PEMANFAATAN SILIKA GEL BERBASIS ABU TERBANG (FLY ASH) BATUBARA PLTU PAITON-PROBOLINGGO SEBAGAI ADSORBEN ZAT WARNA METILEN BIRU
Abstract
Silika gel telah dikenal sebagai adsorben dalam dunia kimia, karena struktur
polimer amorf (tidak teratur), gabungan dari agregat-agregat Si-OH yang membentuk
polimer terarah Si-O-Si menjadikan senyawa adsorben ini memiliki kestabilan yang
cukup baik. Upaya untuk mendapatkan adsorben yang relatif murah dapat dilakukan
dengan cara pemanfaatan limbah abu terbang (fly ash) dari batubara, di mana silika
(SiO2) yang terkandung dalam fly ash sebesar 30,25%-36,83%. Pembuatan silika gel
dari abu terbang batubara menggunakan metode sol-gel, karena memiliki beberapa
keunggulan dan salah satunya adalah menghasilkan produk dengan kemurnian dan
homogenitas yang tinggi.
Sampel fly ash (abu terbang) batubara dari PLTU Paiton-Probolinggo
dipreparasi terlebih dahulu dengan air panas dan dilakukan proses leaching
menggunakan H2SO4. Tahap selanjutnya, dilakukan ekstraksi silika dari fly ash
menggunakan NaOH dan HCl, kemudian diaging, disaring, dinetralkan, dioven,
digerus, diayak dan dikalsinasi. Silika gel yang diperoleh dikarakterisasi dengan
FTIR menunjukkan adanya gugus silanol (Si-OH) dan siloksan (Si-O-Si) berturutturut
pada bilangan gelombang 3435,34 cm-1 dan 462,93 cm-1, karakterisasi dengan
XRD menunjukkan strukturnya berupa amorf dengan peak yang melebar pada sudut
2θ=5º-15º dan sudut 2θ=20º-30º, serta karakterisasi dengan adsorpsi-desorpsi gas
nitrogen menunjukkan luas permukaannya 20,870 m2/g, jari-jari porinya 15,282 Ǻ,
dan volume pori-porinya 0,077 cc/g. Produk silika gel dan material awal yaitu fly ash
dilakukan uji adsorpsi terhadap metilen biru dengan variasi konsentrasi (25 ppm, 50
ppm, 100 ppm, 150 ppm, 200 ppm, 250 ppm, 350 ppm dan 500 ppm) serta variasi
waktu kontak adsorpsi (5 menit, 10 menit, 15 menit, 30 menit, 45 menit, 60 menit dan
90 menit).
Silika gel yang dihasilkan memiliki kemampuan adsorpsi mengikuti model
Langmuir dengan nilai kapasitas adsorpsi sebesar 22,472 mg/g, kemampuan adsorpsi
silika gel 27,64% lebih baik dibandingkan fly ash yang kapasitas adsorpsinya 17,606
mg/g. Kinetika adsorpsi silika gel mengikuti kinetika pseudo orde 2 dengan nilai
kecepatan adsorpsinya 0,00486 g/mg.min, kecepatan adsorpsi silika gel 0,464 kali
lebih cepat dibandingkan fly ash yang kecepatan adsorpsinya 0,00332 g/mg.min.