Karakterisasi Struktural dan Fungsional Komposit Fe₃O₄@C dari Bahan Alam dengan Variasi Rasio untuk Aplikasi Adsorpsi Zat Warna

Zahratunnisa Zahratunnisa, Nurul Azizah, Sadang Husain, Ninis Hadi Haryanti

Abstract


Komposit Fe3O4@C dari bijih besi Tanah Laut dan karbon aktif sebagai sumber karbon merupakan material yang dapat dimanfaatkan sebagai adsorben pada zat warna tekstil Methylene Blue. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan karakteristik Fe3O4@C yaitu struktur kristal, ukuran kristal, dan gugus fungsi serta untuk mendapatkan waktu optimum pada proses adsorpsi di tiap variasi Fe3O4@C dengan konsentrasi material 0,25 mg/mL, 0,50 mg/mL, dan 0,75 mg/mL. Sintesis komposit menggunakan metode kopresipitasi berbahan bijih besi Tanah Laut dan karbon aktif 250 mesh, FeCl3, dan FeCl2 kemudian diaplikasikan sebagai adsorben pada zat warna  Methylene Blue 10 ppm. Berdasarkan hasil penelitian, diperoleh struktur kristal adalah kubik dengan rata-rata ukuran kristal pada masing-masing variasi Fe3O4@C 1:1, Fe3O4@C 1:2, dan Fe3O4@C 1:3 yaitu 8,634 nm, 46,838 nm, dan 15,045 nm,  jenis ikatan yang terdapat pada komposit Fe3O4@C yaitu ikatan Fe-O, C-O, C=O, dan C=N, dan waktu optimum yang diperoleh adalah 150 menit (1:1), 180 menit (1:2), dan 150 menit (1:3) pada Methylene Blue.


Full Text:

PDF

References


Alegret, N., Criado, A., and Prato, M., 2017. Recent Advances of Graphene-based Hybrids with Nanoparticles for Biomedical Applications. Current Medicinal Chemistry, 24 (5), 529–536.

Alfe, M., Ammendola, P., Gargiuloa, V., Raganatib, F., and Chironea, R., 2015. Assessment of Magnetite/Carbon Compos ites Capacity in CO2 Adsorption under Sound Assisted Fluidization Conditions. Chemical Engineering Transactions, 43, 1081-1086.

Anggriawan, A., Saputra, E. and Olivia, M. 2015. Penyisihan Kadar Logam Fe dan Mn pada Air Gambut dengan Pemanfaatan Geopolimer dari Kaolin sebagai Adsorben. Skripsi, 2(1), 1–6.

Astuti, Usna, S. R. A., and Mayestika, N. 2021. Pengembangan material Komposit Magneto-Elastik Ferogel dengan Filler Magnetik Fe3O4 Berbasis Batuan besi. Prosiding. SINASIS.

Cahyadi, W. 2006. Analisis dan Aspek Kesehatan Bahan Tambahan Pangan. Jakarta: PT Bumi Aksara.

Dachriyanus, P.D., 2004. Analisis Struktur Senyawa Organik Secara Spektroskopi. Padang: LPTIK Universitas Andalas.

Fisli, A., Aryani, A., Wardiyati, S., and Yusuf, S. 2012. Adsorben Magnetik Nanokomposit Fe3O4-Karbon Aktif Untuk Menyerap Thorium. Jurnal Sains Materi Indonesia, 13(3), 192–197.

Gultom, E. M. and Lubis, M. T. 2014. Aplikasi Karbon Aktif dari Cangkang Kelapa Sawit dengan Aktivator H3PO4 untuk Penyerapan Logam Berat Cd Dan Pb. Jurnal Teknik Kimia, 3(1), 5–10.

Hamdaoui, O. and Chiha, M. 2007. Removal of Methylene Blue from Aqueous Solutions by Wheat Bran. Acta Chim Slov. 54, 407–418

Hook, J, R. and Hall, H, E., 1991. Solid State Physics. 2nd edition. England/Chichester.

Hu, B., Hong Yu, S., Kan, W., Lei, L., and Xue-Wei, X., 2008. Functional Carbonaceous Materials from Hydrothermal Carbonization of Biomass: An Effective Chemical Process. International Journal of Inorganic Chemistry, 40, 5414–5423.

Husain, S., Suarso, E., Maddu, A., and Sugianto. 2016. Karakterisasi Kandungan Bijih Besi Alam sebagai Bahan Baku Magnetit Nanopartikel. Simposium Fisika Nasional. (November 2016).

