PEMANFAATAN ENERGI GELOMBANG ULTRASONIK DALAM ADSORPSI ION LOGAM BERAT Cu(II) PADA BIOADSORBEN KARBON AKTIF DARI SEKAM PADI

Indonesia Chimica Acta, , Vol. 5. No. 2, December 2012

M. Zakir, dkk.

ISSN 2085-014X

PEMANFAATAN ENERGI GELOMBANG ULTRASONIK DALAM ADSORPSI ION LOGAM BERAT Cu(II) PADA BIOADSORBEN KARBON AKTIF DARI SEKAM PADI M. Zakir∗, Maming, I. Raya, A. Karim, Santi Jurusan Kimia, FMIPA, Universitas Hasanuddin Kampus Tamalanrea, Makassar 90245 Indonesia

Abstrak. Penelitian tentang pemanfaatan energi gelombang ultrasonik dalam adsorpsi ion logam berat Cu2+ pada bio-adsorben karbon aktif dari sekam padi telah dilakukan. Tujuan jangka panjang penelitian ini adalah tersedianya data kapasitas adsorpsi dan material karbon aktif dengan kualitas lebih baik dari hasil irradiasi dengan gelombang ultrasonik. Rata-rata kadar abu sekam padi yang digunakan pada penelitian ini yaitu 20,69%. Karakteristik permukaan (surface characteristics) material karbon aktif yang dibuat pada suhu 400°C kemudian diaktivasi dengan larutan ZnCl2 10%; berdasarkan data-data SEM, XRD, FTIR dan analisis sifat permukaan, adalah lebih baik dibandingkan dengan karbon aktif yang dibuat pada kondisi-kondisi lainnya. Nilai konstanta Langmuir, b, untuk adsorpsi non-ultrasonik adalah -0,0362 dan ultrasonik adalah 0,1105 untuk ion logam Cu2+, sehingga disimpulkan bahwa ultrasonik secara positif mempengaruhi afinitas ion logam Cu2+ terhadap karbon aktif sekam padi. Kapasitas adsorpsi maksimum (am) karbon aktif sekam padi meningkat akibat iradiasi ultrasonik. Nilai konstanta am pada model Langmuir adalah 6,2775 (ultrasonik) lebih besar dibandingkan dengan 1,0464 (non ultrasonik) untuk ion logam Cu2+. Nilai tersebut mengalami kenaikan sebesar 83% akibat adanya iradiasi gelombang ultrasonik. Kata kunci: karbon aktif, sekam padi, afinitas adsorpsi, kapasitas adsorpsi maksimum, ultrasonik Abstract. Ultrasound-assisted adsorption of Cu2+ ions on rice husk activated carbon has been conducted. The present study was aimed to removal of Cu2+ ions from aqueous solution by ultrasound assisted adsorption onto surface of activated carbon. The ash content of rice husk used in this experiment was 20.69%. Surface characteristics were determined with analyses based on Scanning Electron Microscopy, X-Ray Diffraction, and Fourier Transform Infrared, and surface properties analysis. The results showed that rice husk based activated carbon prepared at 400°C and treated with ZnCl2 10% has better properties compared to others activated carbon prepared with difference conditions. The value of Langmuir model constant, b, for Cu2+ ion adsorption is -0.0362 (absence of sonication) and 0.1105 (presence of sonication) suggests that ultrasonic irradiation positively affects the affinity of Cu2+ ions towards the adsorbent. Maximum adsorption capacity increases in the presence of sonication. This can be seen on the value of am, Langmuir constant which represents the maximum adsorption capacity of adsorbent. The values are 1.0464 mg/g and 6.2775 mg/g for the absence and presence of sonication, respectively, which suggests an increase (83%) in the adsorption capacity of activated carbon due to the ultrasonic irradiation. Key words: activated carbon, rice husk, adsorption affinity, maximum adsorption capacity, ultrasound

