Pengaruh Metode Preparasi Terhadap Karakter Fisikokimiawi Montmorillonit Termodifikasi ZrO2 *

dokumen-dokumen yang mirip
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN. Pada penelitian ini akan dibahas tentang sintesis katalis Pt/Zr-MMT dan

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang dan Permasalahan

KARAKTERISASI BENTONIT TERPILAR Fe 2 O 3 SEBAGAI ADSORBEN

DAFTAR ISI. HALAMAN PENGESAHAN... ii. KATA PENGANTAR... iii. DAFTAR ISI...vii. DAFTAR TABEL... x. DAFTAR LAMPIRAN...xiii. 1.2 Perumusan Masalah...

FOTODEGRADASI METILEN BIRU MENGGUNAKAN KATALIS TiO 2 -MONTMORILONIT DAN SINAR UV

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN. karakterisasi luas permukaan fotokatalis menggunakan SAA (Surface Area

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang dan Permasalahan Penelitian

HIDRORENGKAH FRAKSI BERAT MINYAK BUMI MENGGUNAKAN KATALIS LEMPUNG TERPILAR ALUMINIUM BERPENGEMBAN NIKEL

Bab IV Hasil dan Pembahasan

Karakterisasi Sifat Fisikokimia Komposit Besi Oksida-Montmorilonit Hasil Interkalasi Silikat Lempung Montmorilonit

Disusun Oleh : Shellyta Ratnafuri M BAB I PENDAHULUAN. A. Latar Belakang Masalah

HUBUNGAN ANTARA SIFAT KEASAMAN, LUAS PERMUKAAN SPESIFIK, VOLUME PORI DAN RERATA JEJARI PORI KATALIS TERHADAP AKTIVITASNYA PADA REAKSI HIDROGENASI CIS

BAB III BAB III METODE PENELITIAN. Penelitian dilaksanakan pada bulan Februari sampai dengan September

Deskripsi. SINTESIS SENYAWA Mg/Al HYDROTALCITE-LIKE DARI BRINE WATER UNTUK ADSORPSI LIMBAH CAIR

KIMIA FISIKA (Kode : C-15) MODIFIKASI ZEOLIT ALAM MENJADI MATERIAL KATALIS PERENGKAHAN

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN. cahaya matahari.fenol bersifat asam, keasaman fenol ini disebabkan adanya pengaruh

SINTESIS DAN KARAKTERISASI KATALIS LEMPUNG TERPILAR ZIRKONIA TERSULFATASI SEBAGAI KATALIS PERENGKAH

Nugrhaningtyas, K.D.., et al., ALCHEMY Jurnal Penelitian Kimia, Vol. 12 (2016), No. 2, Hal

SINTESIS KATALIS Ni-Cr/ZEOLIT DENGAN METODE IMPREGNASI TERPISAH

Kata kunci: surfaktan HDTMA, zeolit terdealuminasi, adsorpsi fenol

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang

PREPARASI DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT KROMIUM OKSIDA-MONTMORILLONIT ABSTRAK ABSTRACT

BAB I PENDAHULUAN. mengandung bahan anorganik yang berisi kumpulan mineral-mineral berdiameter

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

PREPARASI Fe(III)-MONTMORILLONIT SEBAGAI FOTOKATALIS DEGRAGASI METIL JINGGA ABSTRACT

PEMBUATAN DAN UJI FOTOAKTIVITAS KOMPOSIT Ti02-BENTONIT UNTUK DEGRADASI SENYAWA PEWARNA METILEN BIRU

SINTESIS LEMPUNG TERPILAR TITANIA SYNTHESIS OF TITANIA PILLARED CLAY

AKTIVASI ABU LAYANG BATUBARA DAN APLIKASINYA SEBAGAI ADSORBEN TIMBAL DALAM PENGOLAHAN LIMBAH ELEKTROPLATING

Preparasi Bentonit Terpilar Alumina dari Bentonit Alam dan Pemanfaatannya sebagai Katalis pada Reaksi Dehidrasi Etanol, 1-Propanol serta 2-Propanol

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

SINTESIS LEMPUNG TERPILAR TITANIA

KARAKTERISASI ADSORBEN KOMPOSIT ALUMINIUM OKSIDA PADA LEMPUNG TERAKTIVASI ASAM. P. Suarya. Jurusan Kimia FMIPA Universitas Udayana, Bukit Jimbaran

Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi Journal of Scientific and Applied Chemistry

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. tahun 2011 di Laboratorium riset kimia makanan dan material untuk preparasi

BAB I PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang

MODIFIKASI ZEOLIT ALAM SEBAGAI KATALIS MELALUI PENGEMBANAN LOGAM TEMBAGA

MAKALAH PENDAMPING : PARALEL B KARAKTERISASI LIMBAH FLY ASH BATUBARA SEBAGAI MATERIAL KONVERSI ADSORBEN DAN UJI KETAHANAN PANAS STRUKTURPADATAN

BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN

PENGEMBANGAN METODE SINTESIS UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS ZEOLIT ALAMI DI INDONESIA

Sintesis ZSM-5 Mesopori menggunakan Prekursor Zeolit Nanocluster : Pengaruh Waktu Hidrotermal

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. hal ini memiliki nilai konduktifitas yang memadai sebagai komponen sensor gas

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN. A. Hasil Penelitian Penelitian yang telah dilakukan bertujuan untuk menentukan waktu aging

KARAKTERISASI LEMPUNG CENGAR TERAKTIVASI ASAM SULFAT. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Kampus Binawidya Pekanbaru, 28293, Indonesia

Bab III Metodologi Penelitian

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

PENGARUH ph, DAN WAKTU ELEKTRODEPOSISI TERHADAP EFISIENSI ELEKTRODEPOSISI ION PERAK(I) DALAM LIMBAH CAIR ELEKTROPLATING DENGAN AGEN PEREDUKSI ASETON

PEMBUATAN KATALIS HZSM-5 DENGAN IMPREGNASI LOGAM PALLADIUM UNTUK PERENGKAHAN MINYAK SAWIT

DISPERSI TiO 2 KE DALAM SiO 2 -MONTMORILLONIT : EFEK JENIS PREKURSOR. Abstract

BAB I PENDAHULUAN I.1.

IDENTIFIKASI Fase KOMPOSIT OKSIDA BESI - ZEOLIT ALAM

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Laboratorium riset kimia makanan dan material untuk preparasi sampel dan

KATA PENGANTAR. Assalamu alaikum Wr.Wb. Alhamdulillahirobbil alamiin, buku Adsorpsi dan Katalisis Menggunakan Material berbasis Clay ini telah

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

Pemanfaatan Bentonit Dan Karbon Sebagai Support Katalis NiO-MgO Pada Hidrogenasi Gliserol

SYNTHESIS OF IRON OXIDE-MONTMORILLONITE COMPOSITE AND STUDY OF ITS STRUCTURAL STABILITY AGAINTS SULFURIC ACID

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. Hasil preparasi bahan baku larutan MgO, larutan NH 4 H 2 PO 4, dan larutan

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang

Karakterisasi Kaolin Lokal Kalimantan Selatan Hasil Kalsinasi

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. Sebelum melakukan uji kapasitas adsorben kitosan-bentonit terhadap

AKTIVITAS KATALIS K 3 PO 4 /NaZSM-5 MESOPORI PADA TRANSESTERIFIKASI REFINED PALM OIL (RPO) MENJADI BIODIESEL

METODE. Penentuan kapasitas adsorpsi dan isoterm adsorpsi zat warna

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN. A. Hasil Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh waktu aging

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah

SINTESIS DAN KARAKTERISASI KATALIS CU/ZEOLIT DENGAN METODE PRESIPITASI

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

PENINGKATAN KUALITAS MINYAK DAUN CENGKEH DENGAN METODE ADSORBSI

4 Hasil dan Pembahasan

I. PENDAHULUAN. Alumina banyak digunakan dalam berbagai aplikasi seperti digunakan sebagai. bahan refraktori dan bahan dalam bidang otomotif.

Bab IV Hasil dan Pembahasan

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

PASI NA R SI NO L SI IK LI A KA

BAB III METODE PENELITIAN

SINTESIS TIO 2 /ZEOLIT SEBAGAI FOTOKATALIS PADA PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAPIOKA SECARA ADSORPSI-FOTODEGRADASI

Kajian Fotodegradasi Methyl Orange (Afid Aryanto dan Irwan Nugraha) KAJIAN FOTODEGRADASI METHYL ORANGE DENGAN MENGGUNAKAN KOMPOSIT TiO2-MONTMORILLONIT

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN. sol-gel, dan mempelajari aktivitas katalitik Fe 3 O 4 untuk reaksi konversi gas

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Preparasi Awal Bahan Dasar Karbon Aktif dari Tempurung Kelapa dan Batu Bara

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. Modifikasi Ca-Bentonit menjadi kitosan-bentonit bertujuan untuk

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN. Tabel 7. Hasil Analisis Karakterisasi Arang Aktif

Pengaruh Kadar Logam Ni dan Al Terhadap Karakteristik Katalis Ni-Al- MCM-41 Serta Aktivitasnya Pada Reaksi Siklisasi Sitronelal

SINTESIS, KARAKTERISASI, DAN EVALUASI KATALITIK Cu-EDTA BERPENDUKUNG MgF 2 UNTUK PRODUKSI VITAMIN E. Oleh: SUS INDRAYANAH

PEMBUATAN KERAMIK BETA ALUMINA (Na 2 O - Al 2 O 3 ) DENGAN ADITIF MgO DAN KARAKTERISASI SIFAT FISIS SERTA STRUKTUR KRISTALNYA.

