Sintesis dan Karakterisasi Kitosan-Silika dari Abu Ampas Tebu sebagai Adsorben Logam Berat Cu(II)
Abstract
Tingginya beban pencemaran logam berat Cu(II) di badan air dapat diatasi dengan proses adsorpsi menggunakan adsorben. Abu ampas tebu dapat menjadi alternatif bahan baku pembuatan adsorben karena memiliki kandungan silika yang melimpah. Kelemahan dari silika adalah memiliki sifat keasaman yang rendah serta memiliki oksigen sebagai atom donor yang bersifat lemah. Hal ini menyebabkan kemampuan adsorpsi silika menjadi kurang baik. Dalam rangka memperbaiki sifat tersebut maka, dilakukan modifikasi dengan menggunakan kitosan. Pada penelitian ini bertujuan untuk mensintesis serta mengkarakterisasi adsorben dari silika yang dimodifikasi dengan kitosan. Penelitian dilakukan untuk menganalisis dosis penambahan kitosan optimum dalam penurunan kandungan Cu(II) pada proses adsorpsi. Metode adsorpsi yang digunakan pada penelitian ini adalah sistem batch, yaitu dengan memasukkan setiap adsorben pada larutan Cu(II) 50 ppm selama 50 menit. Dosis penambahan kitosan yang ditambahkan sebanyak 0,5 gram; 1 gram; 1,5 gram; dan 2 gram. Hasil XRD menunjukkan adsorben yang disintesis bersifat amorf. Analisis FT-IR menunjukkan munculnya gugus fungsi –OH, Si-O-Si, Si-OH, Si-O-C, -NH, dan NH2. Uji BET menunjukkan bahwa adsorben memiliki luas area spesifik sebesar 2,33 m2/g. Morfologi dari silika berubah ketika dimodifikasi dengan kitosan dari yang sebelumnya adalah heterogen menjadi partikel-partikel besar yang teraglomerasi. Pada analisis EDX dapat diidentifikasi adanya unsur C, N, O, dan Si. Hasil penelitian menyatakan bahwa penambahan massa kitosan yang optimum adalah 2 gram dengan efisiensi removal logam berat Cu(II) sebesar 99,85%.
ABSTRACT
The high concentration of Cu(II) in the water cause several diseases to the human being. It can be dealt with by the adsorption process using adsorbents. Bagasse ash can be an alternative raw material for making adsorbent due to its abundant silica content. The weakness of silica has low acidity and oxygen as a weak atomic donor. It causes a bad adsorption ability on the adsorbent. In order to improve those characteristics, modifications are needed, for example, by using chitosan. This research aims to synthesize and characterize the adsorbent from silica-chitosan. The research was conducted to analyze the optimum dosage of chitosan and reduce Cu(II) content in the adsorption process. The adsorption method used is a batch system by entering each adsorbent in a 50 ppm of Cu(II) solution for 50 minutes. The dosage of chitosan addition are 0,5 gram; 1 gram; 1,5 gram;and 2 gram. XRD results show that the synthesized adsorbent is amorphous. The presence of -OH, Si-O-Si, Si-OH, Si-O-C, -NH, and –NH2 groups are shown in FT-IR analysis. BET analysis shows that the adsorbent has an area of 2,33 m2/g. The morphology of silica changes when modified with chitosan from a heterogeneous form into agglomerated large particles. EDX analysis can identify the elements of C, N, O, and Si. The results of the research stated that the addition of the chitosan mass optimum is 2 grams with the ability to remove heavy metals Cu(II) of 99,85%
Keywords
Full Text:
PDFReferences
J. N. Naat, T. Lapailaka, A. Sabarudin, and R. T. Tjahjanto, “Synthesis and characterization of chitosan-silica hybrid adsorbent from the extraction of timor-east nusa tenggara island silica and its application to adsorption of copper(II) ion,” Rasayan J. Chem., vol. 11, no. 4, pp. 1467–1476, 2018, doi: 10.31788/RJC.2018.1144055.
