adsorben nanokomposit oksida besi...

Adsorben nanokomposit oksida besi-bentonit untuk pengo/ahan ... (Drs. Ade/ Fis/i, M.Si.)

ADSORBEN NANOKOMPOSIT OKSIDA BESI-BENTONIT UNTUKPENGOLAHAN LlMBAH NUKLIR DAN NON-NUKLIR

Adel FisliPusat Teknologi Bahan Industri Nuklir, BATAN, Serpong

e-mail: [email protected]

ABSTRAK

ADSORBEN NANOKOMPOSIT OKSIDA BESI-BENTONIT UNTUK PENGOLAHAN LlMBAHNUKLIR DAN NON-NUKLIR. Penelitian ini memanfaatkan teknologi magnet dalam pengolahan limbahcair yang berasal dari industri nuklir dan non nuklir. Bahan ini dibuat dengan mengkompositkannanopartikel oksida besi yang bersifat magnet dengan bentonit. Bahan ini mempunyai sifat adsorpsiyang berasal dari bentonit dan dapat merespon medan magnet luar yang berasal dari nanopartikeloksida besi yang terpatri pada struktur bentonit. Sifat yang kedua ini, digunakan untuk pengangambilankembali adsorben setelah proses penyerapan kontaminan dari limbah cairo Bentonit yang digunakanadalah bentonit lokal yang telah mengalami fraksinasi sehingga diperoleh bentonit murni yangmengandung mineral montmorillonit. Proses pengkompositan dilakukan dengan cara menempatkansecara perman en nanopartikel magnet oksida besi ke ruang antara lembaran kristal bentonit melaluiproses presipitasi prekursor campuran larutan garam Fe(III)/Fe(lI) dengan NaOH dalam suspensibenton it. Setelah mengalami pemanasan, presipitat hidroksida besi yang berada di antara lembaranbenton it berubah menjadi bentuk oksida besi yang bersifat magnet. HasH karakterisasi XRD (X-raydiffraction), oksida besi yang terbentuk di dalam ruang antar lembaran benton it adalah Fe304, pengujiansifat magnet menunjukkan komposit tersebut berprilaku superparamagnetik. Nilai magnetisasi saturasitertinggi terjadi pada perbandingan Fe(III)/Fe(lI) 1:1. Luas permukaan nanokomposit juga meningkat biladibandingkan dengan bentonit awal. Hasil uji adsorpsi komposit yang dibuat pada perbandinganBentonit/Oksida Besi = 3:1; 2:1 dan 3:2 mempunyai daya adsorpsi lebih baik dari bentonit saja. Limbahnuklir yang digunakan untuk uji aplikasi adalah limbah nuklir di PTLR-BATAN yang mengandungradionuklida Cs-137 (aktivitas 1.0795 !!Ci/mL) dan Co-60 (aktivitas 6.592 10.3 !!CilmL). Denganmengunakan komposisi 0.2% (b/v) nanokomposit dalam limbah pada pH 7, dapat menurunkan aktivitaslimbah lebih dari 90%. Sedangkan uji aplikasi limbah industri aki, komposisi 0,8% (b/v) nanokompositdalam limbah pH 5 dapat menurunkan kadar Pb sebanyak 75-80%. Uji aplikasi terhadap limbah hasilelektroplating dengan komposisi 0,8% dapat menurunkan sebanyak 80-93% kadar Cr. Berdasarkanhasil uji aplikasi ini, nanokomposit oksida besi-bentonit sangat dapat diandalkan dalam pengolahanlimbah nuklir dan non-nuklir. Keunggulan bahan ini disamping kapasitas sera pan tinggi juga sederhanadalam aplikasi. Dalam hal pengolahan limbah nuklir, dapat digunakan sebagai metode alternatif dalamproses solidifikasi limbah cair yang ada sekarang di PTLR-BATAN.

Kata kunci: Nanokomposit, benton it, paramagnetik, oksida besi, benton it berpilar.

ABSTRACT

ADSORBENT OF IRON OXIDE-BENTON IT NANOCOMPOSITE FOR TREATMENT OFNUCLEAR AND NON-NUCLEAR WASTE. This research used magnet technology for treatment ofliquid waste from nuclear and non-nuclear industry. This materials were prepared by composite of ironoxide magnetic nanoparticles with bentonite. There were two main properties of this materials that isadsorption properties and response of magnetic field external. The second, used for recollected ofadsorbent after adsorb contaminant from liquid waste. This research was preceded by purification oflocal bentonite by sedimentation, preparation of composite by precipication of local bentonite bysedimentation, preparation of composite by precipitation process using Fe(III)/Fe(lI) precursor withNaOH in bentonite suspension, characterization and adsorption test. The result of XRD measurementshown, Fe304 have been formed in space of bentonite sheet. The composite magnet shown thebehaviour of supermaramagnetik with magnetization saturation value highest at Fe(III)/Fe(lI) 1:1.Surface area of bentonite sheet. The composite which made by comparison of Bentonite/Iron oxide =3:1; 2:1 and 3:2 have adsorption capacity higher than bentonite. Application test to nuclear waste ofPTLR which contains Cs-137 (activity 1,0795 Cilml) and Co-60 (activity 6,592 10.3 Cilml) radionuclidecan decrease activity radionuclide more than 90%. Application industrial disposal test of accu, candecrease of Pb to 75-80% and electroplating waste can decrease of Cr to 80-93%. Based on the resultof this test, oxide nanokomposit of besi-bentonit can be pledged in processing of nuclear waste andnon-nuclear. Excellence of this materials beside high absorption capacities also simple in application. In

33

Iptek Nuklir: Bunga Rampai Presentasi IImiah Jabatan Peneliti ISSN 2087-8079

the case of treatment of nuclear waste, can be used as alternative method for volume reduction of wastenuclear in PTLR-BATAN.

Keywords: nanocomposite, bentonite, superparamagnetic, iron oxide, pillared clay.

BABI PENDAHULUAN

Dunia diperkirakan menghasilkan limbah cair mencapai volume 440 km3 setiaptahunnya [1]. Dunia industri sangat terbebani dengan biaya pengolahan limbah yang tinggisehingga mempengaruhi biaya produksinya. Hal ini akan mempengaruhi persaingan hargaproduk dalam skala nasional maupun internasional. Dalam teknologi pengolahan limbah cair,metode yang paling banyak digunakan adalah metoda penyerapan. Dalam metode ini,kualitas bahan penyerap (adsorben) harus dapat memenuhi beberapa persyaratan;diantaranya kapasitas penyerapan tinggi, kestabilan baik, mudah didapat, sederhana dalamaplikasi, murah, dapat diregenerasi dan yang paling penting adalah hasH proses harus tidakberbahaya dan tidak menimbulkan polusi kedua[1].

Salah satu alternatif bahan penyerap yang menarik dan banyak dikembangkanadalah bahan mineral alam seperti bentonit. Bahan ini hampir dapat memenuhi semuapersyaratan sebagai adsorben tersebut di atas. Dari sisi ketersediaan, Indonesia mempunyaideposit bentonit cukup berlimpah dan belum dimanfaatkan secara maksimal. Keberadaanbentonit di Indonesia tersebar di pulau Jawa, pulau Sumatera, pulau Kalimantan dan pulauSulawesi, dengan cadangan diperkirakan lebih dari 380 juta ton. Beberapa lokasi yangsedang dieksploitasi, yaitu di Tasikmalaya, Leuwiliang, Nanggulan, dan lain-lain. Khusus diIndonesia penggunaan bentonit lokal masih bernilai rendah[2]. Statistik bentonit Indonesia daritahun 1997 sampai dengan 2003 dapat dilihat dalam Tabel1.

Tabel1. Statistik bentonit Indonesia tahun 1997-200[2].

2003200220012000199919981997

Produksi (ton)

99,666270,000225,000231,000155,500117,500108,500

Konsumsi (ton)

224,718196,928193,031128,607108,251107,404

Ekpor (ton)

72,513114,50262,83563,08341,65118,614.20,257

Impor (ton)

35,14143,88335,51425,00514,7859,448.5919,338

Bentonit adalah bahan mineral alam yang serbaguna. Bahan ini telah digunakandalam berbagai bidang pengguna, seperti katalis, adsorben, pemurnian bahan kimia dan lainlain[3]. Dalam Industri, bahan ini telah digunakan sebagai bleaching earth untuk penjernihminyak tumbuh-tumbuhan sepertri minyak kelapa sawit. Kebutuhan bentonit di berbagaimacam industri untuk kebutuhan bleaching earth sangat tinggi, karena harga murahdibanding dengan karbon aktif4]. Sebagai bahan penyerap (adsorben), benton it telahdigunakan sebagai pengambil kontaminan organik dalam air, seperti; pestisida, penol,kloropenol[5,6]. Sedangkan, melalui proses pertukaran ion, bentonit juga dapat menyerapbahan kontaminan metalik dengan sangat baik. Sifat pertukaran ini berasal dari muatannegatif yang ada dalam jaringan kristalin bentonit, yang sangat memungkinkan untuk

terjadinya pengikatan spesies kontaminan yan~ bermuatan positif seperti kation log am, baikyang bersifat radioaktif maupun non-radioaktif7' 0]

Modifikasi bentonit dengan cara meletakkan suatu partikel atau spesies berukurannanD di antara lembaran bentonit (pillared clay) baru-baru ini sedang giat-giatnya dipelajari.HasH yang menarik dari modifikasi bentonit ini adalah peningkatan luas permukaan yang

tinggi mencapai 600 cm2/g, berpori dan tahan termal. Hasil ini san~at tergantung pada jenismineral benton it, jenis spesies pemilar dan proses pembuatanya[3,1 . Penelitian sebelumnya,yang dilakukan oleh penulis dimana pilarisasi bentonit dengan alumina terjadi peningkatanluas permukaan 4 kali, ketahanan termal suhu di atas 600De dan meningkatkan sifat katalitikoksidasi eo 1,5 kali pada suhu 450De[12,13],Hal yang menarik lagi adalah terjadi peningkatankapasitas penyerapan mencapai 40 kali apabila bentonit dipilarisasi dengan alumina[14].Sebagai bahan penyerap, peningkatan luas permukaan dan kapasitas pertukaran kation ini

34

Adsorben nanokomposit oksida besi-bentonit untuk pengolahan ... (Ors. Adel Fisli, M.Si.)

sangat penting, karena semakin tinggi luas permukaan dan kapasitas penukar kation semakinefektif bahan tersebut sebagai adsorben. Oi dalam literatur juga disebutkan, bentonit berpilaralumina sangat berpotensi dalam menyerap radionuklida Sr-60 dan Cs-137 dalam limbahnukli~15].