∗

Alamat korespondensi: [email protected]; [email protected] 1


M. Zakir, dkk.

ISSN 2085-014X

untuk pertama kali pelarutan koloid Tc(IV)O2.nH2O yang diiradiasi dengan gelombang ultrasonik (Sekine dan Zakir, 2008). Oksidasi Tc(IV) menjadi Tc(VII) disebabkan oleh radikal OH yang dihasilkan dari hasil pemecahan molekul air akibat adanya pemecahan gelembung (cavitational collapse) dalam proses kavitasi akustik (Zakir dan Sekine, 2009). Mekanisme reaksi sistem heterogen (cairpadat) yang terjadi pada oksidasi Tc(IV) ke Tc(VII) melewati beberapa tahap antara (Zakir dan Sekine, 2010). Hasil analisis kinetik juga menunjukkan bahwa reaksi oksidasi Tc(IV) ke Tc(VII) lebih sesuai dengan kinetika reaksi heterogen (cairpadat), bukan reaksi homogen. Model kinetika baru untuk reaksi ini diturunkan dari kombinasi Model Langmuir– Hinshelwood dan Model Eley–Rideal (Zakir, 2010). Aplikasi sistem heterogen yang ada pada kasus diatas, bisa juga digunakan dalam sistem adsorpsi zat pencemar (logam berat atau zat organik) pada karbon aktif sekam padi, karena zat pencemar berada dalam larutan (cair) sedangkan adsorbennya (kabon aktif) berwujud padat. Karbon aktif komersial (CAC, commercial activated carbon) merupakan adsorben yang paling banyak digunakan untuk menghilangkan zat pencemar, baik logam berat maupun zat organik/zat warna, dari lingkungan karena keefektifannnya dan kapasitas adsorpsi yang besar, namun demikian pemanfaatannya masih terbatas karena biaya operasi yang besar (Ramirez dan Holmez, 2008). Untuk mengatasi tingginya biaya penggunaan CAC dalam pengolahan air limbah, pembuatan adsorben alternatif (low cost adsorbent) dari limbah pertanian (Hameed, 2009), limbah industri (Kavitha dan Namasivayam, 2007), dan bahan-bahan murah dan berlimpah lainnya (Weng dan Pan, 2006; Weng dkk. 2007; Aroguz dkk. 2008; Bukallah dkk. 2007) menjadi pilihan

PENDAHULUAN Gelombang ultrasonik dalam kimia merupakan salah satu sumber energi yang besar (Suslick,1990). Produksi energi muncul dari proses kavitasi akustik (acoustic cavitation) yang terdiri dari pembentukan, pertumbuhan, dan keruntuhan (implosive collapse) dari gelembung yang terbentuk. Selama pemecahan gelembung (cavitational collapse), pemanasan intens dari gelembung terjadi. Titik panas yang terlokalisasi ini memiliki temperatur 5000°C, tekanan 500atm, dan waktu hidup beberapa mikrodetik (Flint dan Suslick, 1991). Gelombang kejut dari kavitasi dalam bubur cair-padat menghasilkan tumbukan interpartikel yang berkecepatan tinggi. Efek kavitasi ini memiliki energi yang cukup untuk meleburkan logam yang ada pada sistem itu (McNamara III dkk. 1999). Dalam sistem larutan (cair-padat), gelombang ultrasonik menyebabkan efek mekanik pada reaksi, misalnya memperbesar luas permukaan melalui pembentukan celah mikro pada permukaan, mempercepat pelarutan, ataupun meningkatkan laju transfer massa (Suslick dkk. 1999; Thompson dan Doraiswamy, 1999). Taleyarkan dkk. (2006) mengamati adanya emisi nuklir (emisi neutron) dari iradiasi benzene(2H) dan campuran aseton dengan gelombang ultrasonik. Karena potensi energi yang tinggi, maka sumber energi ini cukup menarik untuk diteliti, dieksplorasi, dan dimanfaatkan sebagai sumber energi masa depan. Pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk degradasi kontaminan kimia dalam lingkungan telah dilakukan (Hoffmann, dkk. 1996; Thompson dan Doraiswamy, 1999). Contoh yang bisa dituliskan adalah penanganan kasus logam berat Teknesium, yang disamping merupakan logam berat yang berbahaya, semua isotop unsur ini juga bersifat radioaktif. Kami melaporkan 2


