Kompetisi Adsorpsi Metilen Biru dan Pb2+ oleh Silika Gel dari Abu Terbang Batubara PLTU Paiton-Probolinggo

Abstract

Silika gel banyak dimanfaatkan sebagai adsorben karena memiliki struktur polimer berbentuk amorf serta memiliki sisi aktif berupa gugus silanol (Si-OH) dan siloksan (Si-O-Si). Salah satu upaya untuk mendapatkan adsorben yang relatif murah yaitu dengan memanfaatkan limbah abu terbang dari sisa pembakaran batubara, dimana kandungan silika dalam abu terbang batubara sebesar 30,25- 36,83%. Silika gel disintesis dari abu terbang batubara PLTU Paiton-Probolinggo menggunakan metode sol-gel. Abu terbang batubara dilakukan proses leaching terlebih dahulu menggunakan larutan H2SO4 dan di refluks menggunakan larutan NaOH 3 M sehingga menghasilkan natrium silikat (Na2SiO3). Natrium silikat ditambahkan dengan HCl 1 M sehingga menyebabkan terjadinya pertukaran ion menghasilkan suspensi berwarna putih yang melayang dalam larutan (sol silika). Larutan diaging sehingga sol yang terbentuk terkondensasi menjadi gel dengan struktur yang lebih rapat. Silika gel selanjutnya dikalsinasi untuk menghilangkan kandungan air dan meningkatkan kristalinitasnya. Silika gel yang diperoleh dikarakterisasi dengan Fourier Transform Infra Red (FTIR) menunjukkan adanya gugus silanol (Si-OH) dan siloksan (Si-O-Si) secara berturut-turut pada bilangan gelombang 3448,84 dan 461,00 cm-1. Silika gel yang dihasilkan digunakan sebagai adsorben pada adsorpsi metilen biru dan Pb dengan variasi pH sistem (2, 3, 4, 6, 8, dan 10) serta waktu kontak adsorpsi (5, 10, 30, 45, 60, 90, dan 120 menit). Pengkondisian pH sistem pada proses adsorpsi dilakukan dengan penambahan HCl dan NaOH. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa kemampuan adsorpsi silika gel terhadap metilen biru optimum pada pH 10 dan pH 6 untuk Pb2+. Kemampuan adsorpsi silika gel terhadap metilen biru menurun dalam campuran larutan metilen biru-Pb (biner) dari 84,031 menjadi 59,555 mg/L, sedangkan Pb2+ dari 56,878 menjadi 25,000 mg/L. Adsorpsi metilen biru oleh silika gel dalam larutan biner lebih tinggi dibandingkan Pb2+ dengan nilai adsorpsi 54,755 mg/L untuk metilen biru dan 25,000 mg/L untuk Pb2+. Kinetika adsorpsi silika gel terhadap metilen biru dan Pb2+ dalam larutan tunggal ataupun biner mengikuti kinetika pseudo orde 2 dengan nilai kecepatan adsorpsi sebesar 0,0442 dan 0,0082 g/mg.min secara berturut-turut.