SKRIPSI Jurusan Kimia - Fakultas MIPA UM, 2017

Ukuran Huruf:  Kecil  Sedang  Besar

Kapasitas Adsorpsi Silika Aerogel berbasis Abu Bagasse terhadap Zat Warna Metilen Biru

Lukluil Maknun

Abstrak


ABSTRAK

 

Maknun, Lukluil. 2017. Kapasitas Adsorpsi Silika Aerogel berbasis Abu Bagasse terhadap Zat Warna Metilen Biru. Skripsi, Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Malang. Pembimbing: (I) Dr. Nazriati, M.Si., (II) Dr. Fauziatul Fajaroh, M.S.

 

Kata-kata kunci: Metilen biru, Adsorpsi, Silika aerogel, Abu bagasse

Zat warna merupakan komponen penting yang digunakan pihak industri untuk mewarnai produk yang dihasilkan. Salah satu zat warna yang banyak digunakan di bidang industri adalah metilen biru. Metilen biru yang digunakan secara terus menerus mengakibatkan jumlah metilen biru di lingkungan menjadi semakin meningkat sehingga dihasilkan limbah. Oleh karena itu, pengurangan konsentrasi metilen biru di perairan yang tercemar menjadi salah satu hal penting dalam penanganan masalah lingkungan. Berdasarkan uraian tersebut, maka dilakukan sintesis silika aerogel berbahan dasar abu bagasse sebagai adsorben zat warna metilen biru dan menguji kapasitas adsorpsinya.

Sintesis silika aerogel dari bahan dasar abu bagasse dimulai dengan ekstraksi silika yang dilanjutkan dengan metode sol-gel. Metode sol-gel dikenal sebagai salah satu metode yang cukup sederhana dan mudah. Proses sol-gel dapat digambarkan sebagai transisi sistem dari fasa larutan sol menjadi fasa padat gel yang berlangsung pada temperatur rendah. Metode sol gel dalam sintesis silika aerogel dari abu bagasse melalui beberapa tahapan, yaitu pembuatan asam silikat sebagai monomer, kondensasi, pematangan (aging), dan pengeringan. Abu bagasse diekstrak dengan NaOH pada suhu didihnya sambil diaduk selama satu jam, lalu filtrat yang dihasilkan dicampur dengan resin penukar kation pH 2, dan menghasilkan asam silikat. Larutan asam silikat kemudian ditambahkan trimethylchlorosilane (TMCS) dan hexamethyldisilazane (HMDS) sebagai agen pemodifikasi permukaan. Gel yang dihasilkan kemudian diaging pada suhu kamar selama 18 jam dan dikeringkan lebih lanjut pada suhu 80°C selama 24 jam. Silika aerogel selanjutnya digunakan sebagai adsorben metilen biru dengan variasi waktu kontak (15, 30, 45, 60, 75, 90, & 120 menit), konsentrasi adsorbat (6, 7, 8, 9, & 10 mg/L), dan suhu (40, 50, & 60 °C).

Hasil penentuan kapasitas adsorpsi silika aerogel terhadap metilen biru dengan variasi waktu kontak menghasilkan waktu optimum adsorpsi selama 90 menit dengan kapasitas adsorpsi 15,658 mg/g. Sedangkan penentuan kapasitas adsorpsi silika aerogel terhadap metilen biru dengan variasi konsentrasi adsorbat menghasilkan kapasitas adsorpsi yang semakin tinggi seiring dengan semakin tinggi konsentrasi adsorbat yang digunakan, dengan nilai kapasitas adsorpsi maksimum 21,268 mg/g. Mekanisme adsorpsi cenderung mengikuti model isoterm adsorpsi Langmuir dengan R2 sebesar 0,9998 dan kinetika adsorpsi orde dua semu dengan kapasitas perhitungan 15,8983 mg/g. Proses adsorpsi berlangsung secara spontan, acak, dan eksotermik.

 

ABSTRACT

 

Maknun, Lukluil. 2017. Adsorption Capacity of Silica Aerogel based Bagasse Ash to Methylene Blue Dye. Undergraduate Thesis. Department of Chemistry, Faculty Mathematics and Natural Sciences, State University of Malang, Advisors: (I) Dr. Nazriati, M.Si., (II) Dr. Fauziatul Fajaroh, M.S.

 

Key Words: Methylene blue, Adsorption, Silica aerogel, Bagasse Ash

Dye is an important component used by the industry to color the resulting product. One of the most widely used dyestuffs in the industry is methylene blue. The continuous use of methylene blue causes the amount of methylene blue in the environment to become increasingly wasted. Therefore, reducing the concentration of methylene blue in polluted waters becomes one of the important things in handling environmental problems. Based on this description, the synthesis of silica aerogel based bagasse ash as a methylene blue adsorbent and to test its adsorption capacity.

The synthesis of silica aerogel from the bagasse begins with the extraction of silica followed by the sol-gel method. The sol-gel method is known as one of the simple and easy methods. The sol-gel process can be described as a system transition from the solvent phase to the gel solid phase which takes place at low temperatures. The sol gel method in the synthesis of silica aerogel from bagasse ash through several stages, namely the manufacture of silicic acid as monomer, condensation, aging, and drying. The bagasse ash was extracted with NaOH at boiling temperature while stirring for one hour, then the resulting filtrate was mixed with a exchange resin pH 2, and produces silicic acid. The silicic acid solution was added trimethylchlorosilane (TMCS) and hexamethyldisilazane (HMDS) as surface modifying agent. The resulting gel was aging at room temperature for 18 hours and dried further at 80 °C for 24 hours. Silica aerogel was further used as a methylene blue adsorbent with variations of contact time (15, 30, 45, 60, 75, 90, & 120 minute), adsorbate concentration (6, 7, 8, 9, & 10 mg/L), and temperature (40, 50, & 60 °C).

The result of determination of adsorption capacity of silica aerogel to methylene blue with variation of contact time give optimum time of adsorption for 90 minutes with adsorption capacity 15,658 mg/g. While determining the adsorption capacity of silica aerogel to methylene blue with variation of adsorbate concentration resulted in higher adsorption capacity along with the higher concentration of adsorbate used, with a value of maximum adsorption capacity 21,268 mg/g. The adsorption mechanism tends to follow the Langmuir adsorption isotherm model with R2 of 0,9998 and the pseudo second order adsorption kinetics with a calculated capacity of 15,8983 mg/g. The adsorption process takes place spontaneously, randomly, and exothermically.