Perpustakaan Digital ITB

Ion Cu(II) dan Zn(II) merupakan ion penting yang banyak digunakan dalam berbagai proses di industri. Kedua ion tersebut digunakan dalam industri tekstil, elektroplating, metalurgi, elektronik, kertas dan cat. Proses tersebut menghasilkan limbah dan menumpuk dalam waktu yang cukup lama dan dapat mencemari lingkungan. Logam Cu dan Zn merupakan unsur esensial bagi manusia, akan tetapi dalam jumlah banyak dapat menyebabkan masalah kesehatan seperti kanker karena sifatnya beracun dan mutagenik. Batas maksimum kadar logam Zn dalam air adalah 5 mg/L sedangkan batas maksimum logam Cu adalah 2 mg/L. Oleh karena itu, diperlukan metode yang efektif untuk mengurangi kadar ion Cu(II) dan Zn(II) di lingkungan. Salah satu metode yang dapat dilakukan adalah adsorpsi menggunakan zeolit. Zeolit merupakan material berpori dengan struktur pori beragam dan berongga. Pada penelitian ini digunakan zeolit ZSM5 karena memiliki beberapa fitur yang baik, seperti struktur pori yang khas, luas permukaan besar, kemampuan untuk melakukan proses pemisahan secara selektif, stabilitas termal, dan mempunyai gugus silanol (SiOH), AlOH, dan OH (SiOHAl) dipermukaan sehingga dapat berikatan baik dengan ion berat. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari proses adsorpsi pada struktur zeolit ZSM-5 terhadap ion Cu(II) dan Zn(II) dengan menentukan kondisi optimum, isoterm, kinetika dan termodinamika adsorpsi serta membandingkan kapasitas adsorpsi ion Cu(II) dan Zn(II) menggunakan zeolit ZSM-5 yang di terprotonasi dan zeolit ZSM-5 teramoniumisasi. Penelitian dilakukan melalui dua tahap : (1) Terprotonasi dan karakterisasi zeolit ZSM-5 (2) Adsorpsi ion Cu(II) dan Zn(II) menggunakan ZSM-5 dengan menentukan kondisi optimum adsorpsi, yaitu waktu optimum, pH optimum, massa adsorben, suhu, selektivitas dan adsorpsi-desorpsi. Terprotonasi zeolit ZSM-5 dilakukan dengan menambahkan NH4NO3 1 M dan diaduk selama 11 jam pada suhu 70?C kemudian di kalsinasi pada suhu 550?C selama 6 jam. Karakterisasi XRD dan SEM mengkonfirmasi struktur ZSM-5 dengan morfologi prismatik heksagonal. Isoterm Langmuir dan Freundlich digunakan untuk menginterpretasikan data adsorpsi dari ZSM-5. Hasil penelitian menunjukkan kondisi optimum adsorpsi ion Cu(II) mencapai waktu optimum pada 20 menit dan adsorpsi ion Zn(II) menunjukkan kondisi optimum pada waktu 10 menit. Proses adsorpsi ion Cu(II) dan Zn(II) pada zeolit ZSM-5 mengikuti isotherm Langmuir dengan qm 12,164 mg/g dan 2,092 mg/g. Studi kinetika menunjukkan proses adsorpsi mengikuti kinetika reaksi orde 2 pseudo. Perhitungan parameter termodinamika seperti entalpi dan energi bebas Gibs diperoleh bahwa proses adsorpsi ion Cu(II) dan Zn(II) berlangsung secara eksotermik dengan nilai ?H masing-masing sebesar -13,09 kJ/mol dan -9,31 kJ/mol. Uji selektivitas menunjukkan zeolit ZSM-5 lebih selektif terhadap ion Cu(II) dibandingkan ion Zn(II). Zeolit ZSM-5 yang di terprotonasi menunjukkan kapasitas adsorpsi lebih tinggi dibandingkan zeolit ZSM-5 yang tidak diterprotonasi. Untuk mengetahui proses adsorpsi pada struktur ZSM-5, dilakukan karakterisasi menggunakan spektroskopi Raman. Hasil karakterisasi menunjukkan proses adsorpsi ion Cu(II) dan Zn(II) terjadi pada cincin-10 zeolit ZSM-5.