SINTESIS KATALIS ZSM-5 MESOPORI DAN AKTIVITASNYA PADA ESTERIFIKASI MINYAK JELANTAH UNTUK PRODUKSI BIODISEL

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. dan Ca-Bentonit. Na-bentonit memiliki kandungan Na +

UJI KARAKTERISTIK PADA PREPARASI KATALIS Zn/ZEOLIT

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

SINTESIS DAN KARAKTER SENYAWA KOMPLEKS Cu(II)-EDTA DAN Cu(II)- C 6 H 8 N 2 O 2 S Dian Nurvika 1, Suhartana 2, Pardoyo 3

FOTODEGRADASI ZAT WARNA METHYL ORANGE MENGGUNAKAN Fe 2 O 3 -MONTMORILLONIT DAN SINAR ULTRAVIOLET

KIMIA FISIKA (Kode : C-09)

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

besarnya polaritas zeolit alam agar dapat (CO) dan hidrokarbon (HC)?

IMPREGNASI ZEOLIT ALAM DENGAN TiO 2 UNTUK DEGRADASI JINGGA METIL SECARA FOTOKATALITIK

HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil analisis proses preparasi, aktivasi dan modifikasi terhadap zeolit

III. METODELOGI PENELITIAN. Penelitian ini telah dilakukan di Laboratorium Biomassa Terpadu Universitas

MODIFIKASI DAN KARAKTERISASI BENTONIT ALAM JAMBI YANG DIINTERKALASI ALANIN, SERTA APLIKASINYA SEBAGAI ADSORPSI LOGAM CADMIUM DAN TIMBAL

BAB I PENDAHULUAN. dengan segala aktivitasnya akan meningkatkan kebutuhan energi di semua

Bab IV Hasil dan Pembahasan

SINTESIS DAN KARAKTERISASI LEMPUNG TERPILAR TiO 2

LEMPUNG CENGAR TERAKTIVASI ASAM SULFAT SEBAGAI HASIL SAMPING PRODUKSI KOAGULAN: KARAKTERISASI. Fiola Reviola, Muhdarina, Nurhayati

Transkripsi:

Akta Kimindo Vol. 1 No. 2 April 2006: 87-92 AKTA KIMIA INDONESIA Pengaruh Metode Preparasi Terhadap Karakter Fisikokimiawi Montmorillonit Termodifikasi ZrO2 * Is Fatimah **1 dan Karna Wijaya 2 1) Jurusan Kimia FMIPA Universitas Islam Indonesia, Jogjakarta 2) Jurusan Kimia FMIPA Universitas Gadjah Mada, Jogjakarta ABSTRAK Tujuan penelitian ini adalah mengevaluasi efek metode preparasi terhadap sifat fiskokimiawi montmorillonit yang termodifikasi oleh The purpose of this research is to evaluate the effect of preparation method ZrO2 (ZrO2-Montmorillonit). Penelitian dilakukan dengan ZrO2-Montmorillonit dari montmorillonit alam melalui interkalasi polioksokation Zr 4+ pada variasi konsentrasi agen pemilar dan variasi waktu oksidasi. Variasi konsentrasi Zr 4+ dilakukan pada 0,12 M, 0,24 M dan 0,48 M, dan variasi waktu selama 2, 4 dan 6 jam. Hasil sintesis dikarakterisasi menggunakan analisis XRD, luas permukaan spesifik dan porositas padatan serta kandungan Zr pada material. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kenaikan konsentrasi agen diiringi oleh kenaikan kandungan Zr dalam padatan serta kenaikan luas permukaan spesifik, namun mengakibatkan penurunan penurunan kristalinitas padatan. Waktu oksidasi tidak berpengaruh secara signifikan terhadap luas permukaan spesifik padatan dan kristalinitas padatan. Evolusi porositas padatan dan difraktogram XRD mengindikasikan adanya pembentukan struktur rumah kartu (house of cards) dari ZrO2-Montmorillonit yang dihasilkan. Key words : montmorillonit, ZrO2-Montmorillonit, modifikasi padatan ABSTRACT The purpose of this research is to evaluate the effect of preparation method to physicochemical properties of montmorillonite that modified by ZrO2 (ZrO2-Montmorillonit). The research was done by synthesis of ZrO2-Montmorillonit from natural montmorillonite through intercalation with polyoxocation Zr 4+ at varied concentration of pillaring agent and also varied oxidation time. Concentration varied by Zr 4+ of 0,12 M, 0,24 M and 0,48 M, and varied time on 4, 6 and hours. The result of synthesis characterized by XRD analysis, spesific surface area and porosity measurement, and analysis of Zr content in the materials. The result showed that the higher pillaring agent influence on the higher Zr content and also higher spesific surface area of the materials, but decreasing in crystallinity. Oxidation time doesn t influence the spesific surface area significantly and crystallinity. Porosity evolution and diffractogram indicate house of cards formation in the ZrO2-Montmorillonite resulted. Key words : montmorillonite, ZrO2-Montmorillonite, solid Modification PENDAHULUAN Padatan lempung (clay) banyak digunakan sebagai katalis dalam industri minyak bumi pada era tahun 1931 hingga 1961 sejak digantikan oleh mineral zeolit. Karakteristik lempung sebagai katalis adalah luas permukaan dan aktivitasnya yang tinggi, namun memiliki stabilitas termal rendah. Untuk mengupayakan kinerja yang tinggi pada lempung, proses distribusi logam ke dalam strukturnya adalah salah satu teknik yang sedang berkembang. *Makalah ini disajikan pada Seminar Nasional Kimia VII, di Surabaya 9 Agustus 2005 **Corresponding author : - Proses distribusi logam pada lempung dapat dilakukan melalui interkalasi agen pemilar berupa oksida logam ke dalam antar lapis silika pada struktur lempung atau dikenal dengan istilah pilarisasi. Penampilan fisik seperti luas permukaan, porositas, homogenitas pilar serta ketahanan termal katalis merupakan faktor utama dalam unjuk kerja katalis lempung terpilar dan sangat dipengaruhi oleh proses preparasinya(vansant dkk,1998, Gil, dkk, 2000). Secara umum, proses yang tepat dan efisien dalam preparasi katalis akan dapat meningkatkan aktivitas lempung sebagai katalis. Vansant(1997) menunjukkan Kimia ITS HKI Jatim 87

