Sintesis dan Karakterisasi Adsorben Berbasis Silika Termodifikasi Tetraetilena Glikol serta Pengoptimuman Kondisi Adsorpsi Ion Cd(II)

Abstract

Spektrofotometer serapan atom nyala (FAAS) merupakan salah satu instrumen yang digunakan dalam pengukuran kandungan logam berat dalam larutan.Alat ini memiliki limit deteksi terhadap ion Cd(II) sebesar 0.021 ppm, sedangkan ambang batas ion Cd di perairan menurut Peraturan Pemerintah RI Nomor 82 tahun 2001 adalah 0.01 mg/L. Oleh karena itu, perlu dilakukan prakonsentrasi atau pemekatan larutan yang akan dianalisis. Silika gel merupakan adsorben yang umum digunakan pada ekstraksi fase padat untuk prakonsentrasi. Silika gel memiliki selektivitas dan efektivitas adsorpsi yang rendah terhadap ion logam sehingga perlu dimodifikasi untuk meningkatkan kemampuan adsorpsinya. Penelitian ini bertujuan membuat adsorben berbasis silika yang terikat TEG (Si-TEG) dan mempelajari karakteristik material serta kondisi optimum untuk mengadsorpsi ion Cd(II) melalui proses batch menggunakan desain eksperimental RSM (response surface methodology) terhadap variabel pH, bobot adsorben, waktu kontak, dan suhu adsorpsi. Sintesis dilakukan dengan dua jenis metode, yaitu metode refluks dengan bantuan pengaduk magnetik dan metode pemanasan. Sintesis tahap pertama dilakukan dengan mereaksikan silika dengan 3-glisidoksipropiltrimetoksisilana (GPTMS) sebagai penaut silang. Si-GPTMS kemudian direaksikan dengan tetraetilena glikol sehingga diperoleh Si-TEG pada reaksi tahap kedua. Material adsorben kemudian dikarakterisasi dengan spektroskopi FTIR, SEM, dan elemental analyzer. Penentuan kondisi optimum adsorpsi dilakukan dengan proses batch menggunakan desain eksperimen model central composite design. Silika termodifikasi TEG telah berhasil disintesis dengan dua jenis metode dan dikarakterisasi dengan spektroskopi FTIR, SEM, dan elemental analyzer. Munculnya puncak C-H dan epoksi pada spektra FTIR menunjukkan bahwa Si-GPTMS telah terbentuk. Kenaikan %C dan %H pada hasil analisis elemen menunjukkan bahwa Si-TEG telah berhasil disintesis. Tidak terdapat perubahan signifikan pada morfologi partikel yang teramati dengan SEM setelah tahap modifikasi. Sintesis dengan metode refluks lebih efektif daripada metode pemanasan oven. Pengadukan konstan dan siklus pelarut pada metode refluks mengkatalisis proses sintesis dan meningkatkan rendemen. Kondisi optimum adsorpsi Cd2+ diperoleh pada pH 7 dan bobot adsorben 30 mg pada suhu 35 °C dan waktu kontak 22 menit. Kapasitas adsorpsi menurun seiring meningkatnya bobot adsorben. Waktu kontak dan suhu tidak berpengaruh secara signifikan dalam adsorpsi Cd oleh Si-TEG.