Husain, S., Suryajaya, Haryanti, N.H., Manik, T.N., Sudarningsih, Rodiansono, Hutasoit, S.M., and Riyanto, A. 2019. Potensi Nanokomposit Fe3O4@C dari Bijih Besi Sebagai Pendeteksi Kadar Glukosa. 9(2), pp. 44–52. doi: 10.26418/positron.v9i2.32771.

Ianos̗ R., Păcurariu, C., and Mihoc, G. 2014. Magnetite/carbon nanocomposites prepared by aninnovative combustion synthesis technique—Excellent adsorbent materials. Ceramics International, 4, 1-9.

Ihsani, S.I., Ekaputra, P.A., Asri, L.A.T.W., and Purwasasmita, B.S., 2015. Enkapsulasi Nanopartikel Superparamagnetik Fe3O4 Menggunakan Kitosan Dan Alginat Yang Diimpregnasi Mangosteen Serta Modifikasi Morfologi Menggunakan Kitosan Dan Tapioka. Research and Development on Nanotechnology in Indonesia, 2 (2), 91–98.

Irawan, H. 2015. Studi Identifikasi Siput Gonggong Di Zona Litoral Pesisir Timur Pulau Bintan. Dinamika Maritim, 5(1), pp. 38–45.

Juang, R., Yei, Y., Liao, C., Lin, K., and Lu, H. 2018. Synthesis Of Magnetic Fe3O4/Activated Carbon Nanocomposites With High Surface Area As Recoverable Adsorbents. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. Elsevier B.V., 0,1–10.

Kakavandi, B., Jafari, A.J., Kalantary, R.R., Nasseri, S., Ameri, A., and Esrafily, A. 2013. Synthesis and properties of Fe3O4-activated carbon magnetic nanoparticles for removal of aniline from aqueous solution: equilibrium, kinetic and thermodynamic studies. Iranian Journal of Environmental Health Sciences & Engineering, 10, 1-9.

Lakay, E.M., 2009. Superparamagnetic Iron-Oxide Based Nanoparticles For The Separation And Recovery Of Precious Metals From Solution. University of Stellenbosch.

Liu, Y., Yang, J., Wang, W., & Sun, C. (2018). Adsorption and photodegradation of methylene blue by NiFe₂O₄–graphene hybrid. Materials Research Bulletin, 101, 56–62. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2018.01.005.

Mahmoodi, N. M., Arami, M., and Limaee, N. Y. 2011. Photocatalytic degradation of dyes using polyacrylonitrile fiber coated with TiO₂ nanoparticles. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 217(2-3), 170–176. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2010.09.007.

Merdekani, Sera. 2013. Sintesis Partikel Nanokomposit dengan Metode Kopresipitasi. Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir.

Mira, P. V., Mahmudin, L. and Iqbal 2018. Sintesis dan Analisis Sifat Magnetik Nanopartikel Magnetit (Fe3o4) Berbasis Pasir Besi. 17(2), 0–4.

Mutiara, Ana Devita. 2018. Sintesis Hibrida Alga Porphyridium Sp. dengan Teknik Pelapisan Silika Magnetit (Fe3O4) Sebagai Adsorben Zat Warna Kristal Violet. Skripsi.

Nafi’ah, R. 2018. Kinetika Adsorpsi Pb (II) Dengan Adsorben Arang Aktif Dari Sabut Siwalan Kinetics Adsorption Of Pb (II) By Siwalan Fiber. Jurnal Farmasi Sains dan Praktis. 1(2), 28–37.

Notodarmojo S. 2005. Pencemaran Tanah dan Air Tanah. Bandung: ITB Press.

Rahman, T., Fadhlulloh, M.A., Nandiyanto, A.B.D., and Mudzakir, A., 2015. Sintesis Karbon Nanopartikel. Integrasi Proses Review, 5, 61–74.

Rampengan, A. M. and Polii, J. 2019. Analisis Struktur Kristal Polyetilen Glicol (PEG-4000) Coated Nanopartikel Magnetite (Fe3O4). Fullerene Journ, 4(2), 82–85.

Reknosari, E., Wirawan, T. and Koesnarpadi, S. 2020. Adsorpsi Fenolmenggunakan Adsorben Komposit Fe3o4-Arang Aktif Ampas Kopi Phenol Adsorption Using Composite Adsorbent Fe3o4-Activated Charcoal Coffee Grounds. Jurnal Kimia Mulawarman, 18(1).

