BAB I PENDAHULUAN I.1

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "BAB I PENDAHULUAN I.1"

Devi Rachman
7 tahun lalu
Tontonan:

1 1 BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Kajian kimia material dalam bidang penelitian kimia mengalami perkembangan yang ekstensif. Kombinasi antara beberapa jenis material yang berbeda dapat menghasilkan material jenis baru, seperti memodifikasi suatu material anorganik menggunakan senyawa organik dengan gugus fungsi tertentu (Gu dkk., 2010). Material yang terbentuk disebut material hibrida. Penggabungan senyawa anorganik dan senyawa organik menjadi material hibrida didasarkan pada tujuan akhir fungsi material tersebut. Salah satu material hibrida yaitu material hibrida berbasis layered double hydroxides (LDH) dan senyawa organik dengan kemampuan tertentu. LDH yang juga disebut dengan hidrotalsit merupakan hidroksida ganda terlapis terdiri atas lapisan brucite-like berdimensi 2 (2D) bermuatan positif. Muatan positif lapisan brucite-like dinetralkan oleh anion antar lapis yang mudah dipertukarkan. Adanya jaringan ikatan hidrogen antar lapisan LDH mengakibatkan terjadinya penumpukan lapisan-lapisan, sehingga menghasilkan LDH dalam bentuk ruah (bulky) yang mempunyai karakter tiga dimensi (3D). LDH mempunyai karakter unik, di samping mudah disintesis, mempunyai anion antar lapis yang mudah dipertukarkan, dan mempunyai luas permukaan yang besar. LDH juga mempunyai muatan total positif sehingga sering dimanfaatkan sebagai adsorben (Tong dkk., 2003). Target adsorpsi yang telah diteliti adalah [AuCl4]. Wihadi (2014) meneliti adsorpsi [AuCl4] oleh Mg/Al-LDH, di mana [AuCl4] yang teradsorp di permukaan Mg/Al-LDH berinteraksi secara elektrostatik. Adsorpsi [AuCl4] diteliti karena emas miliki kelebihan dibanding logamlogam lain, seperti: mempunyai nilai ekonomis yang tinggi, tahan terhadap korosi dan dapat dimanfaatkan dalam berbagai bidang industri elektronik. Menurut Ramesh dkk. yanti(2008), metode adsorpsi merupakan metode yang paling sesuai untuk pemisahan dan memperoleh kembali logam dikarenakan mempunyai efisiensi dan efektivitas biaya yang paling tinggi.

2 2 Dalam proses pemanfaatan LDH sebagai adsorben, modifikasi LDH bertujuan meningkatan efektivitas adsorben dalam proses pengambilan suatu spesies target atau menambah kemampuan tertentu dari LDH itu sendiri. Ada beberapa jenis modifikasi LDH, namun yang paling sering dikaji yaitu (1) interkalasi senyawa organik ke dalam daerah antar lapis LDH dan (2) imobilisasi senyawa organik ke permukaan lapisan LDH. Penelitian mengenai interkalasi dan imobilisasi LDH dengan senyawa organik tertentu telah banyak dilakukan. Yanti (2015) melakukan interkalasi Mg/Al-LDH dengan asam galat sehingga material hibrida yang terbentuk mengalami peningkatan kapasitas adsorpsi yang signifikan dan mempunyai kemampuan mereduksi, sedangkan Fitriani (2013) melakukan imobilisasi asam galat pada Mg/Al-LDH untuk pengambilan [AuCl4]. Hasil penelitian Fitriani (2013) adalah Mg/Al yang terimobilisasi oleh asam galat dapat mengadsorpsi sekaligus mereduksi [AuCl4] menjadi Au(0). Peningkatan kemampuan material hibrida hasil modifikasi LDH tersebut dapat diaplikasikan untuk mengatasi permasalahan limbah Au(III) di lingkungan dan sekaligus mendaur ulang [AuCl4] menjadi Au(0) yang mempunyai nilai ekonomis dan manfaat dalam bidang industri elektronik yang relatif lebih tinggi. Pada awalnya, pemanfaatan LDH dalam sintesis sebuah hibrida hanya digunakan yang berkarakter 3D. Rovita (2013) melakukan imobilisasi asam salisilat pada Mg/Al-LDH berkarakter 3D, di mana asam salisilat tidak dapat masuk ke dalam daerah antar lapis melainkan hanya di permukaan luar Mg/Al-LDH. Proses interkalasi senyawa modifier ke daerah antar lapis LDH relatif lebih sulit dibandingkan proses imobilisasi ke permukaan luar. Dewasa ini berkembang metode modifikasi LDH baru yang didahului dengan proses delaminasi LDH menjadi lembaran tipis (nanosheet) LDH. Nanosheet LDH bermuatan positif dan mempunyai karakter 2D. Karakter dari nanosheet LDH mempunyai ukuran tebal dan lateral masing-masing berkisar satu nanometer dan submikrometer hingga puluhan mikrometer (Pang dkk., 2014). Dengan demikian, nanosheet LDH dapat menjadi objek ideal sebuah sistem kuantum 2D yang digunakan dalam kajian fisik fundamental atau sebagai basic building block dalam proses sintesis material funsional (Pang dkk., 2014). Dalam kajiannya sebagai basic building block,

