SINTESIS MAGNETIT-Mg/Al HIDROTALSIT DAN APLIKASINYA UNTUK ADSORPSI ZAT WARNA NAVY BLUE DAN YELLOW F3G

Lutfia Isna Ardhayanti, Prof. Drs. Sri Juari Santosa, M. Eng, Ph. D.

2014 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Telah dilakukan sintesis Magnetit-Mg/Al Hidrotalsit (M-Mg/Al HT) dan aplikasinya untuk adsorpsi zat warna Navy Blue (NB) dan Yellow F3G (YF3G). Penelitian diawali dengan sintesis magnetit secara ko-presipitasi dari campuran FeCl3.6H2O dan FeSO4.7H2O dengan perbandingan mol Fe(III) dan Fe(II) 2:1 dan sintesis Mg/Al HT secara ko-presipitasi dari campuran Mg(NO3)2.6H2O dan Al(NO3)3.9H2O dengan perbandingan mol Mg(II) dan Al(III) 2:1. Sintesis M-Mg/Al HT juga dilakukan secara ko-presipitasi namun ke dalam larutan campuran Mg(II) dan Al(III) ditambahkan magnetit hasil sintesis. Ketiga sintesis dilakukan pada pH 10. M-Mg/Al HT hasil sintesis digunakan untuk mengadsorpsi zat warna tunggal (NB dan YF3G) sehingga diperoleh kondisi optimum adsorpsi yang meliputi keasaman, waktu kontak dan konsentrasi. Kondisi optimum adsorpsi selanjutnya digunakan dalam proses adsorpsi zat warna campuran NB dan YF3G. Dipelajari pula proses adsorpsi menggunakan Mg/Al HT sebagai adsorben pembanding serta M-Mg/Al HT dan Mg/Al HT setelah interaksi dengan zat warna dan dilanjutkan kalsinasi, untuk mengetahui kemungkinan penggunaan kembali adsorben dalam mengadsorpsi zat warna. Hasil penelitian menunjukkan keberhasilan metode ko-presipitasi untuk menyintesis M-Mg/Al HT dibuktikan dengan terdapatnya puncak karakteristik magnetit dan Mg/Al HT dalam difraktogram difraksi sinar-X. Kondisi optimum adsorpsi kedua zat warna (NB dan YF3G) menggunakan M-Mg/Al HT adalah pada pH 4 dengan waktu interaksi 60 menit. Kinetika adsorpsi kedua zat warna (NB dan YF3G) pada M-Mg/Al HT mengikuti kinetika pseudo orde dua Ho dengan konstanta laju masing-masing sebesar 9710 dan 18367 g/(mol.menit). Model isoterm adsorpsi kedua zat warna (NB dan YF3G) mengikuti model isoterm Langmuir dengan kapasitas adsorpsi masing-masing sebesar 0,546 x 10-3 dan 0,392 x 10-3 mol/g. MMg/ Al HT memiliki kapasitas adsorpsi lebih besar dibanding Mg/Al HT ditunjukkan oleh kapasitas adsorpsi zat warna campuran masing-masing sebesar 63,75 dan 15,67 mg/g. Adsorben yang telah digunakan dan kemudian dikalsinasi menunjukkan peningkatan kapasitas adsorpsi menjadi 81,67 mg/g untuk M-Mg/Al HT dan 81,58 mg/g untuk Mg/Al HT.

Synthesis of Magnetite-Mg/Al Hydrotalcite (M-Mg/Al HT) and its application for Navy Blue (NB) and Yellow F3G (YF3G) dyes adsorption has been studied. Magnetite was synthesized by co-precipitation from a mixed solution containing FeCl3.6H2O and FeSO4.7H2O with molar ratio of Fe(III) and Fe(II) 2:1. Mg/Al HT was produced through co-precipitation from a mixed solution containing Mg(NO3)2.6H2O and Al(NO3)3.9H2O with molar ratio of Mg(II) and Al(III) 2:1. The same as Mg/Al HT, M-Mg/Al HT was also synthesized through co-precipitation, but magnetite was first dispersed in the mixed solution of Mg(II) and Al(III). M-Mg/Al HT was used as adsorbent in adsorption of NB and YF3G dyes to determine the optimum conditions which included medium acidity, interaction time and concentrations of NB and YF3G. The obtained optimum condition was then used as condition for adsorption of the mixture of NB and YF3G dyes by M-Mg/Al HT. In addition to M-Mg/Al HT, Mg/Al HT was used also as adsorbent for comparison. After being used as adsorbent, M-Mg/Al HT and Mg/Al HT were calcined and then utilized again to adsorp dyes in order to evaluate their effectiveness to be reused. The results showed M-Mg/Al HT was successfully synthesized using coprecipitation method as confirmed by its XRD diffractogram showing the presence of characteristic peaks for magnetite and Mg/Al HT. The optimum condition of adsorption for the two dyes by M-Mg/Al HT was at pH 4 with interaction time 60 minutes. The adsorption kinetics followed the pseudo-second-order kinetic model with rate constant of 9710 g/(mol.min) for NB and 18367 g/(mol.min) for YF3G. Adsorption data followed the Langmuir isotherm model with adsorption capacity was 0.546 x 10-3 mol/g for NB and 0.392 x 10-3 mol/g for YF3G. M-Mg/Al HT had a much higher adsorption capacity for the mixture of NB and YF3G, i.e. 63.75 mg/g, compared to Mg/Al HT, i.e. 15.67 mg/g. After being used and calcined, the adsorbents showed higher adsorption capacities, i.e. 81.67 mg/g for M-Mg/Al HT and 81.58 mg/g for Mg/Al HT.

Kata Kunci : M-Mg/Al HT; Adsorpsi; Zat warna NB dan YF3G