Perpustakaan Digital ITB

Pemanfaatan limbah abu terbang batubara PLTU Paiton masih kurang optimal dan menimbulkan permasalahan lingkungan. Kandungan alumina pada limbah abu terbang batubara dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku dalam sintesis material adsorben termodifikasi untuk adsorpsi logam tanah jarang seperti ion neodimium (Nd(III)). Modifikasi dengan polidopamin dilakukan untuk memperkaya gugus fungsi aktif pada permukaan material sehingga meningkatkan afinitas terhadap ion neodimium dan memperbaiki kinerja adsorpsinya. Penelitian ini bertujuan mengisolasi alumina dari abu terbang batubara serta menyintesis material alumina mesopori yang dimodifikasi dengan polidopamin untuk adsorpsi ion neodimium. Isolasi alumina dilakukan melalui tahapan pra-perlakuan, amorfisasi terkontrol, serta proses hidrometalurgi yang meliputi pelindian asam, pelindian basa, dan penetralan larutan. Alumina hasil isolasi kemudian disintesis menjadi alumina mesopori menggunakan surfaktan Pluronic P123 dan selanjutnya dimodifikasi melalui pelapisan polidopamin. Material yang berhasil disintesis dan dikarakterisasi menggunakan FTIR, XRF, XRD, BET, dan SEM kemudian dilakukan optimasi kinerja adsorpsi pada adsorben.. Hasil penelitian menunjukkan bahwa proses isolasi menghasilkan silika, besi, dan alumina dengan tingkat kemurnian masing-masing sebesar 96,63; 10,3; dan 94,3%, serta rendemen masing-masing sebesar 35,66; 56,77; dan 11,40%. Penggunaan Pluronic P123 terbukti meningkatkan luas permukaan material hingga 246,87 m²/g sekaligus membentuk struktur mesopori dengan diameter pori sebesar 4,29 nm. Pada penelitian ini dilakukan optimasi kinerja tiga material meliputi Al(OH)3 hasil ekstraksi tanpa modifikasi (AI), alumina mesopori (AM), dan alumina polidopamin (AP) berpori hierarki pada kondisi optimum pH 6, massa adsorben 15 mg, dan waktu kontak 60 menit. Data hasil adsorpsi mengikuti model isoterm Freundlich melalui fitting non linier dengan nilai Kf untuk material AI, AM, dan AP sebesar 2,4707; 3,266; dan 5,2202 dan nilai n masing-masing sebesar 1,0098; 1,3137; dan 1,6122. Proses adsorpsi mengikuti model kinetika orde dua semu berdasarkan analisis fitting nonlinier dengan nilai kapasitas adsorpsi (Qe) AP sebesar 6,994 atau 4,9 kali lebih besar dari Al(OH)3 hasil ekstraksi tanpa modifikasi (AI) sebesar 1,4287. Selain itu, hasil kajian termodinamika mengindikasikan bahwa proses adsorpsi berlangsung secara spontan dan bersifat endotermik, sedangkan uji ANOVA menunjukkan bahwa model yang diperoleh signifikan secara statistik (p < 0,001), R2 dari persamaan regresi material AI, AM, dan AP masing-masing sebesar 0,9321; 0,9175; dan 0,9299 dengan parameter konsentrasi ion neodimium sebagai variabel paling mempengaruhi adsorpsi. Berdasarkan hasil tersebut, material AP berpori hierarki berpotensi dikembangkan sebagai adsorben yang efektif untuk studi pemisahan ion neodimium.