Fatimah dan Wijaya-Pengaruh Metode Preparasi Terhadap Karakter Fisikokimiawi Montmorillonit Termodifikasi ZrO2 bahwa proses sintesis lempung terpilar akan sangat mempengaruhi porositas katalis lempung. Porositas lempung secara langsung akan mempengaruhi proses adsorpsi pada katalisasi sehingga dapat menurunkan aktivitas katalis. Penelitian oleh Wang dkk (1998) menunjukkan bahwa bentonit terpilar La:Al memiliki aktivitas reforming CH4 dari CO2. Sementara itu, penelitian oleh Kawi dan Yao (1999) juga menunjukkan bahwa pengambanan logam nikel pada katalis saponit meningkatkan unjuk kerja katalis pada hidrogenasi isopropilalkohol. Kestabilan termal yang meningkat setelah pilarisasi adalah perubahan karakter yang utama yang diharapkan dari proses pilarisasi. Kajian pilarisasi logam pada montmorillonit alam di Indonesia telah banyak dilakukan, antara lain oleh Wijaya(2002), Darmawan, dkk (2005), Lestari, dkk (2005) serta Fatimah (2004 dan 2005). Pada penelitiannya, Wijaya (2002) mensintesis montmorillonit terpilar oksida Al, Fe, dan Ti guna kepentingan fotokatalis zat warna, sedangkan Darmawan, dkk (2005) serta Lestari, dkk (2005) melakukan pilarisasi menggunakan silica untuk kepentingan perengkahan hidro fraksi berat minyak bumi. Di antara beberapa oksida logam yang dapat diembankan yang telah dilaporkan, oksida Zr memiliki kelebihan tersendiri terutama untuk kepentingan perengkahan minyak bumi. Berdasar karakternya oksida Zr sendiri memiliki ketahanan termal yang tinggi dan terbukti memilki aktivitas yang tinggi pada konversi hidrokarbon rantai panjang/ tar (Dayton, 2002). Pilarisasi Zr pada montmorillonit telah dilaporkan dari beberapa penelitian, antara lain oleh Wang, dkk.(1998) dan Kooli dan Joones (1997). Sedangkan di Indonesia sendiri, sintesis lempung terpilar oksida Zr telah dilakukan oleh Fatimah (2004 dan 2005) serta Fatimah dan Wijaya (2005). Pada penelitian terdahulu, lempung terpilar oksida Zr digunakan dalam aplikasinya sebagai material fotokatalis pada fotodegradasi limbah zat warna, limbah cair industri tekstil serta fenol. Sementara itu, uji aktivitasnya sebagai fotokatalis pada perengkahan minyak bumi belum pernah dilakukan. Metode sintesis ZrO2-Montmorillonit telah dipublikasikan oleh beberapa peneliti, dua di antaranya telah diaplikasikan pada penelitian terdahulu, yaitu penerapan metode Yang dan Kooli dan Joones secara refluks pada 80 o C (1997). Berdasar hasil penelitian Gil,dkk(2000) luas permukaan bentonit terpilar oksida Zr hasil sintesis mencapai 237 m 2 /g dengan kenaikan basal spacing sebesar 9,9 Å. Sementara itu, Fatimah (2005) melaporkan bahwa pemilaran oksida Zr terhadap bentonit alam asal Pacitan, Jawa Timur mampu menaikkan luas permukaan padatan dari 45,68 m 2 /g menjadi sebesar 59,53 m 2 /g dan kenaikan basal spacing sebesar 9,6Å. Rekomendasi dari penelitian tersebut adalah perlu dilakukannya optimasi pilarisasi oksida Zr menggunakan bahan baku bentonit alam Indonesia meliputi teknik preparasi dan pengaruh konsentrasi Zr terhadap karakter fisik dan aktivitas katalitik. Dalam penelitian ini akan diusahakan perbaikan metode sintesis material ZrO2-PILC dengan pilarisasi menggunakan pengarah guna memperoleh karakter fisika yang baik dibandingkan metode sebelumnya. Teknik pilarisasi yang dimaksud dilakukan dengan menggunakan molekul pengarah (templating molecule) sebelum polioksokation Zr 4+ diinterkalasikan. Salah satu contoh metode ini telah dicoba oleh Kooli dan Jones (1997) menggunakan gliserol pada pilarisasi Zr pada saponit dan molekul pengarah PVA yang digunakan pada sintesis lempung terpilar La-Al (Wang dkk,1998 ) serta Zhu dan Lu (2001). Berdasar kajian yang telah dilakukan pada penelitian terdahulu dalam penelitian ini diusulkan perbandingan metode sintesis menggunakan pengarah yang berbeda memberikan gambaran metode mana yang menghasilkan karakter padatan yang lebih baik serta pengaruhnya terhadap aktivitas katalitiknya pada perengkahan minyak bumi. METODE PENELITIAN Bahan dan Alat yang digunakan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Bentonit alam asal Pacitan Jawa Timur, Biru metilena buatan E. Merck, ZrOCl2.8H2O buatan E. Merck dan Gliserol buatan E. Merck. Alat yang digunakan meliputi : Seperangkat alat gelas, Spektrofotometri UV-Visible merek HITACHI U 2010, Lampu UV dengan panjang gelombang 366 nm, reaktor kalsinasi, Surfacearea analyzer NOVA 1000, X-Ray Diffraction merek Shimadzu XRD 6000, dan X-Ray Fluoresence ( XRF ). Jalannya Penelitian Sebelum proses pemilaran terhadap bentonit, terlebih dahulu dilakukan karakterisasai dan preparasi lempung bentonit. Karakterisasi lempung alam bentonit ditentukan dengan pengukuran luas permukaan spesifik, kristalinitas, basal spacing (d001) dan analisis logam Zr dengan cara pencucian menggunakan aquadest dan penggerusan serta pengayakan ukuran yang lolos ukuran 200 mesh. Sintesis lempung terpilar ZrO2 berlangsung dengan tahap persiapan agen pemilar, interkalasi dan kalsinasi. Larutan pemilar dibuat dengan cara mencampurkan larutan 250 ml ZrOCl2.8H2O dengan 50 ml Gliserol dan dilanjutkan pengadukan pada temperatur 25ºC. Interkalasi larutan pemilar dilakukan dengan mencampurkan 88 Kimia ITS HKI Jatim

