Karakter Ikatan Kimia, Kristalinitas, dan Ukuran Partikel Produk Silika yang Disintesis dari Bahan Limbah Padat Geotermal

Joko Suryadi; Sabinna Azahra Sulaeman; Shafira Yulianthina; Tifa Paramitha; Eko Andrijanto

doi:10.17977/um0260v7i12023p010

Karakter Ikatan Kimia, Kristalinitas, dan Ukuran Partikel Produk Silika yang Disintesis dari Bahan Limbah Padat Geotermal

Joko Suryadi, Sabinna Azahra Sulaeman, Shafira Yulianthina, Tifa Paramitha, Eko Andrijanto

Abstract

Silika disamping dapat disintesis dari prekusornya, juga dapat diekstraksi melalui bahan-bahan alam salah satunya adalah dari limbah padat geothermal pada situs pembangkit listrik panas bumi. Pada penelitian ini, telah dilakukan sintesis senyawa silika dari bahan baku limbah padat geothermal dengan metode sol-gel. Tujuan dari penelitian ini adalah memperoleh senyawa silika dari limbah padat geothermal dengan variasi implementasi penambahan HCl dalam metode sol-gel yaitu dengan metode tetes dan metode alir. Produk silika yang terbentuk kemudian dikarakterisasi berdasarkan ikatan kimia, kristalinitas, dan ukuran partikelnya. Bahan HCl yang digunakan dalam penelitian ini divariasikan pada tingkat kemurnian pro analis (p.a) dan teknis. Produk silika yang didapatkan mempunyai yield 25,74% dan 9,93% untuk masing-masing metode tetes dan metode alir. Karakterisasi produk silika yang dihasilkan mencakup analisis FTIR untuk karakter ikatan senyawa, difraksi sinar X untuk karakter kristalinitas dan metode dynamic light scattering untuk menentukan ukuran partikel produk. Karakteristik ikatan kimia dari analisis serapan bilangan gelombang dengan FITR menunjukkan bahwa produk yang dihasilkan adalah silika. Senyawa yang didapatkan berjenis amorf bersasarkan kristalinistasnya dengan ukuran partikel terbesar pada 483,5 nm dengan penambahan HCl dengan metode alir dan 782,5 nm dengan metode tetes.

Keywords

Limbah geotermal; Silika; Sol-gel; Nanopartikel

Full Text:

PDF

References

O. G. M. Sandoval, G. C. D. Trujillo, and A. E. L. Orozko, “Amorphous silica waste from a geothermal central as an adsorption agent of heavy metal ions for the regeneration of industrial pre-treated wastewater.pdf,” Water Resour. anda Ind., vol. 20, pp. 15–22, 2018, doi: https://doi.org/10.1016/j.wri.2018.07.002.

H. El-Didamony, E. El-Fadaly, A. A. Amer, and I. H. Abazeed, “Synthesis and characterization of low cost nanosilica from sodium silicate solution and their applications in ceramic engobes,” Boletín la Soc. Española Cerámica y Vidr., vol. 59, no. 1, pp. 31–43, 2019, doi: 10.1016/j.bsecv.2019.06.004.

M. W. Syabani, A. Ina, H. Indri, and I. S. Yayat, “Silica from geothermal waste as reinforcing filler in artificial leather,” Key Eng. Mater., vol. 849 KEM, pp. 78–83, 2020, doi: 10.4028/www.scientific.net/KEM.849.78.

S. Gupta, Application of nano-silica in cement mortar and concrete. Elsevier Inc., 2019.

N. S. Osman and N. Sapawe, “Waste Material As an Alternative Source of Silica Precursor in Silica Nanoparticle Synthesis – A Review,” in Materials Today: Proceedings, 2019, vol. 19, pp. 1267–1272, doi: 10.1016/j.matpr.2019.11.132.

E. A. P. Wibowo, A. W. Arzanto, K. D. Maulana, and A. D. Rizkita, “Preparasi dan karakterisasi nanosilika dari jerami padi,” J. Ilm. Sains Vol. 18 No. 1, April 2018, vol. 18, no. 1, pp. 35–40, 2006.

