan dengan X-Ray Fluoresence (XRF). Porositas Zn(II)/silika ditentukan melalui adsorpsi monolayer gas N2. Uji antibakteri dilakukan dengan menghitung jumlah bakteri yang masih hidup setelah kontak dengan Zn(II)/silika melalui metode plate count dan dibandingkan terhadap silika. Hasil analisis XRD menunjukkan bahwa Zn(II)/silika tersusun atas fasa amorf SiO2 dan γ-ZnCl2. Hasil uji porositas menunjukkan bahwa Zn(II)/silika memiliki luas permukaan sebesar 517,698 m2/g. Hasil analisis XRF menunjukkan bahwa konsentrasi ZnCl2 0,25 M memberikan kandungan Zn yang optimum dalam Zn(II)/silika sebesar 35,60%. Zn(II)/silika yang disintesis dengan pemanasan pada oven 150oC selama 3 jam setelah dikeringkan dengan microwave dan melalui proses aging menghasilkan Zn(II)/silika optimum karena menunjukkan konsentrasi ion Zn(II) yang paling sedikit lepas dari Zn(II)/silika setelah dianalisis dengan AAS yaitu sebesar 5,51%. Zn(II)/silika dengan konsentrasi 163 ppm mampu membunuh E.coli dari konsentrasi 1,5x106CFU/mL menjadi 0 CFU/mL dengan waktu kontak selama 2,5 jam dan mengurangi konsentrasi S.aureus sebesar 1,2 x 106CFU/mL dengan waktu kontak 24 jam. Silika dengan konsentrasi yang sama tidak menunjukkan efek antibakteri terhadap E.coli maupun S.aureus.

Synthesis of Zn(II)/silica by sol-gel method as antibacterial material against Escherichia coli (E.coli) and Staphylococcus aureus (S.aureus) has been done. Sol-gel process was carried out by reacting tetraethoxysilane, H2O, HCl, ethylene glycol and ZnCl2. The ZnCl2 concentrations varied 0.25, 0.5; 0.75, 1, and 1.25 M. Heat treatment were done by combination of microwave and oven, while the process of aging gel Zn(II)/silica carried out for 24 h and or without going through the process of aging. The Zn(II)/silica was then characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction method (XRD), and Transmission Electron Microscopy (TEM). The Zn(II) ions concentration that released from Zn(II)/silica was determined by AAS. Zn content in Zn(II)/silica was determined by X-Ray Fluoresence (XRF). Porosity of materials were determine by monolayer adsorption of N2 gas. Antibacterial test was done by calculate the number of bacteria surviving after contact with Zn(II)/silica by plate count method and compared to silica. The XRD results showed that Zn(II)/silica phase composed of amorphous SiO2 and γ-ZnCl2. The test porosity results showed that Zn(II)/silica has a surface area of 517.698 m2/g. The XRF analysis results showed that ZnCl2 0.25 M produced the optimum Zn content 35,60% in Zn(II)/silica. Zn(II)/silica synthesized by heating in the oven at 150oC for 3 h after dried by microwave and aged resulted in the optimum Zn(II)/silica due to the least release of Zn(II) ions from Zn(II)/silica when analyzed by AAS (5.51%). Zn(II)/silica with concentration of 163 ppm could kill E.coli from concentration of 1.5 x106 CFU/mL to 0 CFU/mL in 2,5 h contact time, and reduces S.aureus concentration 1,2 x 106CFU/mL with a contact time of 24 h. While the silica with the same concentration to that of the Zn(II)/silica showed no antibacterial effect against E.coli and S.aureus.

Kata Kunci : Zn(II)/silika, metode sol-gel, perlakuan pemanasan, aging, material antibakteri