Akta Kimindo Vol. 1 No. 2 Oktober 2005: 87-92 larutan ZrOCl2.8H2O dengan 50 ml Gliserol dan dilanjutkan pengadukan pada temperatur 25ºC. Larutan pemilar yang dihasilkan kemudian dicampurkan dengan 100 g lempung montmorillonit alam dilanjutkan dengan refluks selama 2 jam. Hasil perlakuan disaring dan dicuci sampai ph netral dan bebas dari ion Cl -. Variasi konsentrasi Zr dibuat dengan melakukan variasi konsentrasi Zr 4+ 0,12 M, 0,24M dan 0,48M serta variasi waktu oksidasi 4 jam, 6 jam, dan 9 jam. Hasil sintesis selanjutnya disebut dengan ZrO2- Montmorillonit dengan kode mengikuti variasi konsentrasi Zr 4+, berturut-turut adalah ZrO2- Montmorillonit-C1, ZrO2-Montmorillonit-C2, ZrO2- Montmorillonit-C3 serta hasil dari variasi waktu oksidasi berturut-turut ZrO2-Montmorillonit-W3, ZrO2-Montmorillonit-W6, ZrO2-Montmorillonit-W9. Montmorillonit alam dan ZrO2-Montmorillonit dikarakterisasi kristalinitas dan basal spacing (d001) menggunakan XRD, analisis logam Zr menggunakan XRF dan analisis luas permukaan dengan metode serapan nitrogen (alat : BET Surfacearea Analyzer). Karakter Zr montmorillonit yang dihasilkan dibandingkan dengan karakter montmorillonit alam. Sintesis Zr montmorillonit diawali dengan pembuatan agen pemilar berupa larutan senyawa kompleks Zr-polihidroksi dari campuran ZrOCl2.8H2O dan gliserol. Selanjutnya interkalasi dilakukan dengan mereaksikan larutan pemilar dengan montmorillonit alam pada temperatur 102 C selama 2 jam. Dari proses ini diharapkan terjadi pertukaran kation-kation alkali dan alkali tanah dengan polihidroksi Zr 4+ yang memiliki ukuran lebih besar sehingga diharapkan terjadi kenaikan jarak antar lapis silika pada struktur montmorillonit. Perubahan karakter fisika montmorillonit setelah pilarisasi diamati melalui analisis kristalinitas dengan X-ray Diffraction (XRD), analisis luas permukaan spesifik dan porositas serta analisis kandungan Zr secara X-ray Fluoresensi (XRF). HASIL DAN PEMBAHASAN Data kristalinitas padatan sebelum dan sesudah pilarisasi disajikan pada Gambar 1. Dari difraktogram yang dihasilkan pada pengukuran montmorillonit alam, tampak puncak pada 2θ = 5,93 (d=14,898 Å) dan 2θ = 19,92 (d= 4,454 Å) merupakan puncak karakteristik dari montmorillonit alam dengan intensitas yang cukup berarti. Intensitas yang bermakna pada 2θ=5,93 menunjukkan bahwa mineral penyusun utama montmorillonit didukung dengan puncak lain pada 2θ = 20,18 ; 23,57 dan 26,57. Beberapa puncak menunjukkan kandungan mineral yang lain yaitu puncak spesifik kaolinit pada 2θ = 12,2 (d= 7,24 Å); 24, 86 (d= 3,57 Å) dan 19,88 (d= 4,46 Å) serta beberapa puncak yang menunjukkan adanya mineral kuarsa (Quartz) yaitu pada d= 3,34 Å; 4,26 Å dan 1,83 Å. Secara keseluruhan, difraktogram menunjukkan bahwa sampel merupakan mineral montmorillonit. Puncak khas montmorillonit masih terlihat pada ZrO2-montmorillonit hasil sintesis baik dengan variasi konsentrasi pemilar maupun maupun variasi waktu oksidasi, tetapi puncak utama 2θ=5,93º tidak tampak secara berarti pada ketiganya. Hal ini dimungkinkan oleh adanya pergeseran puncak ke arah kiri hingga tak terlihat pada difraktogram atau puncak menghilang menunjukkan perubahan struktur basal spacing montmorillonit akibat interkalasi dengan polihidroksi Zr 4+. Secara teoritis, jika pilarisasi mampu menaikkan jarak antar lapis silika montmorillonit, akan terlihat pergeseran puncak khas yang menunjukkan basal spacing d001 (2θ=5,93º) ke arah kiri. a b Gambar 1 Karakter XRD ZrO 2 -Montmorillonit dengan variasi (a) konsentrasi pemilar (b) waktu oksidasi Kimia ITS HKI Jatim 89