M. Zakir, dkk.

yang menarik (Babel dan Kurniawan, 2003; Crini 2006; Febrianto dkk. 2009). Pemanfaatan sekam padi (Daifullah dkk. 2003), abu sekam padi (Mane dkk. 2007; Chandrasekar dan Pramada, 2006), karbon pori sekam padi (Guo dkk. 2005), karbon aktif sekam padi (Gupta dkk. 2006; Ponnusami dkk. 2007, Zakir dkk. 2011) sebagai bio-adsorben zat pencemar juga telah dilaporkan. Karbon aktif yang dibuat dari bahan limbah pertanian, termasuk sekam padi, umumnya memiliki beberapa kelemahan seperti (1) kapasitas adsorpsi relatif rendah, (2) luas permukaan kecil, (3) struktur mikropori terbatas, dan (4) jalur difusi adsorbat (zat pencemar) ke dalam partikel padat (partikel adsorbent) yang panjang (Ramirez dan Holmez, 2008). Pencemaran lingkungan, terutama lingkungan perairan yang disebabkan oleh logam berat Cu telah cukup memprihatinkan. Peningkatan kebutuhan manusia di berbagai bidang kehidupan yang menggunakan logam Cu sebagai bahan kawat listrik, industri otomotif, bahan beterei, dll., juga akan semakin meningkatkan beban pencemaran pada lingkungan dan sangat membahayakan manusia dan mahluk hidup lainnya. Tembaga (Cu) menghambat aktivitas enzim dalam pembelahan fitoplankton (Sudarmaji dkk. 2006). Berdasarkan uraian di atas, telah dilakukan penelitian pemanfaatan energi yang ditimbulkan akibat iradiasi gelombang ultrasonik untuk meningkatkan kapasitas adsorpsi karbon aktif sekam padi dalam menjerap ion logam berat Cu dari dalam larutan.

ISSN 2085-014X

pengotor yang ada di permukaan sekam dan dikeringkan pada suhu 110 C selama 12 jam. Bahan kimia Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah larutan Cu2+ (dibuat dari Cu(CH3COO)2 sebagai larutan uji. Bahan kimia lain adalah larutan aktivator ZnCl2 (E-Merck), aquadest, aquabidest, NaOH, HCl, tert-BuOH, Fe(NH4)2(SO4)2. 1.

Pengukuran kadar abu sekam padi Sekam padi sebanyak 8g yang sudah bersih dan kering dimasukkan ke dalam cawan porselin lalu dipanaskan dalam tungku (muffle furnace) pada temperatur 750°C selama 4 jam. Berat sampel sebelum dan sesudah dipanaskan ditimbang dan dicatat. Penimbangan sampel masing-masing dilakukan dengan tiga kali pengukuran dan diambil nilai ratarata. 2.

Pembuatan karbon dari sekam padi Sekam padi, yang sudah bersih dan kering, dipanaskan dalam tungku pada suhu 300°C dan 400°C selama 2 jam sampai terbentuk karbon.

3. Aktivasi karbon dengan menggunakan larutan aktivator ZnCl2 Karbon direndam dalam larutan ZnCl2 selama 1 hari. Konsentrasi larutan ZnCl2 adalah sebesar 10%(b/v). Karbon kemudian disaring dan dicuci sampai bersih dengan aquades hingga pH hasil cucian netral (pH = 7). Karbon aktif kemudian dimasukkan ke dalam cawan porselin dan dipanaskan dalam muffle furnace pada suhu 300°C dan 400°C selama 2 jam.

BAHAN DAN METODE Bahan adsorben Sekam padi (Oryza sativa L) diambil dari Kabupaten Gowa, Provinsi Sulawesi Selatan. Sekam padi dicuci 3 kali dengan aquades untuk menghilangkan

4.

Identifikasi gugus fungsi sekam padi, karbon dan karbon aktif sekam padi Sekam padi, karbon sekam padi, dan karbon aktif sekam padi dikarakterisasi 3


gugus-gugus-gugus fungsinya metode spektroskopi inframerah.

M. Zakir, dkk.

dengan

ISSN 2085-014X

terjerap (ppm), V = volume larutan (L), dan ma= massa adsorben (g) Iradiasi dengan Gelombang Ultrasonik Set-up instrumen Instrumen terdiri dari sebuah Ultrasonic Cleaner (merek Elmasonic S40H, Germany), dioperasikan pada frekuensi 40 kHz. Ultrasonic Cleaner diisi dengan air destilasi hingga 1/3 volumenya terisi (kira-kira 3,5L). Seluruh eksperimen dilakukan pada temperatur 25°C (± 0,2°C). Temperatur tersebut dipertahankan melalui sirkulasi air dari penangas air yang dilengkapi dengan termometer melalui pompa. Labu Erlenmeyer (250 ml) yang digunakan sebagai wadah adsorpsi diletakkan pada tatakan di atas sumber ultrasonik. Larutan uji ion logam berat dan 1 g adsorben dimasukkan ke dalam Erlenmeyer. Labu Erlenmeyer diletakkan di atas tatakan dalam air pada jarak tertentu dari dasar Ultrasonic Cleaner.