Tetapi kebanyakan perkembangan aplikasi benton it dan bentonit berpilar ini sebagaiadsorben hanya sebatas skala laboratorium. Untuk volume limbah yang besar, penggunaanbahan ini tidak efektif dan tidak ekonomis. Hal ini disebabkan, montmorillonit yang diisolasidari bentonit mempunyai ukuran partikel sangat halus«2/lm), membentuk suspensi dalamair. Pad a akhir proses penyerapan, akan mendapatkan kendala dalam pengambilan kembali(recollect) bentonit yang telah menyerap kontaminan.

Teknologi magnet memungkinkan untuk dimanfaatkan dalam bidang lingkungan.Teknologi ini telah dicobakan untuk mempercepat pengendapan lumpu~16J. Seiring dengan

perkembangan teknolo~i proses, memungkinkan bahan magnet oksida besi ini dibuat dalamukuran nanopartikel[17,1 J. Oengan menggabungkan nanopartikel magnet oksida besi denganbentonit (bentonit berpilar magnet) diperoleh suatu bahan mempunyai dwi-fungsi; yaitu;sebagai bahan penyerap/penukar kation yang berasal dari struktur bentonit dan bersifat dapatditarik oleh magnet yang berasal dari oksida besi. Sifat dwi-fungsi ini saling melengkapi,sehingga dapat meningkatkan kualitas penggunaan bentonit serta dapat mengatasikelemahannya seperti tersebut di atas.

Bahan ini dibuat dengan modifikasi struktur benton it, dengan cara meletakkannanopartikel oksida besi secara permanen pad a diantara lembaran benton it. Penempatan inidilakukan melalui proses pertukaran ion dan proses presipitasi dari larutan garam campuranFe(III)/Fe(lI) dengan penambahan NaOH. Setelah melalui pemanasan, presipitasi ini berubahmenjadi oksida besi yang bersifat magnet yang terpatri pad a lembaran bentonit. Ada 2 sifatyang diharapkan dalam membuat bahan ini sebagai adsorben, yaitu; kekuatan sifat magnetyang tinggi berasal dari campuran Fe(llI) dan Fe(lI) dan kapasitas penyerapan yang tinggiberasal dari perbandingan antara bentonit dengan oksida besi. Kedua sifat ini harus sejalandan optimal untuk mendapatkan bahan yang berkualitas baik.

Oalam makalah ini dibahas kumpulan beberapa penelitian yang telah dilakukandalam 3 tahun terakhir, yang diawali dari fraksinasi benton it lokal untuk mendapatkan mineralmontmorillonit, pembuatan adsorben, karakterisasi, uji adsorpsi dan uji aplikasi. Karakteristikdilakukan dengan berbagai alat di antaranya; analisis fasa dengan X-Ray Diffraction (XRO),analisis sifat magnet dengan Vibration Samples Magnetic (VSM), struktur mikro permukaanScanning Electron Microscope (SEM), luas permukaan dengan metode BET, Ukuran partikeldengan partikel analizer, komposisi unsur dengan X-ray fluorencene (XRF). Uji adsorpsi dariadsorben ini dicobakan terhadap beberapa kation seperti Pb2+ dan Cd2+ yang mewakililoagam berat dan kation Cs+ dan Sr2+ yang mewakili kation limbah nuklir. Uji aplikasi daribahan bahan ini dicobakan menyerap radionuklida yang ada dalam limbah nuklir yang ada diPusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN, limbah logam berat dari industri battrei dan hasilelektroplating meskipun masih dalam skala terbatas.

BAB II TINJAUAN PUST AKA

2.1. Bentonit

Bentonit adalah sejenis batuan hasil abu vulcanic didalamnya banyak mengandungmineral montmorillonit. Bahan ini juga dikenal sebagai mineral phyllosilicates 2: 1 (silikatberbentuk lembaran) yang artinya, setiap lembaran terdiri 2 lapisan tetrahedral dan 1 lapisanoktahedral. Lapisan tetrahedral (T) mengapit lapisan oktahedral (0) di kedua sisinya (Gambar1). Lapisan tetrahedral disusun oleh unsur utama Si(O,OH) dan lapisan oktahedral disusunoleh unsur utama AI(O,OH). Setiap lembaran mengatur dirinya sendiri membentukansusunan yang teratur dengan adanya ruang antar-Iembaran yang dipertahankan oleh adanyaikatan van der Walls. Gaya antar lembaran ini relatif lemah, sehingga ruang antar-Iembaranini dapat mengembang bila dilarutkan dalam air dan alkohol (etilena glikol dan gliserol)sehingga untuk terjadi interkalasi molekul-molekul kecil di antara lembaran ini cukup mudah.Oengan adanya penggantian unsur bilangan oksidasi lebih rendah, seperti; Si4+ digantikandengan A13+(dalam lapisan tetrahedral) atau A13+digantikan dengan Mg2+ atau Fe2+ (dalam

35


lapisan tetrahedral) maka strukturnya bermuatan negatif. Untuk mengimbangi muatan negatifini, bahan ini mengikat kation-kation alkali dan alkali tanah yang diambil dari dalam air.Kation-kation ini terikat secara longgar dan dapat dipertukarkan dengan kation-kation lainyang mempunyai aktivitas ion yang lebih besar. Besar sifat pertukaran kation ini cukupsignifikan secara stoikiometri dengan nilai kapasitas penukar kationnya sebesar 80-120meq/100 gram. Nilai ini cukup tinggi sehingga bahan ini baik sekali digunakan sebagaipenukar kation[19.201.Montmorillonit termasuk bahan nano, karena ketebalan lembaran sekitar1 nm dan dimensi kesamping bervariasi dari 300 A sampai dengan beberapa micron. Karenamontmorillonit berbentuk kristal halus maka jika dilarutkan dalam air membentuk koloidal.lIustrasi partikel montmorillonit dalam air dapat dilihat dalam Gambar 2.

H2OH2OH.20-t fVdIn~+

p<II'Ig~~+ +H2O

H2Ot

H2O

Gambar 1. Bentuk struktur mineral Montmorillonionit.

H20

C~·). - ... ~.~~..~\00-~~- .. -,.-• 0.\ "0 _. -J 0 _ •o >/=:-,.~\;~,{/0 • 0

(-.-0; 0 •

-- -\- -r' ~•~~ ..... /-. - .

• • Na+ / - 0 _ ~)

o ._:)• ,,~ ~:./.- .

r - •;.- -.~~ .

Gambar 2. lIutrasi partikel bentonit dalam air.

2.2. Pemurnian Bentonit

Bentonit alam tidak hanya mengandung satu mineral montmorillonit, tetapi jugamengandung mineral impuritas, seperti; kalsit, kwarsa, klinoptilolit,oksida besi, felspar danasam humat. Untuk memisahkan impuritas ini ada dua cara yang dapat dilakukan yaitu carakimia dan cara sedimentasi. Kalsit, oksida besi dan asam humat dapat dipisahkan dengan

cara kimia. Sedangkan kwarsa, felspar dan klinoptilolit yang mempunyai ukuran partikel yanglebih besar dapat dipisahkan dengan cara sedimentasi(21. Dalam hal pemurnianmontmorillonit dari pengotornya yang harus diperhatikan adalah tidak merubah secarasignifikan sifat fisik dan kimia dari montmorilonit. Cara sedimentasi adalah cara yang palingaman untuk mengisolasi montmorillonit supaya tidak terjadi perubahan sifat fisik dankimianya. Dan juga pemilihan metode pemurnian montmorillonite juga tergantung padapengunaan montmorillonite itu sendiri. Untuk aplikasi sebagai bahan adsorben yang tidakmembutuhkan kemurnian tinggi, dengan cara sedimentasi telah memenuhi standar.

Prosedur ini biasanya meliputi pelarutan sampel di dalam air demineral, antipengumpalan (disaggregating) dengan menggunakan ultrasonik danpengendapan/sedimentasi (cara grafitasi atau sentifugasi) untuk mengambil fraksi dimanasemakin lama waktu endapan semakin kecil fraksi yang diperoleh. Montmorillonite secara

36

Adsorben nanokomposit oksida besi-bentonit untuk pengolahan ... (Ors. Adel Fisli, M. Si.)

alamiah mempunyai ukuran partikel yang sangat halus «211m) dan salah satu cara untukmemisahkannya dari partikel kasar adalah dengan cara sedimentasi ini. Biasanya partikelkasar yang mempunyai ukuran partikel >2 11m adalah mineral kwarsa, felspar, klinoptilolite,kalsit, dan lain-lain[22J.