Fatimah dan Wijaya-Pengaruh Metode Preparasi Terhadap Karakter Fisikokimiawi Montmorillonit Termodifikasi ZrO2 Untuk mendukung data adanya perubahan struktur antar lapis silika pada montmorillonit, dilakukan pengukuran kandungan Zr disajikan pada Tabel 1 dan hasil analisis luas permukaan spesifik padatan, volume pori serta rerata jejari pori. Data disajikan pada Tabel 2. Tabel 1. Kandungan Zr pada ZrO2-montmorillonit Sampel Kadar Zr (% b/b) Na-Montmorillonit Tidak terdeteksi ZrO2 Montmorillonit-C 1 7.44 ZrO2 Montmorillonit-C 2 10.49 ZrO2 Montmorillonit-C 3 15.23 ZrO2 Montmorillonit-W4 4,64 ZrO2 Montmorillonit-W6 4,28 ZrO2 Montmorillonit-W9 3,84 Hasil analisis kandungan Zr pada sampel montmorillonit terpilar oksida Zr menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi agen pemilar menghasilkan kandungan Zr teremban semakin meningkat, tetapi peningkatan waktu oksidasi menghasilkan penurunan kandungan Zr. Berdasar hasil analisis kadar Zr pada variasi konsentrasi agen pemilar, kadar yang diperoleh pada sampel montmorillonit tidak sesuai dengan kadar yang diinginkan secara teoritis. Tidak terpenuhinya kadar teoritis yang diharapkan diperoleh pada pilarisasi montmorillonit disebabkan reaksi pertukaran ion yang terjadi antara polioksokation Zr 4+ yang diharapkan berada dalam bentuk [Zr4(OH)14(H2O)10] 2+ dengan kation-kation yang ada pada montmorllonit alam merupakan reaksi kesetimbangan. Zr 4+ + M n+ -Montmorillonit Zr 4+ -montmorillonit + M n+ Mekanisme pertukaran oligomer oksida logam yang terbentuk bersama air dapat dinyatakan menggunakan pendekatan model kovalen sebagai berikut: M2O(s) + H2O 2 M(OH)(s) Oksida terhidrasi dari quadrivalent Zr /Zr 4+ berlaku amfoter dan dapat dinyatakan dalam persamaan berikut : M-OH + MA + + - OH M-O-MA (s) +H2O Dengan M adalah logam dalam pilar dan MA + adalah kation pada antar lapis silika (Cheng dan Yang, 1995). Beberapa faktor mempengaruhi kesetimbangan tersebut antara lain temperatur reaksi, ph sistem dan homogenitas ion-ion yang terkandung pada montmorillonit alam. Kemampuan Zr 4+ menggantikan ion-ion yang ada pada strukur montmorillonit alam tergantung pada perbedaan potensial ionik. Beberapa tahap terjadi pada proses pertukaran ion tersebut, antara lain meliputi proses difusi ion datang (polioksokation Zr 4+ ) kepada padatan. Jika ion yang akan tertukar pada padatan tidak homogen, kesetimbangan difusi yang terjadi lebih kompleks. Namun demikian jika dihitung prosentase kadar Zr dibandingkan kadar teoritis pada ketiga sampel memiliki nilai yang tidak terlalu berbeda. Prosentase Zr yang masuk berbanding teoritis pada sampel Zr-montmorillonit-C1, Zrmontmorillonit-C2, Zr-montmorillonit-C3 berturutturut adalah sebesar 67.99 %, 63.90%, dan 69.55%. Sedangkan, dari variasi waktu oksidasi, ditunjukkan adanya dekomposisi mineral montmorillonit selama proses kalsinasi sehingga ada penurunan kadar alumina dan silika yang menyebabkan kandungan logam Zr dalam ZrO2- montmorillonit lebih besar dari Zr teoritis. Selain itu, kemungkinan disebabkan karena pada saat proses oksidasi terjadi reduksi mineral pengotor yang terdapat dalam montmorillonit. Tabel 2. Hasil pengukuran luas permukaan spesifik, rerata jejari pori dan volume pori dari montmorillonit alam dan ZrO2-montmorillonit dengan variasi temperatur oksidasi No Luas Rerata jejari Volume Sampel permukaan spesifik (m 2 /g) pori (Å) pori (ml/g) Na-Montmorillonit 55,14 17,59 48,51 ZrO2 Montmorillonit-C 1 79,65 11,73 64,62 ZrO2 Montmorillonit-C 2 110,18 13,46 67,99 ZrO2 Montmorillonit-C 3 115,94 13,51 78,35 ZrO2 Montmorillonit-W4 69,77 12,96 45,19 ZrO2 Montmorillonit-W6 79,10 16,26 64,33 ZrO2 Montmorillonit-W9 74,53 16,37 60,10 total Berdasarkan data hasil analisis yang diperoleh menunjukkan adanya peningkatan luas permukaan spesifik dari Na-montmorillonit setelah proses pilarisasi. Secara umum dari gambar terlihat bahwa volume gas teradsorpsi oleh ZrO2-montmorillonit pada setiap tekanan lebih besar dibandingkan dengan volume gas teradsorpsi oleh montmorillonit alam. Hal tersebut menunjukkan bahawa kapasitas pori montmorillonit alam mengadsorpsi gas N2 lebih rendah dibandingkan dengan ZrO2-montmorillonit. Sementara itu, dari variasi konsentrasi pemilar, 88 Kimia ITS HKI Jatim