3 3 karakter nanosheet LDH sebagai anisotropi lembar tipis bermuatan positif merupakan material dasar unik untuk mendesain material hibrida baru dengan fungsi tertentu. Salah satu manfaat nanosheet LDH adalah penggunaannya dalam proses pembuatan LDH terinterkalasi. Berbagai metode telah diterapkan dalam proses sintesis nanosheet LDH. Salah satu metode yang mempunyai tingkat efisiensi dan efektifitas dalam mensintesis nanosheet LDH adalah metode kopresipitasi alternatif dengan menggunakan reaktor microchannel tipe T. Metode tersebut memanfaatkan keterbatasan ruang dan jumlah reaktan dalam proses micromixing sehingga dapat mengontrol pertumbuhan partikel menjadi nanosheet LDH. Metode kopresipitasi alternatif dengan reaktor microchannel tipe T hanya menggunakan pelarut air, tidak memerlukan surfaktan dan tergolong metode yang murah. Kelebihan lain dari metode tersebut adalah mampu menghasilkan nanosheet LDH dalam larutan dengan jumlah yang banyak (Pang dkk., 2014). Asam para hidroksibenzoat (APHB) merupakan senyawa turunan asam benzoat yang mempunyai gugus hidroksil (-OH) terikat pada cincin aromatis. Keberadaan gugus hidroksil mengakibatkan APHB mempunyai sifat mereduksi. APHB mempunyai nilai potensial reduksi -0,5037 V (Maghfiroh, 2015). Penelitian APHB sebagai reduktor pernah dilakukan oleh Maghfiroh (2015), dimana APHB digunakan sebagai agen pereduksi AgNO3 menjadi Ag(0). Penelitian Maghfiroh (2015) menunjukkan bahwa APHB merupakan reduktor terbaik dalam proses reduksi Ag(I) menjadi Ag(0) dibandingkan dengan asam orto hidroksibenzoat dan asam galat. Nilai potensial reduksi Ag(I) sebesar +0,800 V sedangkan [AuCl4] sebesar +1,002 V (Karoonian, 2012). Nilai potensial [AuCl4] lebih positif dibandingkan AgNO3 sehingga diharapkan APHB juga dapat digunakan sebagai reduktor [AuCl4] menjadi Au(0). Sintesis penggabungan dua jenis senyawa, yaitu nanosheet LDH dan APHB diharapkan terbentuk material hibrida baru yang mempunyai kemampuan ganda dalam proses removal [AuCl4]. Oleh kerena itu, pada penelitian ini dilakukan sintesis material hibrida Mg/Al-LDH terinterkalasi APHB dan karakterisasinya yang kemudian digunakan untuk proses removal [AuCl4]. Sebelum diinterkalasi

4 4 oleh APHB, nanosheet LDH disintesis terlebih dahulu dengan pendekatan bottomup melalui metode kopresipitasi alternatif dengan menggunakan reaktor microchannel tipe T. Proses setelah nanosheet LDH terbentuk adalah interkalasi APHB pada nanosheet LDH melalui proses co-assembly. Penelitian ini juga melakukan sintesis material hibrida Mg/Al-LDH terimobilisasi APHB melalui metode indirect synthesis sebagai material hibrida pembanding. Optimasi sintesis kedua material tersebut dilakukan dengan mengamati pengaruh konsentrasi molar modifier (yaitu APHB) dan variasi ph sintesis. Sebelum digunakan, kedua material hibrida hasil sintesis tersebut diuji kestabilannya dalam berbagai variasi kondisi keasamaan. Aplikasi kedua material hibrida tersebut, yakni Mg/Al-LDH terinterkalasi APHB dan Mg/Al-LDH terimobilisasi APHB dalam proses removal [AuCl4] di larutan dipelajari dengan menentukan pengaruh ph larutan, kinetika dan isoterm adsorpsi. I.2 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah: 1. Mempelajari sintesis nanosheet Mg/Al-LDH dengan metode kopresipitasi alternatif menggunakan reaktor microchannel tipe T dan karakterisasinya 2. Mempelajari sintesis material hibrida Mg/Al-LDH terinterkalasi APHB melalui proses co-assembly dan material hibrida Mg/Al-LDH terimobilisasi APHB melalui metode indirect synthesis serta karakterisasinya 3. Mengetahui pengaruh konsentrasi APHB pada proses interkalasi dan imobilisasi APHB pada Mg/Al-.LDH 4. Mengetahui model kinetika dan isoterm adsorpsi pada removal [AuCl4] oleh material hibrida Mg/Al-LDH terinterkalasi APHB dan Mg/Al-LDH terimobilisasi APHB I.3 Manfaat Penelitian Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini antara lain: 1. Memberikan informasi dan wacana baru mengenai sintesis nanosheet Mg/Al-LDH dengan metode kopresipitasi alternatif menggunkan reaktor microchannel tipe T

5 5 2. Memberikan informasi mengenai sintesis material hibrida Mg/Al-LDH terinterkalasi APHB melalui proses co-assembly dan Mg/Al-LDH terimobilisasi APHB melalui metode indirect synthesis 3. Memberikan informasi mengenai material hibrida Mg/Al-LDH terinterkalasi APHB dan Mg/Al-LDH terimobilisasi APHB untuk proses removal [AuCl4] di larutan.

dokumen-dokumen yang mirip

BAB I PENDAHULUAN I.1

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Logam emas telah dimanfaatkan secara luas sebagai salah satu komponen dalam peralatan listrik maupun elektronik seperti telepon selular, komputer, radio dan televisi