2.3. Magnet Oksida Besi

Bahan oksida besi tersedia di alam dalam jumlah yang besar. Oksida besi tersebutdapat terbentuk dalam beberapa kombinasi komposisi kimia, yaitu; FeO (wustite), a-Fe203(hematite), y-Fe203 (maghemite) dan Fe304 (magnetite). Oari macam-macam oksida besi ini,hanya Fe304 (magnetite) dan y-Fe203 (maghemite) yang bersifat ferrimagnetik dengan nilaimagnetisasi (cr) masing-masingnya 92 emu/gr dan 76 emu/gr. Sedangkan untuk fasa FeObersifat antiferromagnetik dan a-Fe203 juga bersifat ferrimagnetik namun memiliki nilaimagnetisasi yang jauh lebih rendah. Sifat magnet yang ditunjukkan oleh Fe304 (magnetite)dan y-Fe203 (maghemite), bahan ini banyak digunakan untuk menyimpan data, toner danlain_lain[17,18,23].Bentuk struktur oksida besi a-Fe203 (hematite) dan F304 (magnetite) dapatdilihat pada Gambar 3 dan Gambar 4.

Gambar 3. Bentuk struktur kristal hematite (dari face aligned hk1100l.Fe+3 (bola lebih kecil) terkoordinasi dengan oksigen (bola lebih besar) 331.

Gambar 4. Bentuk struktur magnenetite. Bola lebih kecil mewakili Fe+3 yangterikat secara tetrahedral dan Fe3+ terikat secara octahedral (arah panah

ke atas) dan Fe2+ (arah panah kebawah) terkoordinasi dengan liganoksigen (bola lebih besar). Arah panah menunjukkan orientasi

dari momen magnetic da/am ion besp31.

37


Selain proses alami (natural), bahan yang bersifat ferromagnet ini juga dapatdisintesis secara terkontrol di laboratorium dengan berbagai metode, yaitu; sintesissonokimia, reaksi sol-gel, presipitasi dan kopresipitasi. Fasa dan ukuran partikel yangterbentuk bermacam-macam yang sangat dipengaruhi oleh proses pembuatan, jenisprekursor, suhu reaksi dan atmosfir, kecepatan proses presipitasi[17,18]. Seung-Jun Lee[17]melaporkan membuat nanopartikel maghemite dengan cara kopresipitasi denganperbandingan molar Fe(II)/Fe(lll) = 0,5 diperoleh ukuran partikel dari 3 sampai dengan 8 nm.Grace Tj.S[24]membuat partikel magnet dari mill scale pabrik baja dengan metode presipitasidiperoleh serbuk oksida besi dengan ukuran 27,19 nm disertai dengan peningkatanmagnetisasi (84 emu/gram) bila dibandingkan dengan produk Fe304 Aldrich (72 emu/gram).

Tahapan-tahapan reaksi sintesis magnet Fe304 ini adalah sebagai berikut:

Tahap I. Pembentukan padatan

Fe2+(aq)+ Fe3+(aq)+ 80H'(aq) -7 Fe(OHh.Fe(OHbs) (Green Rust)

Tahap II. Oehidrasi pembentukan magnetik melalui proses pemanasan

Fe(OHh.Fe(OHh(s) -7 FeOFe203 (s) + 4H20

FeOFe203 biasanya ditulis dengan Fe304

2.4. Nanokomposit Partikel Magnetik-Bentonit

Nanokomposit adalah kelas baru komposit, yaitu penggabungan suatu fasa denganfasa lain dimana paling sedikit satu dimensi dari kedua fasa tersebut berukuran kecil dari 100nano. Bentonit berpilar termasuk kelompok nanokomposit karena terjadi pengabunganpartikel (berukuran nanometer) dengan bentonit. Bentonit berpilar adalah bahan berdimensidua yang dibuat melalui pertukaran ion di antara lembaran bentonit dengan hidrokation logamanorganik. Setelah mengalami pemanasan, hydrokation logam ini terdekomposisi menjadibentuk oksidanya yang tetap berada dalam ruang antara lembaran yang berfungsi sebagaipilar. Proses pemilaran terjadi dengan baik apabila, (i) spesies pemilar terdistribusi secarahomogen, (ii) lembaran bentonit lebih kuat dan tidak bengkok (iii) semua lembaran terpilar,dan (iv) menghasilkan system terowongan /terusan dua dimensi (terbentuknya sistem pori).

Pembuatan benton it ber.gilar ini dipengaruhi oleh jenis bahan pemilar, jenis benton it, danmetode pembuatannya[3, 1].

Penelitian pembuatan pilarisasi bentonit dengan Fe203 dengan berbagai metodepembuatan telah dilaporkan di berbagai artikel. Bahan ini dimanfaatkan untuk keperluanbahan katalis[25], penyerap arsen[26], tetapi bahan ini tidak bersifat magnetik. Pilarisasibentonit dengan nanopartikel magnet Fe304 diperoleh bahan yang mempunyai dwi-fungsi,yaitu sebagai bahan penyerap yang berasal dari struktur benton it, dan bersifat magnet yangberasal dari oksida besi. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses pembuatan bentonitberpilar ini adalah jumlah spesies kation, prekursor, derjat hidrolisis, suhu reaksi, kecepatanpenambahan reaktan dan kondisi penuaan larutan terhidrolisis[3]. Gambar 5 adalah ilustrasipembuatan nanokomposit magnet oksida besi-bentonit dengan precursor garam besiFe(III)/Fe(II).

Fe3+ Fe3+Fe2+ Fe3+

Fe3+ Fe2+Fe2+ Fe3+

~I: 'Q: .;;:,~: ,~: ':2;<~<~<Q' :';;:'~:'IFe3+ Fe2+ Fe3+

b;1 >~>~>~>~>:~.;~.;~.;~'>~>~:'I

Bentonit + ion Fe3+/ Fe'+

OH'

Pemanasan

Bentonit berpilar partikelmagnet Fe304

, Nanopartikel oksida besi

Gambar 5. /lustrasi pi/arisasi bentonit dengan partike/ magnetik.

38

Adsorben nanokomposit oksida besi-bentonit untuk pengolahan ... (Drs. Adel Fisli, M. Si.)

BAB III METODOLOGI

3.1. Bahan dan Alat

Bentonit yang digunakan dalam penelitian ini adalah benton it lokal yang diambil daridaerah Sukabumi dalam bentuk bongkahan dan digerus sampai ukuran partikellolos denganmata ayakan 200 mesh. Bahan kimia yang digunakan untuk membuat oksida besi adalahFeCI3.6H20 (p.a, Merck), FeS04.7H20 (p.a, Merck) dan NaOH (p.a. Merck), Sedangkanuntuk uji adsorpsi menggunakan bahan kimia extra pure; CsN04 (Merck), Sr(N03h (Merck),Pb(N03h, CdS04.8H20 (Merck). Alat-alat yang digunakan adalah hot plate magnetic stirreralat gelas laboratorium, termometer, shaker.

3.2. Fraksinasi partikel bentonit

Metode fraksinasi benton it dilakukan dengan cara sedimentasi: Suspensi benton itdibuat dengan menimbang sebanyak 40 gram serbuk bentonit lokal dan dimasukkan kedalam 2 Lair demineral. Suspensi bentonit selanjutnya diberi gelombang ultrasonic selama15 menit dengan frekwensi 20 Hz dan daya 750 Watt pad a suhu kamar. Kemudian suspensidibiarkan di tempat yang datar serta dijauhkan dari segala getaran. Endapan yang terbentukdalam 15 men it (F1), 3 hari (F2), 1 minggu (F3) dan fraksi melayang lebih 1 minggu (F4)diambi! dan masing-masing fraksi dikeringkan dalam oven pad a suhu 105DC selama 3 jam,kemudian digerus hingga bentuk bubuk.

3.3. Pembuatan Nanokomposit

Ada dua variasi nanokomposit yang dibuat, yaitu variasi perbandingan molFe(III)/Fe((II) dan variasi perbandingan berat bentonit/oksida besi seperti yang ditampilkanpada Tabel 2. Nanokomposit dibuat dengan melarutkan bentonit ke dalam 250 mL air dandiultrasonik selama 5 menit sehingga membentuk suspensi yang homogen. Suspensibentonit dipanaskan pada suhu 70DC sambi! diaduk dengan magnetic stirrer. Pada wadahlain, dibuat 200 mL campuran garam Fe(III)/Fe(lI) dan dicampurkan ke dalam suspensibenton it. Kemudian pada campuran ini ditambahkan 100 mL NaOH 5M dengan kecepatanalir 2 mL/menit. Selanjutnya campuran dicuci dengan air demineral sampai air hasil cucianmempunyai konduktivitas < 10 I-IS/cm2. Padatan yang diperoleh dipanaskan dalam oven padasuhu 100DC selama 3 jam. Selanjutnya padatan digerus pelan-pelan sehingga menjadi bubukhalus.

Tabel 2. Data perbandingan berat bentonit/oksida besi dan perbandingan mol Fe(III)/Fe(ll)serta kode sampelnya.

No Perbandingan beratPerbandingan molKode Sam pelBentonit/Oksida besi

Fe(III)/Fe(ll)1

2:1 1:0NK-A21-10

2

2:1 2:1NK-A21-21

3

2:1 1:1NK-A21-11

4

2:1 1:2NK-A21-12

5

2:1 1:4NK-A21-14

6

2:1 0:1NK-A21-01

7

3:1 1:1NK-B31-11

8

2:1 1:1NK-B21-11

93:2 1:1NK-B32-11

10

1:1 1:1NK-B11-11

11

1:2 1:1NK-B12-11

39

Iptek Nuklir: Bunga Rampai Presentasi IImiah Jabatan Peneliti

3.4. Karakterisasi

ISSN 2087-8079

Setiap cuplikan di karakterisasi meliputi karakterisasi fasa dengan teknikdifraktometer sinar-x pada rentang sudut pengukuran 2° sampai dengan 80° dengan targetCu-Ka (A = 0.154 nm) menggunakan X-Ray Difractometer XD-610, Shimadzu. Sifat magnetditentukan dengan alat VSM (Vibrating sample Magnetometer) Oxford Tipe 1.2T. Kurvamagnetisasi momen magnet sampel diukur pad a kecepatan 0,25T/menit pad a pemberianmedan magnet luar dari -1 sampai dengan 1 tesla. Pengukuran luas permukaan dan volumepori bahan diukur dengan alat Quantachrome Corporation yang di jalankan dengan SoftwareNOVA Data Analysis Package Ver. 2.00. Penentuan komposisi unsur mengunakan alatXRF(X-ray Flourescence) Element Analyzer JSX-3211 dan morfologi permukaan sam peldengan alat SEM 515/EDAX PV 9900. Philips, Nedherland.