Akta Kimindo Vol. 1 No. 2 Oktober 2005: 87-92 terlihat volume serapan seiring dengan kenaikan konsentrasi agen pemilar yang digunakan sehingga volume serapan ZrO2 Montmorillonit-C 1< ZrO2 Montmorillonit-C 2> ZrO2 Montmorillonit-C3. Hal ini berkaitan dengan distribusi ukuran pori dan volume setiap pori yang dimiliki. Dari hasil analisis porositas yang dimiliki terlihat adanya evolusi pori ke arah pembentukan mesopori lebih besar pada konsentrasi agen pemilar yang lebih besar (Gambar 2). Luas permukaan spesifik dari ZrO2-montmorillonit dengan variasi waktu oksidasi 3 jam, 6 jam dan 9 jam relatif lebih besar dari Na-montmorillonit. Perlakuan terhadap Na-montmorillonit setelah dipilar dengan oksida Zr telah menambah luas permukaan spesifik sebesar 14,6245 m 2 /g untuk ZrO2-montmorillonit-W3, 23,9625 m 2 /g untuk ZrO2-montmorillonit-6 dan 19,3851 m 2 /g untuk ZrO2-montmorillonit-W9. Luas permukaan spesifik montmorillonit mengalami peningkatan setelah pilarisasi namun peningkatan relatif kecil yaitu sebesar 26,5% untuk ZrO2-montmorillonit-W3, 43,5% untuk ZrO2-montmorillonit-W6 dan 35% untuk ZrO2-montmorillonit-W9. Hal ini kemungkinan dipengaruhi oleh kandungan oksida Zr dalam mineral serta struktur kristal yang dibentuk. Hal ini didukung oleh data distribusi jejari pori serta hasil perhitungan rerata jejari pori ZrO2-montmorillonit (12,10 Ǻ) untuk ZrO2- montmorillonit-w3, (16,26 Ǻ) untuk ZrO2- montmorillonit-w6 dan (16,37 Ǻ) untuk ZrO2- montmorillonit-w9, lebih kecil daripada rerata jejari pori montmorillonit alam(17,59 Ǻ) yang menunjukkan distribusi pori yang merata pada montmorillonit terpilar. 0.3 0.25 pore volume 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0 200 400 600 800 radius (A) mont-alam Zr-Montmorillonit-C1 Zr-montmorillonit-C2 Zr-montmorillonit-C3 Gambar 2 Perubahan distribusi pori ZrO2-montmorillonit dengan variasi konsentrasi pemilar Secara umum, konsentrasi agen pemilar berpengaruh meningkatkan luas permukaan spesifik, porositas serta menurunkan kristalinitas padatan, tetapi variasi waktu oksidasi tidak secara signifikan berpangaruh terhadap karakter tersebut. Peningkatan luas permukaan spesifik serta perubahan distribusi pori padatan yang disertai dengan tidak terlihatnya kenaikan basal spacing d001 dari montmorillonit serta perubahan distribusi yang ditunjukkan mengindikasikan adanya pembentukan struktur rumah kartu (house of cards) yang dapat diinterpretasikan seperti disajikan pada Gambar 3. Adanya penurunan kristalinitas padatan montmorillonit dimungkinkan dihasilkan dari distribusi pori yang tidak merata pada ZrO2- montmorillonit membentuk susunan acak dari antar lapis struktur montmorillonit sehingga menghasilkan mesopori. Mesopori terbentuk bukan dari kenaikan tinggi pilar antar lapis silika sehingga enyebabkan tidak munculnya pergeseran basal spacing d001 pada analisis XRD. Kimia ITS HKI Jatim 91

