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).