3.5. Uji Kestabilan

1 gram nanokomposit direndam dalam air selama 3 hari dengan variasi pH larutan 1sampai dengan 10. Nanokmposit bekas rendaman dikarakterisasi dengan alat XRD dan VSMuntuk menetukan perubahan fasa oksida besi dan sifat magnetnya.

3.6. Uji Penyerapan

Nanokomposit ditimbang sebanyak 0,05 gram dimasukkan ke dalam larutan limbahsimulasi yang mengandung kation Cs, Sr, Pb dan Cd. Konsentrasi kation ini divariasikan, 25mg/L, 50 mg/L, 100 mg/L, 250 mg/L, 500 mg/L dan 1000 mg/!. Campuran ini diaduk denganshaker selama 24 jam pada suhu kamar. Setelah itu partikel nanokomposit yang telahmenyerap kation limbah dipisahkan dengan cara mendekatkan magnet perman en ke larutan.Larutan jernih yang terbentuk diambil dan dilakukan pengukuran dengan MS.

3.7. Uji Aplikasi

Uji aplikasi dari nanokompsoit ini dilakukan terhadap limbah nuklir yang ada di PTLRBATAN dan limbah sebuah Industri battrei yang mengandung Pb yang diambil di daerahcakung Pulogadung dan proses electroplating yang mengandung unsur Cr dari sebuahIndustri Printing yang yang diambil di JABABEKA Bekasi. Limbah yang diambil ada limbahyang belum diolah.

Nanokomposit ditimbang sebanyak 0,025 gram, 0,05 gram, 0,1 gram, 0,2 gram dan0,4 gram dimasukkan ke dalam 50 mL masing-masing limbah yang terdiri dari Limbahradioaktif dari PTLR, limbah Industri Aki dan limbah hasil electroplating. Campuran diaduksemalaman dengan menggunakan shaker. Pengumpulan kembali nanokomposit dalamlarutan limbah simulasi dilakukan melalui proses magnetisasi. Larutan jernih diambil dandiukur dengan alat spektroskopi-y (gamma) untuk limbah radioaktif dan MS untuk penentuanPb, Cr di dalam limbah Industri.

Langkah-Iangkah utama dalam pembuatan bahan nanokomposit magnetik oksidabesi-bentonit secara skematik dapat dilihat pad a Gambar 6.

40


Bentonit lokal

Iso/asi partikel

Na-Bentonit «2f..lm)

Ultrasonik 5 menit

Nanokomposit

Larutan Prekursor

Garam Fe(lIl} dan

Sentrifugasi, dicuci,dipanaskan 10cfc

~I --------

Karakterisasi (XRD, VSM,BET, DTAfTG, SEMfTEM,

Uji Penyerapan

Gambar 6. Diagram alir dari pekerjaan keseluruhan dari pembuatannanokomposit bentonit-partikel magnet

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Fraksinasi Bentonit

F1

.~'5"o0.

F2

100 10 1

Lkuran partiket ()lm)

100

0.11 1 100

10 1

Ukuran partikel (~~

10 1

Ukuran partikel (~~

F3

.~~o0.

0.11 1 100

0.11 1 100

10 1

Ukuran partikel (~m)

10 1

lJ<uran partikel (pm)

0.1

01

Gambar 7. Grafik penyebaran ukuran partikel dari masing-masing fraksi bentonit

41


Sebaran ukuran partikel bentonit masing-masing fraksi dapat dilihat dalam Gambar7. Bentonit alam (BA) dilarutkan dalam air dan diultrasonik selama 15 menit terlihatmempunyai sebaran ukuran partikel bervariatif dari < 0,2 11m sampai dengan < 30 11m.Partikel benton it yang mempunyai ukuran lebih besar dari 10 11m dapat dipisahkan darisuspensi bentonit pada waktu pengendapan dalam 15 menit (F1). Fraksi ini adalah fraksikasar dari bentonit. Sedangkan endapan yang terbentuk dalam waktu endapan 3 hari (F2)sebaran ukuran partikelnya cukup bervariatif yaitu 10 11m, 2 11mdan 111m. Partikel yangmempunyai ukuran 2 11m dan 1 11mdalam F2 adalah partikel montmorillonit. Populasinyacukup besar didalam F2 ini. Keberadaan partikel ini didalam fraksi 2 mung kin disebabkanterbawa pad a saat proses sedimentasi oleh partikel impuritas yang mempunyai ukuran besar.Sedangkan endapan dalam waktu 3 hari sampai dengan 1 minggu diperoleh pucak populasitertinggi pada 2 11mdan 1 11m(F3). Ukuran partikel yang diperoleh dengan lebih lama dari 1minggu adalah 1 11mdan 0.5 11m(F4)' Ukuran partikel rata-rata pad a masing-masing fraksiadalah 23,75 11m(fraksi F1); 3,27 11m(fraksi F2); 2.17 11m(fraksi F3) dan 0,75 11m(fraksi F4)'

Hasil ini menunjukan bahwa partikel halus montmorillonit telah dapat diisolasi dari bentonitpada waktu pengendapan lebih lama dari 3 hari.

Oi dalam karakterisasi difraksi sinar-X, ciri karakteristik mineral montmorillonit munculpuncak spektrum pad a daerah sudut kecil yang merupakan difraksi bidang d001 yang dikenaldengan bidang ruang basal. Besar jarak ruang basal ini cukup bervariasi dalam rentang sudut3° sampai dengan 9°. Ada banyak faktor yang mempengaruhi jarak ruang asal ini,diantaranya; sifat alamiah montmorillonit, jenis kation antar-Iembaran, kandungan air dankelembaman udara pada saat pengukuran dengan XRO[27]. Pad a sudut besar juga munculpuncak difraksi lain seperti yang ditunjukkan dalam mineral montmorillonite-21A (29-1499)dalam JCPOS[281, di antaranya; 4,106(100), 19,936(55), 35,022(35), 54,231 (8), 62.027(25).Hasil karakterisasi difraksi sinar x dari bentonit alam yang di ambil di daerah Sukabumi dapatdilihat dalam Gambar 8. Hasil identifikasi puncak-puncak menunjukkan bentonit inimengandung mineral montmorillonit (M). Puncak-puncak yang menunjukkan adanya mineralmontmorillonit adalah puncak pada; 5,79°,19,997°,35,066°,54,472° dan 62,061°. Oisampingmontmorillonit, benton it ini juga mengandung beberapa impuritas seperti; klinoptilolit (Cln),kwarsa (Q), ilit (I), analsim (A) dan dolomit (0).

300

250

~ 200 ~

aI«ItU) 19 150.u; cQ)"E 100

500

20 4026

60 80

Gambar 8. Oifraksi sinar-X dari bentonit alam.

Hasil difraksi sinar-x dari masing-masing fraksi benton it dapat dilihat dalam Gambar9. Oalam gambar ini terlihat, fraksi F1 dan fraksi F2 yang merupakan fraksi kasar dari bentonitbanyak mengandung impuritas klinoptilolit, kwarsa, ilit, analsim dan dolomit. Montmorilonitjuga masih ada di dalam fraksi F1 dan fraksi F2 ini yang tunjukkan muncul puncak karakteristikmontmorillonit pad a 5,79°. Montmorillonit dalam fraksi 1 dan 2 ini diduga adalahmontmorillonit yang masih membentuk gumpalan-gumpalan atau terjebak di dalam ronggarongga struktur kristal bahan impuritas yang sulit untuk dipisahkan. Usaha untukmemecahkan gumpalan-gumpalan (disaggregating) supaya partikel montmorillonit terpisahdengan impuritas telah dilakukan dengan cara pemberian gelombang ultrasonik[29J• Namun

demikian perlakuan gelombang ultrasonik juga terbatas karena pemberian ~elombangultrasonik yang terlalu lama dapat mengakibatkan rusaknya struktur montmorilionit30I. Oalam

42


fraksi F3, puncak-puncak spektrum yang berasal montmorillonit terlihat sangat dominan.Semakin lama waktu endapan, yaitu lebih dari 1 minggu (fraksi F4) maka semakin murnimontmorillonite yang dapat diperoleh.

20 40

2860 80 100

Gambar 9. difraksi sinar x dari fraksi bentonit.

Tabel 3 adalah prosentase masing-masing fraksi bentonit yang diperoleh denganmetode sedimentasi. F3 dan F4 adalah murni montmorillonit yang berhasil diisolasi sebanyak17,28% dari berat total bentonit. Sebenarnya, kandungan montmorillonit dalam bentonit alamlebih tinggi dari 17,28% karena di dalam F1 dan F2 masih terdapat montmorillonit.Montmorillonit yang dapat diisolasi dari bentonit Sukabumi ini lebih rendah dari bentonit Turkiyang dapat mencapai 50%[31J. Hal ini mungkin disebabkan kandungan impuritas yang adadidalam bentonit lokal lebih tinggi dari bentonit Turki.

Tabel 4 adalah komposisi kimia dari masing-masing fraksi bentonit yang telahdipisahkan. Di dalam data ini terlihat kandungan dominan di dalam setiap fraksi adalah silikadan alumina. Semakin lama waktu pengendapan maka kecendrungan kandungan silikamenurun tetapi kandungan alumina meningkat. Penurunan kandungan silika dan peningkatankandungan alumina dengan semakin lama waktu pengendapan menunjukkan semakindominannya kandungan montmorillonit. Hal ini mengingat struktur lembaran montmorillonitdisusun oleh lapisan 2 tetatrahedral yang mengandung silika dan 1 lapisan oktahedral yangmengandung alumina[191. Komposisi kimia mineral alam montmorillonit bervariatif sekali yangtergantung pada sifat alamiah dari montmorillonit. Hasil komposisi kimia montmorillonit daribeberapa negara dapat dilihat dalam Tabel 4. Kandungan kimia Fe203 dalam montmorilloniteyang diperoleh cukup tinggi bila dibandingkan dengan montmorillonite Turki dan Thailand.