Fatimah dan Wijaya-Pengaruh Metode Preparasi Terhadap Karakter Fisikokimiawi Montmorillonit Termodifikasi ZrO2 mesopori Gambar 3 Representasi skematik house of cards pori pada lempung terpilar KESIMPULAN Sintesis ZrO2-montmorillonit dipengaruhi secara signifikan oleh konsentrasi agen pemilar Zr 4+ ditunjukkan dengan peningkatan kandungan Zr dan luas permukaan spesifik padatan, tetapi tidak dipengaruhi secara siginikan oleh waktu oksidasi. Peningkatan kandungan Zr dan luas permukaan spesifik tidak disertai dengan peningkatan kristalinitas padatan mengindikasikan adanya pembentukan rumah kartu (house of cards) dari struktur ZrO2-montmorillonit. UCAPAN TERIMAKASIH Ucapan terimakasih kepada saudari Laili Dewi Saraswati dan Erlyna Riawan yang telah membantu mengambil data pada sebagian penelitian ini DAFTAR PUSTAKA Cheng, L., dan Yang, RT, 1995, Ind. Eng.Chem.Res., 34, 2021-2028 Darmawan, A., Sriatun, Lestari, S., dan Aryanto, Y., 2005, Prosiding Seminar Nasional Kimia XIV, ISSN : 1410-8313, Hal 133-145. Darwanta, 2003, Uji Aktivitas Bentonit Alam Terpilar Oksida Al Pada Hidrorengkah Fraksi Berat Minyak Bumi, thesis S2, Universitas Gadjah Mada, Jogjakarta Fatimah,I, 2004, Jurnal Logika, Vol 1., No. 1, Lembaga Penelitian UII, Jogjakarta. Fatimah, I dan Wijaya, K., 2005, Prosiding Seminar Nasional Kimia XIV, ISSN : 1410-8313, 167-178 Gil, A., Vicente, A., Gandia, M., 2000, Micro. Meso Mat., 34, 115-125. Hutson, D., Hoekstra, J., dan Yang, RT, 1999, Micro. Meso Mat, 28, 447-459. Kooli, F dan Jones, W., 1997, Chem. Mater., 9., 2913-2920 Lestari, S dan Aryanto, Y.,Prosiding Seminar Nasional Kimia XIV, ISSN:1410-8313, Hal 164-172 Maes, N, Zhu, HY, vansant, EF, 1997, Appl. Clay Sci., 12, 43-60 Vansant, E.F., 1998, Adsorption in Porous Materials, University of Antrewp, Wilrijk, Belgium Wang, S., Zhu Y., Lu, Q., 1998, J. Coloid and Interface Science, 204, 128-134 92 Kimia ITS HKI Jatim