S. Sulastri and S. Kristianingrum, “Berbagai Macam Senyawa Silika :,” 2010, pp. 211–216.
E. Susilowati, F. W. Mahatmanti, and S. Haryani, “Indonesian Journal of Chemical Science Sintesis Kitosan-Silika Bead sebagai Pengadsorpsi Ion Logam Pb ( II ) pada Limbah Cair Batik,” vol. 7, no. 2, 2018.
T. M. Budnyak, I. V. Pylypchuk, V. A. Tertykh, E. S. Yanovska, and D. Kolodynska, “Synthesis and adsorption properties of chitosan-silica nanocomposite prepared by sol-gel method,” Nanoscale Res. Lett., vol. 10, no. 1, pp. 1–10, 2015, doi: 10.1186/s11671-014-0722-1.
S. Affandi, H. Setyawan, S. Winardi, A. Purwanto, and R. Balgis, “A facile method for production of high-purity silica xerogels from bagasse ash,” Adv. Powder Technol., vol. 20, no. 5, pp. 468–472, 2009, doi: 10.1016/j.apt.2009.03.008.
R. Riskadita, “Pengaruh pH, Lama Kontak, dan Konsentrasi pada Adsorpsi Ion Logam Cd2+ Menggunakan Kitosan-Silika,” 2017.
S. M. Rafigh and A. Heydarinasab, “Mesoporous Chitosan-SiO2 Nanoparticles: Synthesis, Characterization, and CO2 Adsorption Capacity,” ACS Sustain. Chem. Eng., vol. 5, no. 11, pp. 10379–10386, 2017, doi: 10.1021/acssuschemeng.7b02388.
S. S. Deviani, F. W. Mahatmanti, and N. Widiarti, “Indonesian Journal of Chemical Science Sintesis dan Karakterisasi Zeolit dari Abu Sekam Padi Menggunakan Metode Hidrotermal,” Indones. J. Chem. Sci., vol. 7, no. 1, 2018.
P. Jagadesh, A. Ramachandramurthy, R. Murugesan, and K. Sarayu, “Micro-analytical studies on sugar cane bagasse ash,” Sadhana - Acad. Proc. Eng. Sci., vol. 40, no. 5, pp. 1629–1638, 2015, doi: 10.1007/s12046-015-0390-6.
Z. Azizati, “Pembuatan dan Karakterisasi Kitosan Kulit Udang Gajah” Walisongo J. Chem., vol. 2, no. 1, p. 10, 2019, doi: 10.21580/wjc.v2i1.4043.
M. Rajiv Gandhi and S. Meenakshi, “Preparation and characterization of silica gel/chitosan composite for the removal of Cu(II) and Pb(II),” Int. J. Biol. Macromol., vol. 50, no. 3, pp. 650–657, 2012, doi: 10.1016/j.ijbiomac.2012.01.012.
J. N. Hanun, A. Setiawan, and A. E. Afiuddin, “Karakteristisasi Limbah Bagasse Ash Pabrik Gula sebagai Alternatif Bahan Dasar Zeolit Sintesis,” 2018, no. 2623, pp. 23–28.
G. Viruthagiri, S. Sathiya Priya, N. Shanmugam, A. Balaji, K. Balamurugan, and E. Gopinathan, “Spectroscopic investigation on the production of clay bricks with SCBA waste,” Spectrochim. Acta - Part A Mol. Biomol. Spectrosc., vol. 149, pp. 468–475, 2015, doi: 10.1016/j.saa.2015.05.006.
I. Fajriati, Mudasir, and E. T. Wahyuni, “Adsorption and photodegradation of cationic and anionic dyes by TiO 2 -chitosan nanocomposite,” Indones. J. Chem., vol. 19, no. 2, pp. 441–453, 2019, doi: 10.22146/ijc.38278.
Y. Setiawan and F. W. Mahatmanti, “Preparasi dan Karakterisasi Nanozeolit dari Zeolit Alam Gunungkidul dengan Metode Top-Down,” Indones. J. Chem. Sci., vol. 7, no. 1, pp. 43–49, 2018.
Refbacks
- There are currently no refbacks.