Tabel3. Prosentase masing-masing fraksi benton it yang diperoleh dengan carapenimbangan.

No Sampel %Serat1

Fraksi F1 58,052

Fraksi F2 24,713

Fraksi F3 6,044

Fraksi F4 11,24

43


Tabel4. Komposisi kimia dari masing-masing fraksi hasil XRF.

ISSN 2087-8079

Fraksi F,Fraksi F2Fraksi F3Fraksi F4Mont. Thailand[3']Mont. Turki[3']

(%)(%)(%)(%) (%)(%)

8i0273,971,862,961,256 - 6065 - 62

AI20311,612,616,716,716-1816 - 20

K204,44,22,82,20,3 - 0,50,5 - 0,4

CaO4,22,82,62,81,2 - 2,10,7 - 0,9

Fe2034,96,211,313,55-74-5

Ti020,81,11,30,71,2-1,50,2 - 0,7

Adsorpsi isotermal nitrogen oleh sam pel fraksi benton it F" F2, F3 dan F4 pad a 77Kdapat dilihat dalam Gambar 10. Dalam data terlihat semakin meningkat kemurnianmontmorillonit maka kapasitas adsorpsinya juga meningkat dengan urutan fraksi sebagaiberikut F, < F2 < F3 < F4. Peningkatan jumlah N2 yang teradsorpsi pada suatu bahanberbanding lurus dengan luas permukaan bahan. Hasil ini sesuai dengan hasil pengukuranluas permukaan masing-masing fraksi yaitu F, < F2 < F3 < F4 yang dapat dilihat pad a Tabel 5.Peningkatan luas permukaan ini disebabkan semakin kecilnya ukuran partikel danmeningkatnya volume pori bahan ini. Peningkatan volume pori berhubungan denganporositas bahan yang merupakan sifat karakterisitik dari montmorillonit. 8ecara kuantitatifmontmorillonit dari benton it lokal lebih rendah dibandingkan dengan benton it Turki, namundemikian secara kualitatif montmorillonite lokal lebih baik. Hal ini dapat dilihat dari hasilpengukuran luas permukaan dan volume pori montmorillonite lokal lebih baik darimontmorillonit Turki yang hanya 27 m2.g-' - 43 m2.g-' dan 0.055 cm3.g-' - 0.065 cm3.g-'.Bahkan kualitas montmorillonit lokallebih baik dari pad a montmorillonit KSF Standard Aldrichyang hanya 20 - 40 m2.g-' dan 0.023 cm3.g-'.

1.4

1.2

1.0..-..

~ 0.8o50.6c

0.4

0.2

0.0

o 0.2 0.4 0.6

x = p/po

0.8 1 1.2

Gambar 10. Adsorpsi isotermal nitrogen pada fraksi bentonit.

Tabel 5. Hasil pengukuran luas permukaan, ukuran pori dan volume pori dari fraksi benton itdengan metode BET.

No FraksiLuas permukaanUkuran poriVolume pori(m2/g)

(Angstrom)(cm3/g)

1Fraksi 1 (F,) 23,1617,400,02016

2Fraksi 2 (F2) 44,5516,210,03611

3Fraksi 3 (F3) 77,2615,250,05891

4Fraksi 4 (F4) 86,0815,010,06460I

44


4.2. Pembuatan Nanokomposit

Pola difraksi sinar-X dari masing-masing nanokomposit pada variasi perbandinganmol Fe(III)/Fe(lI) dapat dilihat dalam Gambar 11. Analisis pola difraksi yang terbentuk padananokomposit dilakukan dengan cara membandingkan pola difraksi dengan pola bahanstandar nanopartikel FeOFez03 dari Aldrich. Bahan ini diketahui memiliki fasa magnetikmayor (>90%) Fe304 dan fasa minor a-FzOPZJ. Puncak-puncak difraksi yang berasal Fe304 didalam nanokomposit pada variabel tertentu seperti NK-A21-21; NK-A21-11, NK-A21-12 danNK-A21-14 terlihat dengan jelas meskipun tidak begitu tinggi. Hal ini disebabkan fraksibenton it dalam komposit lebih dominan. Hasil ini menunjukkan telah terbentuknya Fe304dalam jaringan struktur benton it. Untuk nanokomposit yang dibuat dari Fe(lll) saja (NK-A2110) dan Fe(ll) saja fasa Fe304 tidak begitu jelas terbentuk.

NK-A21-10

NK-A21-21(/)

2'inc

<IJ

C

10 20 30 40 50 60 70

NK-A21-11

NK-A21-12

NK-A21-14

NK-A21-01

Fe304 T70

80

Gambar 11. Hasil pengukuran difraksi sinar-X dari nanokompositdengan variasi perbandingan mol Fe(III)/(Fe(II).

Hasil analisis sifat magnet dari nanokomposit perbandingan mol Fe(III)/Fe(lI) yangditampilkan dalam kurva histeresis dapat dilihat dalam Gambar 12. Ada dua pola kurvahisteresis yang terkait dengan keteraturan/struktur magnetik yang terbentuk sebagai fungsivariasi Fe(III)/(Fe(II). Untuk nanokomposit NK-A21-11; NK-A21-21; NK-A21-12 dan NK-A2114 yang dibuat dengan prekursor campuran besi Fe(III)/Fe(ll) memperlihatkan polaketeraturan superparamagnetik (Gambar 12a) sedangkan untuk nanokomposit NK-21-01 danNK-21-10 yang dibuat dengan menggunakan prekursor hanya Fe(lll) atau hanya Fe(lI)memperlihatkan pola keteraturan cenderung paramagnetik (Gambar 12b).

Hasil pengukuran magnetisasi saturasi, Ms pada 1 tesla untuk masing-masingnanokomposit variasi Fe(III)/Fe(lI) dapat dilihat pad a Tabel 6. Nilai Ms yang tertinggi dicapaioleh nanokomposit dengan perbandingan mol Fe(III)/Fe(lI) 1:1 (NK-A21-11) yaitu sebesar15,58 emu/gr kemudian NK-A21-21 sebesar 15,30 emu/gr dan seterusnya. Struktur Fe304adalah gabungan FeO dan FeZ03 yang dicapai dengan stoikiometri Fe(III)/Fe(ll) 2:1. Artinyasecara teoritis nilai magnetisasi jenuh tertinggi yang diberikan oleh fasa Fe304 akan dicapaibila perkursor Fe(III)/Fe(ll) mempunyai perbandingan mol 2:1. Perbandingan mol Fe(III)/Fe(lI)2:1 ini juga digunakan oleh Luiz C.A. Oliveira et.ap3] dalam membuat komposit. Namundemikian, hasil yang diperoleh dalam penelitian ini, nilai magnetisasi jenuh tertinggi dicapaioleh nanokomposit yang dibuat pada perbandingan mol Fe(III)/Fe(lI) 1:1. Hasil inimenunjukkan dalam proses pembuatan nanokomposit pada suhu 70°C terjadi oksidasisebagian Fe(ll) dan membentuk Fe(III). Sehingga pada akhir proses diperoleh oksida besidengan fasa Fe304 pada perbandingan Fe(III)/Fe(ll) mendekati 2:1.

45


(a)

Field (tesla)

(b)

1.5

NKA21-11

NKA21-21

NKA21-12

NKA21-14

NKA21-01

ISSN 2087-8079

•....OJ--::J

E~c::Q) -

Eo:2:

-1

-1.5

Field (tesla)

0.5

NKA21-10

Gambar 12. Kurva histeresis dari nanokomposit dengan variasiperbandingan mol Fe(III)/Fe(II).

Tabel6. Nilai magnetisasi jenuh (Ms) dari nanokomposit variasi perbandingan molFe(III)/Fe(lI)

Jenis Komposit Ms (emu/gr)NK-A21-10

0,70NK-A21-11

15,58

NK-A21-21

15,30

NK-A21-12

11,72NK-A21-14

7,30

NK-A21-01

1,68

46


Variasi nanokomposit berikutnya dilakukan dengan perbandingan berat bentonitdengan oksida besi. Oksida besi yang digunakan dengan perbandingan mol Fe(III)/Fe(ll) 1:1,yang merupakan komposis dengan nilai Ms tertinggi dari pengerjaan sebelumnya. Poladifraksi sinar-X nanokomposit dengan variasi perbandingan berat bentonit/oksida besi dapatdilihat pada Gambar 13. Bila dibandingkan dengan pola difaksi benton it, terjadi perubahanpola difraksi dengan munculnya puncak-puncak baru mengikuti pola difraksi fasa Fe304setelah bentonit digabungkan dengan oksida besi. Semakin banyak fraksi oksida besi didalam komposit maka semakin tinggi pula puncak fasa Fe304'

Fe304

NK-B12-11

NK-B11-11

NK-B32-1 1

10 20 30 40 50 60 70 80

sudut 28 (0)

Gambar 13. Hasil pengukuran difraksi sinar-X dari nanokompositvariasi perbandingan beratbentonit/oksida besi.

Fe304 (11)

NK-B12-11

NK-B11-11NK-B32-11

20 ~

NK-B21-11

C>

I NK-B31-11"3 E~ -M -0.5--AIJ 0.5:2

Field (tesla)

Gambar 14. Kurva histeresis dari nanokomposit perbandinganberat bentonit/oksida besi.

47


Tabel7. Nilai magnetisasi jenuh (Ms) dari nanokomposit variasi perbandingan beratbentonitloksida besi.