5.

Karakterisasi material dengan SEM (Scanning Electron Microscopy), XRD (X-Ray Diffraction), dan analisis serapan gas N2 Karakteristik permukaan bahan adsorben sekam, karbon sekam padi dan karbon aktif sekam padi dianalisis dengan menggunakan metode SEM (Scanning Electron Microscope). Analisis kristalinitas material dari sekam padi, karbon sekam padi dan karbon aktif sekam padi dilakukan dengan metode difraksi sinar-X (X-ray Diffraction). Luas permukaan spesifik, volume total pori dan distribusi ukuran pori ditentukan dengan analisis serapan gas N2. Sampel sekam padi, karbon sekam padi, dan karbon aktif sekam padi yang akan dianalisis ditempatkan dalam tempat sampel Gas Sorption Analyzer Autosorb iQ-MP.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Adsorpsi ion Cu2+ pada karbon aktif Larutan Cu2+ sebanyak 25 mL dengan konsentrasi larutan 10 mg/L yang merupakan hasil pengenceran dari larutan awal dengan konsentrasi 100 mg/L. Selanjutnya dibuat seri larutan standar, diukur serapannya dengan Atomic Absorption Spectrofotometer (AAS). Dari data tersebut dibuat kurva standar yang akan digunakan untuk pengukuran konsentrasi larutan Cu2+ yang ada dalam contoh. Penentuan kondisi optimum: konsentrasi adsorbat, pH larutan, suhu sistem, waktu kontak dilakukan dengan memvariasikan parameter tersebut dalam eksperimen adsorpsi. Kapasitas adsorpsi dihitung berdasarkan rumus: , dimana q = kapasitas adsorpsi 6.

Karakteristik adsorben Bahan adsorben yang dibuat pada penelitian ini diberikan pada Tabel 1. Tabel 1. Nama bahan adsorben yang telah dibuat No 1 2 3 4

Nama* SP 300 TA 400 TA 300 A

Perlakuan Sekam padi Karbon sekam padi (300 C, 2 jam) Karbon sekam padi (400 C, 2 jam) Karbon aktif sekam padi (300 C, 2 jam, ZnCl2, rendam 1 hari)

5

400 A

Karbon aktif sekam padi (400 C, 2 jam, ZnCl2, rendam 1 hari)

*Keterangan: SP = Sekam Padi, 300TA = karbonasi suhu 300 °C tanpa aktivasi, 300A = Karbonasi suhu 300 °C dan aktivasi dengan ZnCl2 10%, dst.

Karbon aktif dari sekam padi yang yang dihasilkan dari pembakaran sekam padi pada suhu 300oC dan 400oC yang digunakan dalam penelitian ini dikarakterisasi melalui penentuan: kadar abu, luas permukaan spesifik, volume total pori dan rerata jejari pori. Karakteristik permukaan karbon aktif ditentukan dengan Scanning Electron Microscopy (SEM) dan difraksi sinar-X, serta analisis gugus fungsi

(mg/g), C0 = konsentrasi Cu2+ mula-mula (ppm), C = konsentrasi Cu2+ yang tidak

4


M. Zakir, dkk.

ISSN 2085-014X

Pada karbon aktif yang berasal dari hasil pembakaran sekam padi pada suhu 400oC kemudian diaktivasi, gugus fungsi yang diperoleh lebih banyak persentasenya dari pada yang tidak mengalami aktivasi. Hal ini dapat dilihat dari persentase transmitansi dari panjang gelombang yang ada. Pada karbon aktif hasil pembakaran sekam padi pada suhu 400oC yang mengalami aktivasi, daerah panjang gelombang 1626,06 cm-1 memperlihatkan persen transmitansi yang lebih besar dari pada daerah panjang gelombang yang sama pada karbon aktif hasil pembakaran sekam padi pada suhu 400oC yang tidak mengalami aktivasi.