Rizki, A., Syahputra, E., Pandia, S., and Halimatuddahliana. 2019. Pengaruh Waktu Kontak dan Massa Adsorben Biji Asam Jawa (Tamarindus Indica) dengan Aktivator H3PO4 terhadap Kapasitas Adsorpsi Zat Warna Methylene Blue. Jurnal Teknik Kimia, 8(2), 54–60.

Riyanto, A. 2012. Sintesis Nanopartikel Fe3O4 (Magnetit) Dan Potensinya Sebagai Bahan Material Aktif Pada Permukaan Sensing Biosensor Berbasis Surface Plasmon Resonance (SPR). Tesis, Universitas Gadjah Madha, Yogyakarta.

Ríos-Hurtado, J.C., Múzquiz-Ramos, E.M., Zugasti-Cruz, A., and Cortés-Hernández, D.A., 2016. Mechanosynthesis as a Simple Method to Obtain a Magnetic Composite (Activated Carbon/ Fe3O4) for Hyperthermia Treatment. Journal of Biomaterials and Nanobiotechnology, (7), 19–28.

Sahara, E., Gayatri, P.S., and Suarya, P. 2018. Adsorpsi Zat Warna Rhodamin-B Dalam Larutan Oleh Arang Aktif Batang Tanaman Gumitir Teraktivasi Asam Fosfat. Cakra Kimia (Indonesian E-Journal of Applied Chemistry), 6(1), 37–45.

Sartika, D., 2016. Sifat Magnetik Adsorben Nanopartikan Fe3O4 Terhadap Adsorpsi Logam Berat (Co dan Fe) Dalam Larutan. Seminar Nasional Pendidikan. Banyuwangi, 631–641.

Siburian, A. M., Pardede, A. S. D., and Pandia, S. 2014. Pemanfaatan Adsorben dari Biji Asam Jawa Untuk Menurunkan Bilangan Peroksida Pada Cpo ( Crude Palm Oil. Jurnal Teknik Kimia, 3(4).

Sobirin, M., Yulianto, A., and Aji, M. P. 2017. Efek Penambahan Karbon Aktif pada Magnetit dari Pasir Besi Sebagai Adsorpsi Ion Kalsium dalam Air. Unnes Physics Journal, 5(2), 42–50.

Sholihah, L.K., 2010. Sintesis Dan Karakterisasi Partikel Nano Fe3O4 Yang Berasal Dari Pasir Besi Dan Fe3O4 Bahan Komersial (Aldrich). Skripsi, Institut Teknologi Sepuluh November, Surabaya.

Sumadiyasa, M. and Manuaba, I. B. S. 2018. Penentuan Ukuran Kristal Menggunakan Formula Scherrer, Williamson-Hull Plot, dan Ukuran Partikel dengan SEM. Buletin Fisika, 19(1), 28–35.

Trisnawati, L.P., Nandang, Mufti, and Zulaikah, S., 2013. Synthesizing And Characterising Carbon Encapsulated Nano Particle Fe3O4 By Using Hydrothermal Method As Textile Dye Waste Absorber Rodhamin B. Skripsi, FMIPA Universitas Negeri Malang.

Wei, Yan., Han, H., Hu, X., Lin, Y., Wang, X., and Deng, X. 2011. Synthesis of Fe3O4 Nanoparticles And Their Magnetic Properties. Procedia Engineering, Vol. 27, 632-637.

Yoseva, P. L., Muchtar, A. and Sophia, H. 2015. Pemanfaatan Limbah Ampas Tebu Sebagai Adsorben untuk Peningkatan Kualitas Air Gambut. Jurnal JOM FMIPA, 2(1), 56–63.

Zhang, Z. and Kong, J., 2011. Novel Magnetic Fe3O4@C Nanoparticles as Adsorbents for Removal of Organic Dyes from Aqueous Solution. Journal of Hazardous Materials, (193), 325–329.

Zhou, Y., Lu, J., Zhou, Y., and Liu, Y. 2020. Recent advances for dyes removal using novel adsorbents: A review. Environmental Pollution, 258, 113448. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.113448.




DOI: https://doi.org/10.20527/jns.v5i1.15323

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Lisensi Creative Commons

Ciptaan disebarluaskan di bawah Lisensi Creative Commons Atribusi 4.0 Internasional.

Diterbitkan oleh FMIPA Universitas Lambung Mangkurat