Modifikasi Silika Sekam Padi dengan L-Lisina Sebagai Media Pengadsorpsi Fe(III)
Abstract
Logam besi (Fe) merupakan salah satu logam berat yang berbahaya untuk
kesehatan manusia, jika keberadaannya melebihi ambang batas yang diperbolehkan.
Kadar maksimum kandungan Fe yang diperbolehkan dalam air minum menurut
Kementerian Kesehatan Republik Indonesia adalah 0.3 mg/L. Pada umumnya
pengukuran kadar logam berat pada air dapat menggunakan Spektrofotometer
Serapan Atom (AAS). Kisaran konsentrasi pengukuran besi menggunakan AAS
adalah lebih tinggi dari 0.3 mg/L. Oleh karena itu diperlukan metode prekonsentrasi
sebelum besi diukur menggunakan AAS agar sensitivitas dan selektivitas
pengukuran meningkat. Metode prekonsentrasi yang banyak digunakan adalah
ekstraksi fase padat (SPE) karena metode ini memiliki selektivitas yang tinggi.
Salah satu media pengadsorpsi SPE adalah silika gel. Akan tetapi, silika gel
memiliki kelemahan yaitu rendahnya selektivitas dan efektivitas permukaan dalam
berinteraksi dengan logam berat. Mengatasi hal tersebut, dibutuhkan modifikasi
untuk melakukan penambahan gugus aktif pada permukaan silika gel, sehingga
lebih selektif dalam mengikat ion Fe(III). Dalam penelitian ini dilakukan
pemanfaatan arang sekam padi sebagai sumber silika yang kemudian dimodifikasi
menggunakan L-lisina.
Tujuan penelitian adalah memanfaatkan limbah arang sekam padi sebagai
bahan dasar sintesis silika sekam padi (SSP), memodifikasinya dengan L-lisina
(SLL) sebagai media pengadsorpsi ion Fe(III). Pada penelitian ini abu sekam padi
direaksikan dengan NaOH untuk menghasilkan natrium silikat (Na2SiO3).
Selanjutnya natrium silikat ditambahkan dengan pelarut etanol dan asam sulfat
untuk mendapatkan silika sekam padi. Proses ini dikenal dengan proses sol-gel.
Silika sekam padi selanjutnya direaksikan dengan aminopropiltrimetoksisilan
(APTMS), sehingga diperoleh 3-aminopropilsilika (APS). APS direaksikan dengan
glutaraldehida, kemudian direaksikan dengan L-lisina dalam kondisi nitrogen untuk
menghasilkan silika modifikasi L-lisina (SLL). Selanjutnya SSP dan SLL dicirikan
menggunakan SEM-EDX, XRD, FTIR serta diukur kinerja penyerapannya dalam
mengadsorpsi ion Fe(III).
Penentuan kapasitas, isoterm dan selektivitas adsorpsi dilakukan dengan
menggunakan instrumen shaker batch pada kondisi adsorpsi Fe(III) yaitu pH 2;
massa adsorben 10 mg; dan waktu kontak 30 menit. Kapasitas adsorpsi untuk ion
Fe(III) oleh SSP dan SLL masing-masing adalah 39.7 mg/g dan 46.6 mg/g pada
konsentrasi 40 mg/L. Pola isoterm adsorpsi SLL diketahui mengikuti persamaan
Langmuir. Berdasarkan hasil uji selektivitas, penjerapan ion Fe(III) tidak
dipengaruhi oleh adanya 2 ion logam lain yaitu Mn(II) dan Cr(III), namun
dipengaruhi oleh keberadaan ion logam Zn(II). Persen adsorpsi Fe(III) oleh
penjerapan SLL lebih tinggi dibandingkan dengan Mn(II) dan Cr(III).