Jenis Nanokomposit

Ms (emu/gram)

TerukurPerhitungan

NK-B12-1158,848,4

NK-B11-1140,436,3

NK-B32-1124,329,0

NK-B21-1114,924,0

NK-B31-116,418,2

Fe304 (11)

72,6

Hasil analisis sifat magnet dari nanokomposit dengan variasi perbandingan beratbentonitloksida besi dapat dilihat dalam Gambar 13. Bentuk kurva histeresis untuk semuavariabel tidak berubah seperti yang diperlihatkan pada variabel Fe(III)/Fe(lI) 1:1 sebelumnya,yaitu membentuk pola keteraturan superparamagnetik (Gambar 14). Tabel 7 menampilkannilai magnetisasi jenuh (Ms) dari variasi bentonitloksida besi baik hasil pengukuran maupunperhitungan. Nilai Ms perhitungan, dihitung dengan mengalikan fraksi magnetik dengan nilaiMs fasa magnetik oksida besi murni tanpa bentonit. Nilai Ms dari oksida besi Fe(III)/Fe(ll) 1:1tanpa bentonit yang dibuat mencapai 72,6 emu/gram. Dari tabel terlihat bahwa semakinbanyak fraksi oksida besi didalam komposit maka nilai Ms-nya juga meningkat. Namun terlihatadanya perbedaan antara hasil pengukuran dan perhitungan. Apabila fraksi benton it lebihtinggi dari oksida besi, nilai Ms terukur cenderung lebih kecil dari perhitungan. Nilai Ms yangtidak setinggi perhitungan ini dianalisis karena tidak sempurnanya tahapan-tahapan reaksipembentukan partikel magnet oksida besi. Demikan pula penempatan oksida besi di antaralembaran benton it yang bersifat non-magnetik akan mengakibatkan pelemahan interaksiantar partikel magnetik. Tetapi, bila fraksi benton it sama atau lebih rendah dari oksida besi,nilai Ms terukur lebih tinggi dari perhitungan. Hasil ini menjelaskan bahwa dengan fraksioksida besi yang lebih banyak dari benton it, pembentukan fasa magnet menjadi lebihsempurna dan semakin banyak partikel magnetik yang menempati permukaan lembaranbentonit sehingga interaksi antar partikel juga menjadi lebih kuat.

Foto SEM dari benton it, nanokomposit dan oksida besi dapat dilihat pada Gambar15. Pad a foto SEM bentonit dengan perbesaran 1250x terlihat partikel bentonit berbentuklonjong dengan ukuran partikel diperkirakan < 21Jm. Setelah perbesaran ditingkatkan menjadi10.000x, strukturmikro permukaan bentonit lebih jelas terlihat dengan membentuk garis-garisyang mungkin terkait dengan struktur lembaran benton it. Sedangkan partikel oksida besiyang terbentuk diperkirakan ukuran partikelnya lebih kecil dari 100 nm. Setelah bentonitdikompositkan dengan nanopartikel oksida besi, strukturmikro permukaan bentonit terlihatberubah setelah oksida besi dikompositkan dengan dengan bentonit.

Dari hasil analisis BET, diperoleh bahwa oksida besi mempunyai luas permukaan61,725 m2/g. sedangkan bentonit mempunyai luas permukaan 93,32 m2/g (Gambar 16).Setelah bentonit dikompositkan dengan oksida besi, untuk semua variasi nanokomposit yangdibuat terjadi peningkatan luas permukaan. Nilai peningkatan luas permukaan berbeda-bedadi setiap variabel. Peningkatan tertinggi terjadi pada NK-B31-11 yang mencapai 16,84% yaitu109 m2/g. Semakin bertambah fraksi oksida besi di dalam nanokomposit maka kenaikan luaspermukaan juga berkurang. Kenaikan terendah dicapai oleh NK-B 12-11 yaitu 3,65%. Hasil inimenunjukkan telah masuknya nanopartikel oksida besi di antara lembaran bentonit yangmengakibatkan terangkatnya ruang antar lembaran sehingga luas permukaan benton itmeningkat seperti yang diperoleh peneliti sebelumnya[34]. Perubahan ini tidak hanyatergantung pad a ukuran partikel yang masuk tetapi juga tergantung pada jumlah pemilar dankehomogenan ukuran partikel serta sebarannya di antara lembaran montmorillonit. Untukmendapatkan luas permukaan yang maksimum maka jumlah bahan pemilar harus optimal.Jika bahan pemilar terlalu sedikit maka tidak semua lembaran benton it berpilar yangmengakibatkan tidak maksimumnya luas permukaan bahan terkuak (explored) dan jika bahanpemilar terlalu banyak maka akan menutupi permukaan luar dan rongga-rongga porous yangtelah terbentuk. Sehingga luas permukaan semakin menurun dengan jumlah bahan pemilaryang semakin banyak. Hasil analisis ini mendukung hasil analisis sifat magnetik di atas yangmenunjukkan semakin banyaknya permukaan lembaran yang tertempati partikel magnet.

48

Adsorben nanokomposit oksida besi-bentonit untuk pengolahan ... (Drs. Adel Fisli, M.Si.)

\'-"bentonit perbesaran 1.250 kali

Fe304 perbesaran 10.000 kali

bentonit perbesaran 10.000 kali

Komposit perbesaran 10.000 kali

Gambar 15. Foto SEM bentonit, nanokomposit dan Fe304.

120

100U>

",- 80E-o:

roro 60-'" ::JE

Q;40(L (fj

ro::J 20--'

0-,.--...---,........,.--,........

,.--

... "c~~~~~

0 0 N N'" c:QJ'"'"N

LLQJ

c:Jc:Jc:Jc:Jc:Jc:J ~~~~~z

zzzzJenis Sampel

Gambar 16. Hasil pengukuran luas permukaan (BET) dari nanokompositperbandingan berat bentonit/oksida besi.

Gambar 17 adalah ilutrasi hasil foto sistem penyerapan oleh nanokomposit. Gambar17a adalah serbuk nanokomposit yang dapat merespon magnet luar. Nanokomposit ini jikadilarutkan dalam air maka membentuk suspensi yang stabil. Larutan kelihatan keruh (Gambar17b). Apabila suspensi nanokomposit ini didekatkan ke magnet permanen maka terlihatpartikel nanokompsit dalam air terlihat mengarah ke medan magnet yang diberikan.Sedangkan air yang ditinggalkan terlihatjernih (Gambar 17c).

49


Gambar 17. lIustrasi nanokomposit di/arutkan da/am air (a) serb uk nanokomposit yang diberirespon dengan magnet, (b) serbuk nanokomposit dida/am air, membentuk suspensi yang

stabil, (c) suspensi nanokomposit da/am air diberi respon medan magnet.

4.3. Uji Kestabilan

Uji kestabilan nanokomposit dilakukan dengan cara merendam nanokomposit didalam larutan air variasi pH dari 1 sampai dengan 10. Larutan ini diad uk selama 3 hari.Komposisi kimia Fe dalam nanokomposit dan air ditentukan dengan metode NAA sedangkansifat magnet dan fasa oksida besi dalam nanokomposit ditentukan dengan VSM dan XRD.Gambar 18 adalah hasH magnertisai jenuh dari nanokomposit yang telah direndam dalamlarutan variasi pH. Bila dibandingkan dengan magnetisasi jenuh dari NK-32-11 awal makaterjadi penurunan sebanyak 9.8% pad a pH larutan 1. Pola difraksi fasa magnet Fe304(Gambar 19) pada perendaman dari pH 1 sampai dengan pH 10 mempunyai pola difraksiyang sama dengan pola difraksi Fe304 awal. Hasil ini menunjukkan fasa Fe304 dalamkomposit tidak berubah dan tatap stabil dalam kisaran pH larutan 1 sampai dengan 10.

C,35

"3 E 30~

v;~ 25"in (II:;ro20

r/) "in(IIr/)

15~ <:

OJ(II10:2

50

0

1234567891011

pH larutan

Gambar 18. Up kestabilan magnet terhadap da/am variasi pH /arutan air.

50


200

150

100

50

o

10 20 30 40 50 60

Sudut 28(°)

70 80

Gambar 19. Oifraksi sinar-x dari masing-masingvariasi pH larutan air.

4.4. Uji Penyerapan

Sebelum diaplikasikan ke dalam limbah nulklir dan limbah indutri logam beratnanokomposit yang dibuat terlebih diuji sifat penyerapannya. Gambar 20, 21, 22 dan 23adalah hasil penyerapan logam Cs, Sr, Pb dan Cd dalam variasi pH larutan dari 1 sampaidengan 10. Unsur Cs pada pH rendah dari pH 1 sampai dengan pH 4 semakin tinggi pHmaka day a serap juga meningkat namun demikian pH di atas pH 4 sampai dengan 10 day aserap nanokomposit relatif stabil dengan prosentase penyerapan maksimum sekitar 35%.Untuk logam Sr pad a pH larutan dibawah 8 tidak banyak pengaruh terhadap day a seraptetapi pH larutan diatas 8 day a serap meningkat dengan tajam yang mencapai 60% pad a pH10. Lain halnya dengan kation Pb, dari pH 2 sampai dengan pH 7, semakin tinggi pH larutanmaka daya serap Nanokomposit juga meningkat. Bertambah daya serap kation dengannaiknya pH larutan diakibatkan oleh disamping kelarutan kation berkurang dengan penurunankonsentrasi [H+] dalam larutan. Sehingga mengakibatkan berkurangnya kompetisi kationlogam terhadap adsorben. Tetapi pH 8, 9 dan 10, Pb terserap 100% hal ini disebabkan Pbtelah terbentuk endapan Pb(OHh pad a pH diatas 8 sehingga endapan dapat diserap denganmaksimal dengan tidak menyisakan didalam larutan. Begitu juga terhadap kation Cd,meskipun peningkatan adsorpsi agak landai dengan kenaikan pH larutan bila dibandingkandengan Pb. Endapan Cd(OH) terbentuk dimulai pada pH 9 keatas.

