ADSORBEN MAGNETIK Fe3O4/SiO2 NPCS TERMODIFIKASI GUGUS TIOL DAN KAJIAN ADSORPSINYA TERHADAP ION [AuCl4]-

YUSRAN, Dr. Roto, M.Eng.

2014 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Adsorben magnetik Fe3O4/SiO 2 NPCS termodifikasi gugus tiol (-SH) untuk adsorpsi ion [AuCl 4 ] - telah berhasil disintesis. Partikel Fe 3O4 disintesis dengan metode ko-presipitasi dengan pengadukan mekanik yang kemudian dilapisi dengan SiO 2 melalui hidrolisis Na2SiO3 dalam suasana asam dengan aliran gas N 2 . Pelapisan SiO2 berfungsi menghindari agglomerasi partikel Fe3O4 dengan membentuk Fe3O4/SiO 2 dalam skala nanometer dan melindungi inti (core) Fe 3O4 dari pelarutan dalam larutan asam. Partikel terlapis ini kemudian dimodifikasi dengan gugus tiol (-SH) dengan menggunakan 3-MPTMS melalui reaksi silanisasi. Instrumentasi FT-IR, XRD, TEM dan EDX digunakan untuk mengkarakterisasi adsorben yang diperoleh. Hasil penelitian menunjukkan bahwa SiO2 melapisi setiap partikel Fe3O4 dengan membentuk lapisan (shell) sehingga dihasilkan Fe3O4/SiO 2 core shell dalam ukuran 10-20 nm. Gugus tiol terdeteksi pada pemukaan core shell berdasarkan hasil analisis sinar inframerah dan karakterisasi EDX. Kemampuan adsorpsi maksimum adsorben terhadap ion [AuCl 4 ] - dicapai pada pH 3 dengan mengikuti isotermal Langmuir dengan kapasitas adsorspsi maksimum sebesar 114,81 mg/g dan energi bebas adsorpsi sebesar 24,78 kJ/mol. Larutan pendesorpsi dari 8 mg tiourea dalam 100 mL HCl 1 M mampu mendesorpsi 43 mg/g ion [AuCl 4 ] - yang terserap pada permukaan adsorben pada konsentrasi teradsorpsi sebesar 68,35 mg/g. Interaksi adsorpsi dan desorpsi diasumsikan sebagai interaksi kimia melalui pembentukan ikatan kompleks koordinasi berdasarkan prinsip asam-basa keras lunak Pearson.

Magnetic adsorbent of Fe3O4/SiO 2 NPCS modified with thiol (-SH) group for [AuCl 4 ] - ion adsorption was synthesized. Fe3O4 particles were prepared by co precipitation method under mechanical stirring, then further coated with SiO 2 by acid hydrolyzing of Na 2SiO3 under N 2 bubbling. SiO 2 coating functions to avoid the agglomeration of Fe3O4 particles by forming Fe3O4/SiO 2 in nanoscale and to protect the Fe 3O4 core for being dissolved in acid solution. The coated particle then was modified with thiol group (-SH) using 3-MPTMS through silanization reaction. FT-IR, XRD, TEM and EDS instruments were employed to characterize the resulted adsorbent. The results showed that SiO2 coated the Fe 3O4 core yielding magnetic core shell in 10-20 nm scale. Thiol group signed on the surface of core shell based on Infrared and EDX analysis. The maximum uptake towards [AuCl 4 ] - ion was reached at pH 3 which followed Langmuir isotherm model with maximum adsorption capacity ( ) of 114.81 mg/g and adsorption free energy (∆G⁰) of 24.78 kJ/mol. Desorption agent of 8 mg of thiourea in 100 ml HCl 1M enabled to desorbs 43 mg/g of adsorbed [AuCl 4 ] - ion when the adsorbed concentration was 68.35 mg/g. Both adsorption and desorption were assumed as chemical bonding through complex coordination bonding formation based on Pearson’s hard-soft acid-base principles.

Kata Kunci : adsorben magnetik, core shell, ion [AuCl 4 ] -.