Silika Gel Termodifikasi Etanolamina Untuk Adsorpsi Zat Warna Methylene Blue dan Indigo Carmine dengan Variasi PH dan Konsentrasi Adsorbat

Abstract

Limbah zat warna dari aktivitas industri memiliki intensitas warna tinggi dan merupakan zat pencemar kompleks sehingga pembuangan tanpa pengolahan dapat berdampak buruk pada ekosistem. Methylene Blue merupakan zat warna kationik dari senyawa azo yang bersifat toksik dan Indigo carmine adalah zat warna yang memiliki rangkap nitrogen (-N=N-) serta stabil dalam air. Kedua jenis zat warna tersebut dalam konsentrasi besar dapat menghalangi sinar matahari yang akan menembus dasar perairan, sehingga merusak biota air. Adsorpsi merupakan metode yang banyak digunakan untuk pengurangan konsentrasi limbah pada sistem perairan karena biaya yang dibutuhkan relatif murah, dapat diaplikasikan secara sederhana, dan tidak menimbulkan efek samping pada lingkungan. Silika gel memiliki sisi aktif berupa gugus silanol (-SiOH) dan siloksan (Si-O-Si) yang dapat menyerap zat organik dan anorganik. Distribusi gugus -OH pada permukaan silika gel mempengaruhi kemampuan penyerapannya sehingga diperlukan modifikasi permukaan silika gel untuk meningkatkan kualitas fisik dan laju adsorpsinya sehingga dapat efektif menyerap zat warna yang terdapat pada limbah. Etanolamina merupakan modifikator yang dapat digunakan untuk memodifikasi silika gel. Etanolamina hanya mengikat satu gugus silanol, sehingga dapat mempertahankan sisi aktif permukaan silika gel. Silika gel dimodifikasi menggunakan metode refluks dengan perbandingan 1:3 (m/v) etanolamina dalam pelarut H2SO4 4M dan dikondisikan pada temperatur 100 oC selama 24 jam. Silika modifikasi etanolamina dikarakterisasi dengan FTIR menunjukkan adanya puncak baru pada bilangan gelombang 2997 cm-1 yang merupakan gugus C-H sp3 yang diperkuat dengan vibrasi tekuk asimetri C-H sp3 pada 1337 cm-1. Munculnya serapan gugus NH2 dan vibrasi tekuk N-H pada bilangan gelombang 3201,4 dan 1535,1 cm-1 juga menunjukkan bahwa silika gel telah berhasil dimodifikasi dengan etanolamina. Analisis BET menunjukkan bahwa luas permukaan silika gel tiga kali lipat lebih besar daripada silika termodifikasi etanolamina, hal ini dapat disebabkan karena etanolamina menutup permukaan silika. Pengujian pH point of zero charge menunjukkan bahwa muatan netral pada adsorben silika gel dan silika termodifikasi etanolamina masing-masing pada pH 6,7 dan 8,01. Silika gel dan silika termodifikasi etanolamina dilakukan uji adsorpsi terhadap Methylene blue dan Indigo carmine dengan variasi pH sistem (2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10 dan 11) serta variasi konsentrasi (25 ppm, 50 ppm, 75 ppm, 100 ppm, 150 ppm, 200 ppm, 300 ppm dan 500 ppm). Silika gel dengan zat warna Indigo carmine mengikuti model Freundlich, sedangkan adsorpsi silika gel dengan zat warna Methylene blue dan juga silika termodifikasi etanolamina pada kedua adsorbat mengikuti model adsorpsi Langmuir. Kapasitas adsorpsi adsorben silika gel dan silika termodifikasi etanolamina berturut-turut pada methylene blue sebesar 63,694 mg/g dan 61,350 mg/g sedangkan pada indigo carmine sebesar 40,486 mg/g dan 42,918 mg/g.