51


4540

•• •• •35 /;R••

~30

Q)I/) 25ro 1::Q)

20I/) 0•... 15a..

1050 0

1234567891011

pH Larutan

Gambar 20. Hasil penyerapan kation Cs oleh Nakokomposit NK21-11pada variasi pH larutan.

•

70

60~ 50~~ 40ro1::~ 300a: 20

1000

•

2 3 4 5 6 7pH larutan

8 9

•

10 11

Gambar 21. Hasil penyerapan kation Sroleh nanokomposit NK21-11pada variasi pH larutan.

120~e.- 100

/r-·~ z.£:80

QJ "0Ct60

ro Qj~40 ..-----.

.'!:!......---------0 U 20

.------.--/.-----

00

1234567891011

pH Larutan

Gambar 22. Hasil penyerapan kation Pb oleh nanokomposit NK21-11pada variasi pH larutan.

52


120

:$!.

100~Q.

roCi5

80(/) 2Q)

60(/) roCQ)40(/) 0a: 20

00

1234567891011

pH Larutan

Gambar 23. Hasil penyerapan kation Cd oleh nanokomposit NK21-11pada variasi pH larutan.

Sedangkan uji adsorpsi Cs, Sr, Pb dan Cd oleh variasi adsorben dapat dilihat dalamGambar 24, 25, 26 dan 27. Data ini ini diambil pada jumlah adsorben 1 g/L larutan dengankonsentrasi kation 100 mg/L. Sistem penyerapan dilakukan dengan system bath (kolam) yangdiaduk dengan alat shaker selama 24 jam pada suhu kamar. Semua kation dapat diserapoleh bentonit dengan effisien penyerapan 19% untuk Cs, 17% untuk Sr dan 59% untuk Pbdan 26,5% untuk Cd. Setiap kation mempunyai effisien adsorpsi berbeda-beda terhadapadsorben hal ini disebabkan oleh perbedaan masing-masing afinitas kation. Setelah bentonitdikompositkan dengan nanopartikel oksida besi maka terjadi peningkatan adsorpsi dariadsorben. Bila perbandingan fraksi bentonit melebihi dari fraksi oksida besi, umumnyapeningkatan adsorpsi melebihi dari dua kalinya dari bentonit. Bahkan untuk konsentrasi Pb100 mg/L, adsorben belum mengalami penjenuhan dengan nilai efisiensi lebih dari 98%.Semakin berkurang fraksi benton it di dalam komposit maka efisiensi penyerapan Cs jugasemakin kecil, hal ini karena Fe304 yang terikat menempati posisi aktif dari bentonit.

-40

<f2.

~c::co30

0.. coI-Q)>.c:: 20Q) 0..'V;c::.~ 10en <;::LlJ

0

---,r--~r--M :-"r:lOJ '<I:

OJOJ

<ri1"1N N

Ii)-~ Ii)r-'I

Nr--gOJ

NOJ

~,

~~

OJ

Ii)