menggunakan spektroskopi inframerah. Hasil karakterisasi karbon aktif sekam padi memberikan informasi tentang perubahan yang terjadi pada karbon aktif sekam padi hasil pembakaran pada suhu 300oC dan 400oC. Hasil pengukuran kadar abu memperlihatkan bahwa kandungan mineral rata-rata sekam padi sebesar 20,436%. Kandungan mineral sebesar 20,436% yang ada di dalam abu sekam padi mengindikasikan bahwa banyak mineral yang terkandung dalam sekam padi. Karbon aktif hasil pembakaran sekam padi pada suhu 400oC yang teraktivasi memiliki luas permukaan spesifik dan volume total pori yang besar karena dihasilkan dari pembakaran pada suhu tinggi sehingga terbentuk banyak gugus aktif. Gugus aktif ini terbentuk akibat dari banyaknya ikatan pada sekam padi yang terputus, dan adanya proses perendaman dengan larutan aktivator ZnCl2 10% selama 24 jam juga menjadi penyebab luas permukaan spesifik dan volume total pori dari karbon aktif hasil pembakaran sekam padi pada suhu 400oC yang teraktivasi lebih besar dibandingkan adsorben yang lainnya. Berdasarkan hasil pemeriksaan Scanning Electron Microscopy (SEM), permukaan struktur karbon aktif hasil pembakaran pada suhu 400oC yang diaktivasi terlihat bahwa struktur karbon aktifnya lebih berlapis-lapis serta mempunyai bentuk serpihan yang kecil dibandingkan dengan karbon aktif hasil pembakaran pada suhu 400oC yang tidak teraktivasi. Karbon aktif yang dihasilkan pada suhu 400oC yang teraktivasi memperlihatkan bahwa karbon aktif yang dihasilkan mempunyai nilai puncak yang kuat pada 2θ = 20,99o (d = 4,22), 2θ = 21,73o (d = 4,08), dan 2θ = 22,86o(d = 3,88) dengan tingkat kristalinitas sebesar 64,83%.

Pengaruh energi gelombang ultrasonik Seperti diuraikan dalam literaturliteratur sebelumnya bahwa energi gelombang ultrasonik memiliki beberapa efek dalam sistem padat-cair: peningkatan laju transfer massa, peningkatan luas permukaan melalui pembentukan celah mikro pada permukaan padat, dan “cleanup” permukaan partikel padat. Efek-efek ini memberikan efek perbaikan pada proses-proses adsorpsi ion logam berat Cu2+ pada permukaan karbon aktif sekam padi pada penelitian ini. Secara kuantitatif efek perbaikan tersebut bisa dihitung dengan menggunakan model Langmuir dan Freundlich. Perlakuan dengan iradiasi gelombang ultrasonik pada percobaan variasi konsentrasi menunjukkan bahwa untuk ion logam Cu2+ terdapat fase kesetimbangan adsorpsi pada konsentrasi awal C0 = 250 ppm, Ce = 130 ppm dan qe = 6,1 mg/g. Isotermal adsorpsi Model isotermal adsorpsi yang sesuai untuk adsorpsi ion logam berat Cu2+ pada bioadsorben karbon aktif sekam padi 5


M. Zakir, dkk.

ditentukan dengan menggunakan dua model isotermal yang banyak digunakan dalam literatur, yaitu model Langmuir dan Freundlich (Milenkovic et al., 2009; Babel et al., 2004). Model Langmuir mengasumsikan bahwa penjerapan ion logam berat terjadi pada permukaan adsorben yang homogen (homogen dalam distribusi ukuran pori) melalui adsorpsi monolayer dan tidak ada interaksi antara ion-ion logam yang telah teradsorpsi. Model Langmuir bisa digunakan untuk penjerapan pada sistem homogen dimana penjerapan setiap molekul memiliki energi aktivasi penjerapan yang sama. Bentuk akhir, yang lebih praktis, dari persamaan Langmuir adalah

kedua isotermal adsorpsi digunakan untuk memodel hubungan antara jumlah ion logam yang terjerap (Ce) dan konsentrasi kesetimbangannya (qe) dalam larutan, baik dengan maupun tanpa iradiasi ultrasonik. Nilai-nilai parameter adsorpsi ion logam berat Cu2+ dan Pb2+ dihitung dengan membuat aluran Ce/qe terhadap Ce pada Persamaan (1) dan aluran ln qe terhadap ln Ce pada Persamaan (3). Hasil perhitungan untuk parameter tersebut dapat dilihat pada Tabel 2 untuk ion logam Cu2+. Tabel 2 Parameter isotermal adsorpsi dan koefisien korelasi linier untuk adsorpsi ion logam Cu2+ pada bioadsorben karbon aktif sekam padi Model isotermal Langmuir

