ADSORPSI SELEKTIF Au(III) PADA HIBRIDA AMONIUM KUATERNER-SILIKA DALAM SISTEM Au/Cu

Reni Banowati Istiningrum, Prof. Dr. rer.nat Nuryono, M.S

2013 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Telah dilakukan kajian adsorpsi Au(III) dalam sistem Au/Cu menggunakan material hibrida amonium kuaterner-silika (HAKS) dalam sistem batch. HAKS disintesis dengan mereaksikan hibrida amino-silika (HAS) dengan metil iodida dalam larutan natrium hidrogen karbonat dan asetonitril melalui cara refluks pada temperatur 65oC selama 24 jam. HAS disintesis dengan menggunakan prekursor natrium silikat yang diekstraksi dari abu sekam padi dan 3-(aminopropil)-trimetoksisilan melalui metode sol-gel. Keberadaan gugus fungsi material diidentifikasi dengan spektrofotometer FTIR, kristalinitas dengan XRD, serta luas permukaan, diameter dan volume pori dianalisis dengan metode BET dan BJH. Ion logam yang teradsorpsi ditentukan dengan spektrofotometer AAS dan material yang telah berinteraksi dengan Au(III) dikarakterisasi dengan XRD. Persentase Au(III) teradsorpsi dipelajari sebagai fungsi pH, waktu kontak dan konsentrasi adsorbat. Kinetika adsorpsi ditentukan dengan model kinetika pseudo orde 2, Langmuir-Hinshelwood dan Santosa, sedangkan isoterm adsorpsi dikaji dengan model Langmuir dan Freundlich. Hasil karakterisasi dengan spektrofotometer FTIR dan XRD menunjukkan bahwa HAS dan HAKS berhasil disintesis. Konversi gugus amina menjadi amonium kuaterner meningkatkan diameter pori dari 72,428 menjadi 91,478 Ǻ. Adsorpsi selektif Au(III) dalam sistem Au/Cu oleh HAS dan HAKS berlangsung efektif pada pH 3. Studi kinetika adsorpsi menunjukkan bahwa adsorpsi Au(III) dalam sistem Au/Cu pada HAS dan HAKS mengikuti model pseudo orde 2 dengan konstanta laju adsorpsi adalah 31,89 dan 2,08 g mmo l-1menit -1. Kedua material menunjukkan plot yang linear untuk model isoterm Langmuir dengan kapasitas adsorpsi Au(III) pada HAKS lebih kecil (42,55 mg/g) dibandingkan HAS (62,64 mg/g). HAKS juga tidak menunjukkan koefisien selektivitas Au(III) terhadap Cu(II) yang lebih tinggi daripada HAS.

Adsorption of Au(III) has been studied for an Au/Cu binary system on quaternary ammonium-silica hybrid material (HAKS) in a batch system. HAKS has been synthesized by reacting amino-silica hybrid (HAS) with methyl iodide in media of sodium bicarbonate solution and acetonitrile through reflux at 65oC for 24 hours. HAS was synthesized by using sodium silicate precursor that was extracted from rice husk ash and 3-(aminopropyl) trimethoxysilane through solgel method. The existence of material functional groups were identified by FTIR spectrophotometry, crystallinity by XRD, as well as surface area, diameter and pore volume were analyzed by BET and BJH methods. Adsorbed metal ions were analyzed by AAS spectrophotometer and materials which have interacted with the Au(III) were characterized by XRD. Adsorption of Au(III) was carried out as function of pH, contact time, and adsorbate concentration. Adsorption kinetics was determined by pseudo second order, Langmuir-Hinshelwood and Santosa model, while the adsorption isotherm is analyzed by the Langmuir and Freundlich models. FTIR and XRD characterization showed that the HAS and HAKS successfully synthesized. Conversion of the amino to a quaternary ammonium group increases the pore diameter from 72,428 to 91,478 Ǻ. Selective adsorption of Au(III) in binary Au/Cu system on HAS and HAKS is effective at pH 3. Adsorption kinetics studies showed that the adsorption of Au(III) on HAS and HAKS fits to pseudo second order model with adsorption rate constant of 31,89 and 2,08 mg g-1 min-1. Both materials show a linear plot of Langmuir isotherm models with adsorption capacity on HAKS lower (7,09 mg/g) than on HAS (63,25mg/g). HAKS also showed no higher selectivity coefficient for Au(III) toward Cu(II) than the HAS.

Kata Kunci : adsorpsi, sekam padi, silika, amonium kuaterner, Au(III), Cu(II)