Tesis

Sintesis dan aplikasi nanokomposit Fe3O4/SiO2/C sebagai adsorben ion NH4+ dalam air limbah tambak udang dengan analisis menggunakan reagen fenat / Alif Alfarisyi Syah

Abstrak
Areal tambak udang di pesisir berpotensi mencemari perairan laut jika limbah organik yang dihasilkan tidak dikelola dengan baik. Limbah tersebut berupa sisa pakan dengan kandungan protein tinggi (36-40%) yang dapat terdekomposisi menjadi amonia (NH4 ). Penelitian sebelumnya diperoleh kadar NH4 yang tinggi pada area output tambak udang yaitu berkisar 0 239 ndash 0 790 mg/L sehingga diperlukan metode serta material untuk menurunkan kadar NH4 . Pada penelitian ini dikembangkan adsorben dengan pemanfaatan bahan alam yang diperoleh disekitar pesisir Pantai Prigi. Ekosistem mangrove disekitar area pesisir Prigi menyumbangkan serasah daun dengan kandungan karbon berkisar 45-50%. Serasah daun mengrove memiliki beberapa kelebihan meliputi area permukaan yang negatif luas permukaan yang tinggi dan kapasitas tukar kation (KTK) yang baik dalam adsorpsi ion NH4 . Selain itu area pesisir Prigi juga memberikan potensi pemanfaatan pasir sebagai sumber silika yang dapat digunakan sebagai capping agent. SiO yang juga merupakan surfaktan anorganik memiliki sifat fisika dan kimia yang baik yaitu secara kimia stabil dalam larutan asam dan secara fisika mampu melindungi aglomerasi partikel magnetit. Magnetit (Fe3O4) memiliki kemampuan daya serap dan sifat kemagnetan yang tinggi sehingga penting dalam proses pemisahan dalam larutan. Penelitian ini bertujuan mengembangkan adsorben nanomaterial Fe O sebagai inti yang dilapisi oleh SiO dan karbon biochar mangrove serta PEG4000 sebagai agen pengikat antar material untuk mengatasi aglomerasi degradasi asam dan meningkatkan efisiensi adsorpsi NH4 . Tahapan metode penelitian meliputi (1) Ekstraksi dan aktivasi karbon biochar daun mangrove (2) Ekstraksi dan pemurnian SiO2 dari pasir pantai menggunakan metode destruksi basah (3) sintesis nanopartikel Fe3O4 menggunakan metode kopresipitasi (4) sintesis nanokomposit Fe3O4/SiO2/C (4) karakterisasi Karbon SiO2 Fe3O4 dan Fe3O4/SiO2/C menggunakan FTIR XRF SEM-EDX VSM dan TGA . Pada tahap (5) dilakukan eksperimen adsorpsi NH4 dengan nanokomposit Fe3O4/SiO2/C dan (6) eksperimen regenerasi dan stabilitas nanokomposit Fe3O4/SiO2/C (7) eksperimen ekstraksi NH4 dari limbah tambak udang dan (7) pemetaan kadar NH4 sebelum dan sesudah adsorpsi. Hasil karakterisasi menggunakan FTIR XRF SEM-EDX VSM dan TGA bahwa sintesis Karbon aktif SiO2 Fe3O4 dan nanokomposit Fe3O4/SiO2/C berhasil dilakukan. Kondisi optimum untuk adsorpsi NH4 oleh nanokomposit Fe3O4/SiO2/C adalah pada massa 0 2 g pH 8 dan waktu kontak 55 menit. Kinetika adsorpsi NH4 mengikuti model Pseudo-second-order dan proses adsorpsi terjadi secara eksotermik spontan serta merupakan fisisorpsi. Analisis dengan TGA menunjukkan bahwa nanokomposit stabil pada rentang suhu 450-921 deg C dengan total penurunan massa hanya sebesar 3%. Hasil analisa spektra FTIR sebelum dan sesudah menunjukan beberapa pergeseran dari gugus fungsi hidroksil dan karboksilat serta menunjukan interaksi tipe inklusi yaitu molekul atau ion NH4 terperangkap dalam matriks struktur pori pada adsorben. Nanokomposit Fe3O4/SiO2/C memiliki rata-rata efisiensi adsorpsi (EA) sebesar 85% untuk ketiga siklus menunjukkan performa yang baik dalam mengadsorpsi NH4 di setiap siklus. Efisiensi desorpsi (ED) NH4 menurun dengan setiap tahap namun kapasitas adsorpsi nanokomposit tetap stabil. Stabilitas Fe dalam Fe3O4/SiO2/C terhadap degradasi asam oleh H2SO4 pada konsentrasi 0 1M juga menunjukkan nilai yang rendah. Pada air limbah tambak udang dengan pH 6 74 nanokomposit menunjukkan efisiensi adsorpsi (EA) efisiensi desorpsi (ED) dan efisiensi ekstraksi (EE) masing-masing sebesar 75 4% 90 9% dan 68 6%. Pada pH 8 05 nilai-nilai tersebut meningkat menjadi 78 9% 94 4% dan 74 5%.

Informasi Detail

DDC

Rt 537.2448 SYA s

Prodi

Universitas Negeri Malang. Program Studi Kimia, 2024.

Deskripsi Fisik

xvi, 125 lembar : ilus. ; 30 cm.

Bahasa

Indonesia

No Reg

00132/RT/25

Edisi

Tesis (Pascasarjana)--Universitas Negeri Malang. 2024

Subjek

1. NANOKOMPOSIT - ADSORBEN ION AMONIA
2. NANOCOMPOSITES - AMMONIA ION ADSORBENT

Pembimbing

1. Dr.sc. Anugrah Ricky Wijaya, S.si, M.sc;2.Nita Kusumawati

Lampiran Berkas