Kajian Isoterm, Kinetika, dan Termodinamika Adsorpsi Strontium Menggunakan TiO2-Zeolit Lampung

Abstract

Limbah bahan bakar nuklir setelah mengalami radiasi mengandung sejumlah isotop strontium yang dapat dimanfaatkan kembali, tetapi limbah tersebut masih tercampur dengan unsur atau isotop lainnya sehingga diperlukan proses pemisahan. Salah satu metode pemisahan strontium adalah dengan adsorpsi. Dalam penelitian ini, campuran TiO2-zeolit lampung dievaluasi kinerjanya sebagai adsorben untuk adsorpsi strontium. Parameter yang diamati meliputi model isoterm, kinetika, dan termodinamika adsorpsi. TiO2-zeolit yang dicirikan menggunakan spektroskopi fourier transform infrared menunjukkan puncak serapan Ti-O-Si pada zeolit lampung setelah ditambahkan TiO2. Analisis difraksi sinar X memperlihatkan zeolit lampung berjenis klinoptilolit dan mordenit, serta TiO2 yang digunakan memiliki fase anatase. Analisis mikroskop elektron payar mengindikasikan TiO2 tersebar pada permukaan zeolit lampung. Model isoterm adsorpsi untuk adsorben TiO2-zeolit adalah model isoterm Langmuir. Adsorpsi strontium mengikuti orde kedua semu dan kajian termodinamika menunjukkan proses adsorpsi bersifat endoterm dan tidak spontan.

Nuclear fuel waste after undergoing radiation contains a number of strontium isotopes that can be reused, but these wastes are still mixed with other elements or isotopes so a separation process is needed. One of the methods of separation of strontium is by adsorption. In this study, the float TiO2-zeolite mixture was evaluated for its performance as an adsorbent for strontium adsorption. The observed parameters include isotherm models, kinetics, and adsorption thermodynamics. TiO2-zeolite characterized using infrared fourier transform spectroscopy showed a peak of Ti-O-Si uptake in lampung zeolite after adding TiO2. X-ray diffraction analysis displayed that it was of the type of clinoptilolite and mordenite, and the TiO2 used had an anatase phase. Analysis of electron microscopy indicated that TiO2 was dispersed on the surface of lampung zeolite. The adsorption isotherm model for TiO2-zeolite adsorbents is the Langmuir isotherm model. Strontonium adsorption followed a quasi-second order and thermodynamic studies showed that the adsorption process was endothermic and not spontaneous.