Parameter am (qmax) b (afinitas adsorpsi) R

(1)

Freundlich

kF (kapasitas adsorpsi) n (intensitas adsorpsi) R

dimana am = kapasitas adsorpsi maksimum (mg/g), b = ka/kd = energi adsorpsi yang menggambarkan afinitas ion-ion logam terhadap adsorben, Ce = konsentrasi adsorbat yang tersisa setelah kesetimbangan (mg/L), qe = jumlah ion logam yang terjerap pada kesetimbangan (mg/g) (Babel et al., 2004). Model isothermal Freundlich mengangap bahwa penjerapan ion logam terjadi pada permukaan heterogen melalui adsorpsi multilayer. Model Freundlich lebih bersifat empirik di alam. Bentuk akhir persamaan isothermal Freundlich adalah / (2)

Tanpa Ultrasonik 1,0464 -0,0362 0,7612

Dengan Ultrasonik 6,2775 0,1105 0,9906

10,4372 -2,6385 0,5614

2,0086 4,3497 0,9054

Nilai koefisien korelasi (R)yang menggambarkan intensitas hubungan antara sumbu x dan sumbu ylebih besar pada model Langmuir dibandingkan model Freundlich untuk ion logam yang diamati, baik dengan maupun tanpa perlakuan atau iradiasi dengan gelombang ultrasonik. Tingginya nilai R untuk model isothermal Langmuir dibandingkan dengan Freundlich mungkin disebabkan oleh distribusi situs aktif yang homogen pada permukaan karbon aktif sekam padi. Oleh karena itu hanya adsorpsi monolayer yang terjadi pada permukaan karbon aktif. Nilai konstanta Langmuir: am dan b, dan konstanta Freundlich: kF dan n, juga dapat dilihat pada Tabel 2. Konstanta adsorpsi Langmuir b menunjukkan rasio dari konstanta laju adsorpsi dan desorpsi (ka/kd) dan terkait dengan energi bebas (∆G) adsorpsi. Dengan membandingkan nilai b untuk adsorpsi non-ultrasonik (0,0362) dan ultrasonik (0,1105) untuk ion logam Cu2+, dapat disimpulkan bahwa ultrasonik secara positif mempengaruhi afinitas ion logam tersebut terhadap karbon

atau dalam bentuk linier ln qe = ln kF + 1/n ln Ce

ISSN 2085-014X

(3)

dimana n adalah intensitas adsorpsi. Jika diperoleh nilai 1

M. Zakir, dkk.

aktif sekam padi sebagaimana dilaporkan sebelumnya untuk adsorpsi ion Cu2+ oleh karbon aktif dari kulit kemiri (Milenkovic et al., 2009). Kapasitas penjenuhan monolayer pada kesetimbangan atau kapasitas adsorpsi maksimum dari adsorben, dinyatakan dengan konsanta am pada model Langmuir, untuk perlakuan ultrasonik (6,2775) lebih besar dibandingkan dengan non ultrasonik (1,0464) untuk ion logam Cu2+. Nilai tersebut mengalami kenaikan sebesar 83% akibat adanya iradiasi gelombang ultrasonik. Fenomena ini diakibatkan oleh efek kavitasi yang meningkatkan kapabilitas struktur partikel pori untuk adsorpsi ion logam dan / atau munculnya situs/lobang baru untuk penjerapan melalui gangguan (particles disruption) oleh gelombang ultrasonik pada partikel adsorben.

ISSN 2085-014X

konstanta am pada model Langmuir, 6,2775 (ultrasonik) lebih besar dibandingkan dengan 1,0464 (non ultrasonik) untuk ion logam Cu2+. Nilai tersebut mengalami kenaikan sebesar 83% akibat adanya iradiasi gelombang ultrasonik. UCAPAN TERIMA KASIH Penelitian ini didanai oleh DIPA Universitas Hasanuddin dengan kontrak No: 64/un4-lk.26/2012