~

~1

lL

c ~~~~~"<t

Q)

~~~~~0,,N,NII) ~ M

ro

MNM~~Q)

II)II)II)II)II)LL

Z ~~~~~zzzzz

Gambar 24. Hasil uji penyerapan kation Cs pada variasi adsorben.

53

iJCD

:>;-<:c::>;-:=;.

Efisiensi penyerapan (%)

Efisiensi Penyarapan (%)co

Efisiensi penyerapan (%)

c:

G)

G):J

G)OJ

<Q

OJ

....•OJ ....•:3Q)

:3

N~(j)Q)0 :3 N~(j)Q)0 ....•NW~ ::0

0-

000000 0- 000000 0- 00000 Q)

OJ

OJOJ

:3~~~I'V

I:J

I'V

I'V~ 9!.

'-I~

Na-Bent26.5 Na-Bent59.1:r:

Na-Bent 17.2 1)

:r:

:r:OJ

<i3

OJ

OJen(I)

en

en-. CD

-.-:J- ::::.:.s Q)

"0"0

NK-B31-11CDNK-B31-11 75.4CD 98.2-:

NK-B31-11~.

"035.2

:J:J §'

'"'"CD

CD

CD:J

Q1

Q1'" 5;'

CD

::J-

"0"0

NK-B21-11Q1

fu-OJ

NK-B-21-11 65.3OJ 99.9NK-B21-11 28.9:J

"0:J OJ

c-

(J1

:>;- :x;-::JQ)

~

OJ OJQ)

...•.

...•.:x;- :J

O·O·OJ 1)

::J

::JNK-B32-11...•.

NKB-32-1151.0 98.1

O·NK-B32-11 17.2CD

()lJ::J :J

0.

0-CD

C/)

--."0

"0~ -OJ

OJ"0

§-

0.NK-B11-11 66.8OJ INK-B11-11B-11-11

29.7 OJ§-I8.6

<:::

<:::

OJ

OJ<:::

~.

::J.OJ

OJ1i3.

~.en

NK-B12-11B-12-1119.6

-.54.6~. INK-B12-11I 5.0

OJ

OJ

~~OJ

ee~

a-

a-eCD

Fe3046.8CD

Fe30422.9 a-Fe304I 0.0~

~~ III en

en<:NaQ)";'IQ)a'-J(Q

Adsorben nanokomposit oksida besi-bentonit untuk pengotahan ... (Drs. Adet Fisti, MSi.)

4.5. Uji Aplikasi Limbah Nuklir dan Non Nuklir

Limbah nuklir yang digunakan adalah limbah nulklir yang ada di PTLR-BATAN. Hasilpencacahan dengan MCA dapat dilihat dalam Gambar 28. Analisis spektrum terlihat denganjelas bahwa puncak pada energi 551 keV yang diidentifikasi berasal dari radionuklida Cs137 dan puncak energi pad a 1173 keV dan 1332 keV yang diidentifikasi berasal dariradionuklida Co-50. Masing-masing radionuklida ini mempunyai aktifitas sebesar 1.0795

IlCi/mL (Cs-137) dan 5.592 10-3IlCi/mL (Co-50).Limbah nuklir yang belum diolah mempunyai pH 1. keasaman limbah diubah menjadi

pH 7. Variasi berat adsorben: 0.025 g; 0.05 g; 0.1 g, 0.2 9 dan 0.4 9 dimasukkan ke dalam 50mL limbah. Campuran diaduk selama 24 jam pada suhu kamar. Setelah itu, partikelnanokomposit dalam larutan dipisahkan menggunakan magnet permanen. Larutan sisadiukur kembali dengan menggunakan MCA. Tampilan MCA dari larutan sisa dapat dilihatdalam Gambar 29. Oalam gambar ini terlihat ada penurunan puncak radionuklida di dalamlimbah setelah diberikan nanokomposit.

100000

10000

__ 1000c::Jou 100

10

Cs-137I

Limbah awal

Cs-137 = 1.0795 J.lCilmLCo-60 = 6.592 10-3 J.lCi/mL

. - .- ..-.- . -- .---- --o 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Energy (kev)

Gambar 28. Grafik hasil pencacahan dengan MCA dari limbah nuklir.

-- ---,100000-,----------- --- -··OAgramNK31-11 !

10000

C 1000::JoU 100

o 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Energy

Gambar 29. Hasil pencacahan MCA dari limbah sisa setelah diberinanokomposit sebanyak 0,4 gram

Hasil penyerapan radionuklida Cs-137 dan Co-50 oleh nanokomposit NK31-11,NK21-11 dan NK-32 pad a pH 7 dapat dilihat dalam Gambar 30 dan 31 Aktifitas Cs-137 turundari 29,73 cps menjadi 0,551-0,242 cps dan Co-50 turun dari 0,399 cps menjadi 0,01 cpsuntuk jumlah adsorben 0,4 gram komposit.

55


25

fa j~K-31-11

ISINK-21-11t?INK-32-11

C")

15~ U,0cro 10.r:: rouro0 5

0

0

0.0250.050.10.20.4

Serat Nanokomposit (g)

Gambar 30. Hasil cacahan Cs-137 dalam limbah radioaktif dan limbah

radioaktif setelah diberi variasi nanokomposit pada pH 7.

0.18

0.16en

0.14C>. ~0

0.12<D 6 0.1u cro 0.08J:: rouro 0.06U

0.040.020

o 0.025 0.05 0.1 0.2 0.4

berat Nanokomposit (gr)

Gambar 31. Hasil cacahan Co-137 dalam limbah radioaktif dan limbah

radioaktif setelah diberi variasi nanokomposit pada pH 7.

Berikutnya, uji aplikasi terhadap limbah industri. Ada dua jenis limbah industri yangdiambil yaitu limbah industri pembuatan aki yang diambil dari sebuah perusahaan batrai diCakung Jakarta Timur dan limbah hasil proses electroplating dari sebuah Industri Printing diJABABEKA Bekasi. Limbah yang diambil adalah limbah industri yang belum diolah. Limbahaki mengandung logam berat Pb sedangkan limbah hasil proses electroplating mengandunglogam berat Cr. Hasil pengukuran logam Pb di dalam limbah pembuatan aki dalam larutanlimbah hasil proses penyerapan dengan nanokomposit dapat dilihat dalam Gambar 32.Semakin banyak nanokomposit yang dimasukkan ke dalam limbah maka kadar Pb sisadalam larutan juga semakin keci!. Hal ini sebagai akibat meningkatnya jumlah Pb yangterse rap oleh nanokomposit. Pad a nanokomposit 0,4 gram jumlah Pb yang terserapmencapai 75-80%. NK-31-11 mempunyai daya serap yang lebih baik bila dibandingkandengan nanokomposit lain. Hal ini disebabkan fraksi benton it didalam komposit paling besarbila dibandingkan dengan komposit jenis lain. Begitu juga dengan limbah hasil proseselektroplating (Gambar 33). Pad a jumlah 0,4 gram komposit dapat menyerap Cr mencapai80-93%. Sebelum proses adsorpsi dilakukan limbah electroplating jadikan pH 7 terlebihdahulu.

56


100oNK-31-11

90 jf::jNk-21-11~

80o NK-32-11

.D

70Il.(/)

60C- o(/) 50"D roQ) 40(/) roC 30

Q)(/)e 20

Il.

100 0.0251

0.0508 0.1001 0.2002 0.4004

Berat Nanokommposit (gr)

Gambar 32. Hasil prosentase Pb yang terserap oleh nanokompositdi da/am limbah Aki.

100

90

80

~ 70Q.. 60~(J) 50~~ 40o 30

20

10

o

o NK-31-11

~ NK-21-11

o NK-32-11

0.0251 0.0504 0.1001 0.2002 0.4001

Berat nanokomposit (gr) ,

Gambar 33. Hasil prosentase Cr yang terserap oleh nanokompositdi da/am limbah hasil electroplating.

BAB V KESIMPULAN

Montmarillanit telah sukses di isolasi dari bentanit lakal dengan menggunakanmetode sedimentasi. Partikel yang melayang setelah dibiarkan selama 3 hari adalah mineralmontmorillonite dengan karakteristik: ukuran partikel ::;2,17 11m, luas permukaan 77,26 m2/g 86,08 m2/g, ukuran pori 15,25A - 15,01A, volume pori 0,05891 ml/g - 0,06460 ml/g.

Komposit bentonit-aksida besi dengan Fe(III)/Fe(ll) 1:1 membentuk fasa Fe304 dannilai magnetisasi jenuh paling tinggi. Kehadiran oksida besi di dalam struktur bentonitmeningkatkan luas permukaan bahan. Semua variabel komposit mempunyai respon yangbaik terhadap magnet sehingga dapat diambil kembali setelah adsorben dimasukkan kedalam air.

Uji adsorpsi dengan kation Cs, Sr, Pb dan Cd untukjenis komposit NK-31-11, NK-2111 dan NK-32-11 memperlihatkan kapasitas adsorpsi yang lebih tinggi dari bentonit. Ujiaplikasi terhadap limbah nuklir dapat menurunkan aktifitas limbah lebih 90%. Sedangkan ujiadsorpsi Pb dari limbah pabrik aki dan Cr dari limbah hasH elektroplating dapat menurunkankadar Pb 75-80% dan Cr mencapai 80-93%.

57


Berdasarkan hasil uji aplikasi ini, nanokomposit magnet-oksida besi sangat dapatdiandalkan dalam pengolahan limbah nuklir dan non-nuklir. Keunggulan bahan ini disampingkapasitas sera pan tinggi juga sederhana dalam aplikasi. Dalam hal pengolahan limbah nuklir,dapat digunakan sebagai metode alternatif dalam proses solidifikasi limbah cair yang adasekarang di PTLR-BATAN.

DAFT AR PUST AKA

[1] VALERIA KOVATCH EVA - NINOVA, NINA NIKOLOVA AND MARIN MARINOV,Investigation the Adsorption Properties of the Natural Adsorbens Zeolit and BentoniteTowards Copper Ions, Annual of the University of Mining and Geology "S1. Ivan Riski",Vol. 44-45, Part II, Mining and Mineral Processing, Sofia, 2002, pp. 93-97.

[2] Laporan Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral dan batu bara,Departemen energi dan Sumber daya mineral (2005).

[3] ANGELO VACCARI, Preparation and Catalytic Properties of Cationic and Anionic Clays,Catalysis Today 41 (1998) 53-71.

[4] FRANCISCO R VALENZUELA DIAZ AND PERSIO DE SOUZA SANTOS, Studies onThe Acid Activation of Brazilian Smectitic Clays, Quim. Nova, Vo. 24, No.3, 345-353,2001

[5] C.C. AINSWORTH, J. M ZACHARA, RL. SCHIMIDT, Clays and Clay Min. 1987, 35,121-128.

[6] J. M. RODRIQUESZ, A. J. LOPES, S. BRUQUE, Clays and Clay Min. 1998, 36, 284-288[7] C. HENNING, T. REICH, R DAHN, A.M. SCHEIDEGGER, Structure of uranium sorption

complexes at montmorillonite edge sites, Radiochim. Acta 90, 653-657, (2002)[8] D.R TURNER, RT. PABALAN, F.P. BERTEH, Neptunium(V) sorption on

montmorilonite: an Experimental and Surface complextion modeling study, Clays andclay mineral, 46, 256-269, (1998).

[9] D.W. OSCARSON, H.B. HUME, F. KING, Sorption of Cesium on compacted bentonit,Clays and clay Minerals, 42. 731-736, (1994).

[10] OGUZ INEL, FEHMI ALBAYRAK, AYSEGIL ASKIN, Cu and Pb Adsorption on SomeBentonitic Clays, Tuk. J. Chem, 22 (1998), 243-252.

[11] F. FIGUERAS, Catal. Rev. Sci. Eng. 30 (1988) 457.[12] ADEL FISLI, HERY HAERUDIN, Pembuatan dan karakterisasi katalis oksida mangan

dengan pendukung bentonit berpilar alumina untuk oksidasi gas CO, ProsidingPertemuan IImiah Iptek Bahan'02, (2002) hal. 257-264.

[13] ADEL FISLI, HERY HAERUDIN, JARNUZI GUNLAZUARDI, SUMARDJO, SUGIKSUGIANTORO, Pengaruh variasi jumlah alumina pad a bentonit berpilar, ProsidingPertemuan IImiah Iptek Bahan'04, (2002), hal. 348-352.

[14] A. DYER, T. GALLARDO, in: Recent Developments in Ion Exchange Vo. 2, PAWilliams, M.J. Hudson (eds), Elsevier Applied Science, London, UK, 1980, P 75.

[15] A. DYER, N.U. JAMES, N.J. TERRILL, Uptake of Cesium and Strontium radioisotopesonto pillared clays, J. Radioanal. Nucl. Chem. 240 (1999), 589-592.

[16] NA BOOKER, D. KEIR, A. PRIESTLY, C.D, RITHCHIE, D.L. SUDARMANA,MAWOODS, WaterSci. Tehnol, (1991),123,1703-1711.

[17] S. J. LEE, J.R JEOUNG, S.C. SHIN, J.C KIM, J.D. KIM, Synthesis and Characterizationof superparamagnetic maghemite nanoparticles prepared by coprecipitation technique,J. Magnetism. Magnetic Mater. 282 (2004) 147-150.

[18] J.R JEONG, S.C. SHIN, S.J.LEE, J.D. KIM, Magnetic properties of superparamagneticy-Fe203 nanoparticles prepared by coprecipitation technique, J. Magnetism andMagnetic Materials 286 (2005) 5-9.

[19] NEWMAN A.C.D ,"Chemistry of Clays and Clay Minerals", Longman Scientific Technical,Mineralogical Society, London (1987).

[20] OTHMER K, Encylopedia of Chemical Technology", 4th, Vol, 15, John Wiley and Sons,new York, (1995).

[21] LARS AMMANN," Cation Exchange and Adsorption on clays and clay minerals",Dissertation, Christian-Albrechts-Universitat, (2003).

[22] JACSON, M.L., "Soil Chemical Analysis Advanced Course, 2nd Edition. Published by theauthor Madson. Wisconsis (1979).

58


[23] COEY, J.M.D., Magnetic Properties of Iron in Soil Iron Oxides and Clay Minerals; Stucki,J.W., Goodmann, BA, Schwertmann, U., Eds.; Dordrecht, Reidel, 1998, 397-466.

[24] GRACE TJ. S., MUJAMILAH, RIDWAN, Sintesis y-Fe203/Fe304 dari Mill Scale PabrikBaja dengan Metode Presipitasi, J. Sains Materi Indonesi, Vol. 7, no. 1, (2005), 47-51.

[25] JOSA L.V., A. ROMERO, R ROMERO, Preparation and characterization of Fe-Piles.Influence of The Synthesis Parameters, Clay and Clays Minerals, 53, (2005), 613-621.

[26] D.MASIH, Y. IZUMI, K. ALKA, Y. SElDA, Optimation of an Iron IntercalatedMontmorillonite Preparation for the Removal of Arsenic at Low Concentrations, Eng LifeSci. No.1, (2007) 52-60.

[27] STEVE J. CHIPERA AND DAVID L. BISH,"Baseline Studies of The Clay MineralsSociety Source Clays: Powder X-Ray Difrraction Analysis", Clays and Clays Minerals,Vol. 49, No.5, 398-409, 2001.

[28] JCPDS, by ICDD (1998)[29] DIEMAR PETERS, "Ultrasound in materials Chemistry", J. Mater. Chemistry., 6(10),

(1996), 1605-1618.[30] L.V. DUONG AND J.T. KLOPROGGE," An Improved Route for the Synthesis of AI-13

Pillared Montmorillonite Catalysts", J. Porous Mater 14, (2007), 71-79.[31] M. ONAL, Y. SARIKAYA AND T ALEMDAROGLU,"lsolation and characterization of a

Smectite as a Micro-Mesoporous Material from a Betonies", Turk J Chem 27(2003),683693.

[32] GRACE TJ.S, MUJAMILAH DAN RIDWAN, Jurnal Sains Materi Indonesia, 8 (1) (2006)31-34.

[33] L.CA OLIVEIRA, RV.RA RIOS, J.D. FABRIS, K.SYK GARG, RM. LAGO, AppliedClay Science 22 (2003) 169-177.

[34] N. MAES, I. HEYLEN, P. COOL, E.F. VANSANT, Applied Clay Science 12(1997) 43-60

59

adsorben nanokomposit oksida besi...

Documents