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.