DAFTAR PUSTAKA Aroguz, A.Z. Gulen, J. Evers, R.H. 2008. “Adsorption of Methylene Blue From Aqueous Solution on Pyrolyzed Petrified Sediment”. Bioresour. Technol. 99 (1503–1508). Babel, S. Kurniawan, T.A. 2003. “Lowcost Adsorbents for Heavy Metals Uptake from Contaminated Water: a Review”. J. Hazard. Mater. B 97 (219–243). Babel, S. Kurniawan, T.A. 2004. “Cr(VI) removal from synthetic wastewater using coconut shell charcoal and commercial activated carbon modified with oxidizing agents and/or chitosan”. Chemosphere. 54(951–967). Bukallah, S.B. Rauf, M.A. Alali, S.S. 2007. “Removal of Methylene Blue from Aqueous Solution by Adsorption on Sand”. Dyes Pigments 74 (85–87). Chandrasekhar, S. Pramada, P.N. 2006. “Rice husk ash as an adsorbent for methylene blue—effect of ashing temperature”. Adsorption, 12 (27– 43). Crini, G. 2006. “Non-Conventional LowCost Adsorbents for Dye Removal: A

KESIMPULAN 1. Rata-rata kadar abu sekam padi yang digunakan pada penelitian ini adalah 20,69%. Warna karbon aktif pada penentuan kadar abu adalah abu-abu keputihan yang menandakan bahwa kadar silika lebih tinggi dari pada kandungan karbonnya. 2. Karakteristik permukaan (surface characteristics) karbon aktif yang dibuat pada suhu 400°C kemudian diaktivasi dengan larutan ZnCl2 10% lebih baik dibandingkan dengan karbon aktif yang dibuat pada kondisi-kondisi lainnya. 3. Nilai konstanta Langmuir (b) untuk adsorpsi ion logam Cu2+ non-ultrasonik (-0,0362) dan ultrasonik (0,1105) sehingga disimpulkan bahwa ultrasonik secara positif mempengaruhi afinitas ion Cu2+ terhadap karbon aktif sekam padi. 4. Kapasitas adsorpsi maksimum (am) karbon aktif sekam padi meningkat akibat iradiasi ultrasonik. Nilai 7


M. Zakir, dkk.

Review”. Bioresour. Technol. 97 (1061–1085). Daifullah, A.A.M. Girgis, B.S. Gad, H.M.H. 2003.”Utilization of AgroResidues (Rice-Husk) in Small Waste Water Treatment Plants”. Mater. Lett. 57 (1723-1731). Deptan RI (Departemen Pertanian Republik Indonesia), 2006, Produksi padi Indonesia dalam ton pada tahun 2000-2006, in Purwono dan Purnamawati H., Budidaya 8 jenis tanaman pangan unggul, Ed.3, 2008, Penerbit Swadaya, Jakarta, pp. 9-29. Febrianto, J. Kosasih, A.N. Sunarso, J. Ju, Y.H. Indraswati, N. Ismadji, S. 2009. “Equilibrium and Kinetic Studies in Adsorption of Heavy Metals using Biosorbent: a Summary of Recent Studies”. J. Hazard. Mater. 162 (616–645). Flint, E. B. dan Suslick, K. S. 1991. "The Temperature of Cavitation". Dalam Science. 253 (1397-1399). Guo Y. Zhao J. Zhang H.Yang S. Qi J. Wang Z. 2005. “Use of rice huskbased porous carbon for adsorption of Rhodamine B from aqueous solutions”. Dyes Pigments, 66 (123128). Gupta, V. K. Mittal, A. Jain, R. Mathur, M. and Sikarwar, S. 2006. “Adsorption of Safranin-T from wastewater using waste materials—activated carbon and activated rice husks”. J. Colloid Interface Sci. 303(80–86). Hameed, B.H. 2009. “Spent Tea leaves: A New Non-Conventional and LowCost Adsorbent for Removal of Basic Dye From Aqueous Solutions”. J. Hazard. Mater. 161 (753–759). Hoffmann, M. R. Hua,I. Hochemer, R. 1996. "Application of Ultrasonic Irradiation for the Degradation of Chemical Contaminants in Water". Dalam Ultrason. Sonochem. 3 (S163S172).

