2018 : Sintesis nanoporous nitrogen enriched carbon dari campuran ZIF-8@kitosan dan aplikasinya sebagai adsorben zat warna dalam air

Dra. Ratna Ediati MS., Ph.D
Drs. Eko Santoso M.Si.

External link

Type

RESEARCH

Keywords

-


Abstract

Karbon berpori (Porous Carbon) merupakan salah satu jenis karbon yang banyak digunakan sebagai adsorben karena memiliki luas permukaan yang sangat besar, yakni ada yang mencapai 1983 m2/g [Zhang dkk, 2016] dan 2805,8 m2/g [He dkk, 2016]. Salah satu aplikasi karbon berpori adalah sebagai adsorbent zat warna, seperti adsorbent untuk Methylene Blue [Gülen dan İskeçeli, 2017; Zhang dkk, 2016] dan Direct Black 38 [Zhang, 2017]. Karbon berpori dapat dibuat dengan berbagai cara dan berbagai sumber materi berkarbon. Zhang dkk (2016) telah membuat karbon berpori dari karbonisasi Citrus Pectin dan diaktifasi dengan larutan HCl. He dkk (2016) telah membuat karbon berpori dari karbonasi black liquor dan diaktifasi dengan larutan KOH. Karbon berpori juga dari material yang mengandung karbon dan nitogen, seperti kitosan, sehingga menghasilkan karbon berpori kaya nitrogen [Verma dkk, 2017]. Karbon berpori juga dapat dibuat dengan metoda karbonasi bertemplat (template carbonization), yakni karbonasi material berkadar karbon tinggi (carbonaceuos materials) dilakukan dengan menggunakan material templat, baik menggunakan templat keras (Hard Template) [Klepel dkk, 2016] maupun templat lunak (soft template) [Peer dkk, 2017]. Zeolitic Imidazolate Frameworks (ZIF), yang merupakan sub-famili dari metal organic frameworks (MOF). ZIF juga merupakan material berpori yang banyak dimanfaatkan untuk proses adsorpsi dan pemisahan, seperti untuk adsorpsi ion logam berat [Shahrak M dkk, 2017; Dai dkk, 2017], untuk adsorpsi zat warna [Kang dkk, 2013], pemisahan campuran gas [Krokidas dkk, 2017] dan pemisahan isomer alkana berwujud cair [Chen dkk, 2016]. Sebagai material karbon berpori maka ZIF juga dapat dikarbonisasi (carbonaceuos materials) menjadi karbon berpori berukuran mikro (microporous carbon). Li dkk (2017) juga telah mensintesa karbon berpori dari campuran ZIF-7 dengan selulosa dan kitosan. Pada penelitian kami sebelumnya, tim penelitian kami telah berhasil mensintesis ZIF-8 dengan metoda solvotermal menggunakan bahan dasar seng nitrat dan 2-metilimidazol dalam pelarut dimetilformamida pada suhu pemanasan 120 oC dengan waktu yang bervariasi mulai 6 jam sampai 48 jam. Hasilnya menunjukkan bahwa yield ZIF-8 meningkat dengan meningkatnya waktu solvotermal dan mencapai maksimum pada 36 jam. Luas permukaan BET terbesar (1002,21 m2/g) dan volume pori total terbesar (0.5308 cm3/g) ditunjukkan oleh ZIF-8 hasil sintesis dengan waktu pemanasan 6 jam. Selain itu, dalam peneitian pendahuluan, tim kami juga telah berhasil mengubah ZIF-8 menjadi karbon berpori dengan suhu karbonasi 550 oC dan 770 oC, serta menguji kinerja adsorpsinya terhadap zat warna kationik dan anionik dalam air. Bertolak dari hasil penelitian kami sebelumnya tersebut dan penelusuran pustaka, pada penelitian ini akan disintesis nanoporous nitrogen enriched carbon dari campuran ZIF-8@kitosan. Seluruh material hasil sintesis akan dikarakterisasi dengan teknik XRD, FTIR, TEM, SEM/EDX, adsorpsi desorpsi nitrogen dan diuji kapasitas adsorpsinya terhadap zat warna menggunakan spektrofotometer UV-VIS.