K. D. Rakhmasari, I. Perdana, A. Prasetya, and B. Pidhatika, “Nanosilika dari Prekursor Silika Geotermal : Pengaruh Konsentrasi Surfaktan dan Dekomposisi Termal Pasca Sintesis,” no. April, pp. 1–7, 2019.

I. M. Joni, L. Nulhakim, M. Vanitha, and C. Panatarani, “Characteristics of crystalline silica (SiO2) particles prepared by simple solution method using sodium silicate (Na2SiO3) precursor,” J. Phys. Conf. Ser., vol. 1080, no. 1, 2018, doi: 10.1088/1742-6596/1080/1/012006.

S. Sakka, “Sol-Gel Process and Applications,” Handb. Adv. Ceram. Mater. Appl. Process. Prop. Second Ed., pp. 883–910, 2013, doi: 10.1016/B978-0-12-385469-8.00048-4.

S. N. A. Jenie et al., “Geothermal silica-based fluorescent nanoparticles for the visualization of latent fingerprints,” Mater. Express, vol. 10, no. 2, pp. 258–266, 2020, doi: 10.1166/mex.2020.1551.

I. M. Joni, Rukiah, and C. Panatarani, “Synthesis of silica particles by precipitation method of sodium silicate: Effect of temperature, pH and mixing technique,” AIP Conf. Proc., vol. 2219, no. May, 2020, doi: 10.1063/5.0003074.

S. Silviana, G. J. Sanyoto, A. Darmawan, and H. Sutanto, “Geothermal silica waste as sustainable amorphous silica source for the synthesis of silica xerogels,” Rasayan J. Chem., vol. 13, no. 3, pp. 1692–1700, 2020, doi: 10.31788/RJC.2020.1335701.

R. Al-Oweini and H. El-Rassy, “Synthesis and characterization by FTIR spectroscopy of silica aerogels prepared using several Si(OR)4 and R′′Si(OR′)3 precursors,” J. Mol. Struct., vol. 919, no. 1–3, pp. 140–145, 2009, doi: 10.1016/j.molstruc.2008.08.025.

Z. Asadi and R. Norouzbeigi, “Synthesis of colloidal nanosilica from waste glass powder as a low cost precursor,” Ceram. Int., vol. 44, no. 18, pp. 22692–22697, 2018, doi: 10.1016/j.ceramint.2018.09.050.

K. M. Li, J. G. Jiang, S. C. Tian, X. J. Chen, and F. Yan, “Influence of silica types on synthesis and performance of amine-silica hybrid materials used for CO2 capture,” J. Phys. Chem. C, vol. 118, no. 5, pp. 2454–2462, 2014, doi: 10.1021/jp408354r.

D. R. Mujiyanti, H. Nisa, K. Rosyidah, D. Ariyani, and A. Abdullah, “Pengaruh Waktu Reaksi Terhadap Viskositas Dan Densitas Tetraetil Ortosilikat Dari Silika Abu Sekam Padi,” Indones. J. Chem. Res., vol. 8, no. 2, pp. 151–158, 2020, doi: 10.30598//ijcr.

M. H. J. H. Al-Atia, H. K. Saeed, A. R. Fliayh, and A. J. Addie, “Investigating the effects of calcination temperatures on the structure of modified nanosilica prepared by sol–gel,” Colloids Surfaces A Physicochem. Eng. Asp., vol. 520, pp. 590–596, 2017, doi: 10.1016/j.colsurfa.2017.02.020.

L. Khouchaf, K. Boulahya, P. P. Das, S. Nicolopoulos, V. K. Kis, and J. L. Lábár, “Study of the microstructure of amorphous silica nanostructures using high-resolution electron microscopy, electron energy loss spectroscopy, X-ray powder diffraction, and electron pair distribution function,” Materials (Basel)., vol. 13, no. 19, pp. 1–14, 2020, doi: 10.3390/ma13194393.

R. Filipovic, D. Lazic, M. Perusic, and I. Stijepovic, “Oil absorption in mesoporous silica particles,” Process. Appl. Ceram., vol. 4, no. 4, pp. 265–269, 2010, doi: 10.2298/pac1004265f.

DOI: http://dx.doi.org/10.17977/um0260v7i12023p010