ISSN 2085-014X

Kadirvelu, K., Thamaraiselvi, K., Namasivayam, C., 2001. “Adsorption of nickel(II) from aqueous solution onto activated carbon prepared from coirpith”. Sep. Pur. Technol. 24, 497–505. Kavitha, D. Namasivayam, C. 2007. “Experimental and Kinetic Studies on Methylene Blue Adsorption by Coir Pith Carbon”. Bioresour. Technol. 98 (14–21). Mane, V.S. Mall, I.D. Srivastava, V.C. 2007. “Kinetic and equilibrium isotherm studies for the adsorptive removal of Brilliant Green dye from aqueous solution by rice husk ash”. J. Environ. Manage. 84 (390–400). McNamara III, W. B. Didenko, Y. T. Suslick, K. S. 1999. "Sonoluminescence Temperatures during Multi-bubble Cavitation". Dalam Nature. 401(772-775). Milenkovic, D.D. Dasic, P.V. Veljkovic, V.B. 2009. “Ultrasound assisted adsorption of Copper (II) ions on hazelnut shell activated carbon. Ultrason. Sonochem. 16 (557-563). Ponnusami, V. Kritika,V. Madhuram, R. Srivastava S.N. 2007. “ Biosorption of reactive dye using acid-treated rice husk: factorial design analysis” J. Hazard. Mater. 142 (397–403). Ramirez, O.H. Holmes, S.M. 2008. “Novel and Modified Materials for Wastewater Treatment Application”. J. Mater. Chem. 18 (2751-2761). Sekine, T. dan Zakir, M. 2008. "Oxidative Dissolution of Tc(IV)O2 •nH2O Colloids by Sonolysis". Dalam Radiochim. Acta. 96 (9-11, 625629). Sudarmaji, Mukono, J. Corie, I.P. 2006. “Toksikologi Logam Berat, Zat B3, dan dampaknya terhadap kesehatan”. Kesehatan Lingkungan. 2 (2; 129142)

8


M. Zakir, dkk.

ISSN 2085-014X

Zakir, M. 2010. "Sonochemical Dissolution of TcO2.nH2O Nanocolloids in Aqueous Solution: A New Heterogeneous Kinetics Model Taking into Account The Local Concentration of OH Radicals and TcO2.nH2O Nanoparticle". Dalam Seminar Nasional Himpunan Kimia Indonesia (SNHKI). Makassar, 2-3 Agustus 2010. Zakir, Maming, and Achmad, A. 2011. “Adsorption of Methylene Blue and Eosin on Rice Husk Based Activated Carbon”. Dalam Indo. Chim. Acta. 4 (2, 1-6).

Suslick, K. S. 1990. "Sonochemistry". Dalam Science. 247 (1439-1445). Suslick, K. S. Didenko, Y. Fang, M. M. Hyeon, T. Kolbeck, K. J. McNamara III, W. B. Mdleleni, M. M. dan Wong, M. 1999. "Acoustic Cavitation and Its Chemical Consequences. Dalam Phil. Trans. R. Soc. Lond. A. 357 (335-353). Taleyarkhan, R. P. West, C. D. Lahey, R. T. Nigmatulin, R. I. Block, R. C.dan Xu, Y. 2006. "Nuclear Emissions during Self-Nucleated Acoustic Cavitation". Dalam Phys. Rev. Lett. 96 (034301, 1-4). Thompson, L. H. Doraiswamy, L. K. 1999. "Sonochemistry: Science and Engineering". Dalam Ind. Eng. Chem. Res. 38 (1215-1249). Tim Penyusun RP Unhas. 2009. “Roadmap Penelitian Universitas Hasanuddin”. hal. 15-19. Weng, C.H. Pan, Y.F. 2006. “Adsorption Characteristics of Methylene Blue from Aqueous Solution by Sludge Ash”. J. Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects. 274 (154–162). Weng, C.H. Tsai, C.Z. Chu, S.H. Sharma, Y.C. 2007. “Adsorption Characteristics of Copper (II) onto Spent Activated Clay”. Sep. Purif. Technol. 54 (187–197). Winaya, I.S. 2008. “Prospek energy dari sekam padi dengan teknologi fluidized bed combustion”. Inovasi Online. Edisi XX, Vol. 11. Zakir, M. dan Sekine, T. 2009. "Oxidation Reaction of Tc(IV)O2.nH2O Nanocolloid Induced by Ultrasonic Wave". Dalam Indo. Chim. Acta. 2 (1, 46-47). Zakir, M. dan Sekine, T. 2010. "Sonolytic Oxidation of Tc(IV)O2.nH2O Nanoparticles to Tc(VII)O4- in Aqueous Solution”. Dalam Atom Indonesia. 36 (1, 17-22). 9

PEMANFAATAN ENERGI GELOMBANG ULTRASONIK DALAM ADSORPSI ION LOGAM BERAT Cu(II) PADA BIOADSORBEN KARBON AKTIF DARI SEKAM PADI

Recommend Documents