Pemanfaatan Abu Sekam Padi sebagai Sumber Silika untuk Pembuatan Adsorben Ion Logam Cd(II) melalui Teknik Imprinted Ionic

Abstract

Banyaknya pencemaran ion logam dalam perairan menjadi perhatian yang serius para peneliti, terutama untuk mengurangi keberadaan ion logam Cd yang terkandung dalam perairan dengan menggunakan adsorben. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk membuat adsorben berbasis silika dengan kapasitas dan selektifitas tinggi terhadap ion Cd(II). Dalam penelitian ini, sintesis material imprinted ionic Cd(II) (SiO2-TMPDT-Cd-Imp) telah berhasil dilakukan menggunakan prekursor natrium silikat dari abu sekam padi. Proses sintesis diawali dengan pembuatan natrium silikat. Selanjutnya, trimetoksisililpropildietilentriamin (TMPDT), ion logam Cd(II) dan HCl ditambahkan hingga terbentuk gel. Gel dielusi dengan etilenadiaminatetraasetat (EDTA) untuk membentuk cetakan (template). Hasil karakterisasi dengan FTIR menunjukkan TMPDT terikat pada silika ditandai dengan munculnya vibrasi ulur dari C-H alkana pada 2908 cm-1 dan vibrasi tekuk gugus N-H pada 1471 cm-1.  Karakterisasi dengan Surface Area Analyzers (SAA) menunjukkan bahwa material tersebut memiliki luas permukaan sebesar 12,674 m2/g, volume pori total sebesar 0,017 cc/g, dan jari-jari pori rerata sebesar 18,783 Å. Karakterisasi dengan SEM-EDX memperlihatkan adanya unsur C dan N pada SiO2-TMPDT-Cd-Imp. Kondisi optimum adsorpsi ion logam Cd(II) oleh SiO2-TMPDT-Cd-Imp terjadi  pada pH 6,  waktu kontak 10 menit dan konsentrasi awal sebesar 10 ppm. Model kinetika adsorpsi ion logam Cd(II) pada SiO2-TMPDT-Cd-Imp mengikuti pseudo orde 2. Proses adsorpsi SiO2-TMPDT-Cd-Imp cenderung mengikuti isoterm Freundlich dengan nilai  faktor heterogenitas (n) sebesar 1,617 dan konstanta Freundlich (KF) sebesar 2,768. Kapasitas adsorpsi maksimum untuk Langmuir (qm) sebesar 19,16 mg/g. Urutan selektifitas (K) ion logam Cd(II) terhadap ion logam lain pada SiO2-TMPDT-Cd-Imp adalah Cd-Pb<Cd-Ni<Cd-Co.

Utilization of Rice Husk Ash as a Silica Source for the Preparation of Cd (II) Metal Ion Adsorbents through Imprinted Ionic Technique. The amount of metal ion contamination in the waters is a serious concern for researchers, especially in reducing the presence of Cd metal ions contained in waters by using adsorbents. Therefore, this study aims to make a silica-based adsorbent with high capacity and selectivity to Cd (II) ions. In this research, the synthesis of imprinted ionic Cd (II) (SiO2-TMPDT-Cd-Imp) was successfully carried out using sodium silicate precursor from rice husk ash. The synthesis process begins with the production of sodium silicate. Furthermore, trimethoxysylpropildethylentriamine (TMPDT), metal ion Cd(II) and HCl were added to form a gel. The gel was eluted with ethylenediaminatetraacetate (EDTA) to form a template. The FTIR analysis showed that the binding of TMPDT to silica was indicated by the appearance of stretching vibrations C-H alkanes at 2908 cm-1and bending vibrations of N-H groups at 1471 cm-1. The Surface Area Analyzers (SAA) data showed that the material had a surface area of 12.674 m2/g, total pore volume of 0.017 cc/g, and average pore radius of 18.783 Å. Further characterization using SEM-EDX showed the presence of elements of C and N in SiO2-TMPDT-Cd-Imp. The optimum conditions for adsorption of Cd(II) metal ions by SiO2-TMPDT-Cd-Imp occurred at pH 6, the contact time of 10 minutes, and the initial concentration of 10 ppm. The adsorption kinetics model of Cd(II) metal ion on SiO2-TMPDT-Cd-Imp follows a pseudo second order. The adsorption process of SiO2-TMPDT-Cd-Imp follows the Freundlich isotherm with a heterogeneity factor value (n) of 1.617 and a Freundlich constant (KF) of 2.768. The maximum adsorption capacity for Langmuir (qm) is 19.16 mg/g. The selectivity (K) metal ion Cd(II) to other metal ions in SiO2-TMPDT-Cd-Imp is Cd-Pb<Cd-Ni<Cd-Co.