Penyisihan Timbal(II) dengan Adsorben Pasir Silika

Sani, Muhammad Irfansyah Naufal (2025) Penyisihan Timbal(II) dengan Adsorben Pasir Silika. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6014231020-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Pertumbuhan industri elektroplating sebesar 12,56% per tahun meningkatkan risiko pencemaran lingkungan akibat limbah cair yang mengandung logam berat, terutama timbal (Pb), dengan konsentrasi mencapai 3,56 mg/L yang melampaui baku mutu. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi efisiensi pasir silika yang diaktivasi secara kimia dalam menyisihkan Pb(II) dari larutan sintetik dan limbah industri elektroplating, menentukan kondisi optimum adsorpsi, memodelkan kesetimbangan adsorpsi, serta membandingkan efisiensi pasir silika dengan zeolit. Aktivasi kimia dilakukan dengan mencampurkan H₂SO₄ 98% (140 mL) dan H₂O₂ 30% (60 mL), diikuti pencucian hingga pH netral dan pengeringan pada suhu 105 °C. Karakterisasi menunjukkan perubahan signifikan pada struktur dan komposisi permukaan pasir silika. FTIR menunjukkan peningkatan intensitas gugus hidroksil dan silanol yang berfungsi sebagai situs aktif adsorpsi. BET menunjukkan peningkatan luas permukaan spesifik dari 11,383 menjadi 12,356 m²/g, serta pelebaran diameter pori dari 6,08 menjadi 9,49 nm yang memperbesar akses difusi ion ke dalam pori. SEM-EDX menunjukkan peningkatan dominasi unsur Si hingga 65,1% dan hilangnya kontaminan logam seperti Fe dan Al. XRD menunjukkan fasa dominan α-kuarsa dengan gangguan kristalinitas sesudah aktivasi, dan XRF mencatat peningkatan kandungan SiO₂ dari 83,1% menjadi 89,4%. Uji adsorpsi batch menunjukkan kondisi optimum pada pH 4. Pada larutan sintetik 25,5 mg/L, kapasitas adsorpsi mencapai 2,553 mg/g dengan efisiensi 99,94%, sementara pada 55,09 mg/L kapasitas meningkat menjadi 5,072 mg/g, tetapi efisiensi menurun. Untuk limbah asli, kapasitas mencapai 1,166 mg/g dengan efisiensi 64,78%. Model isoterm Langmuir menunjukkan kesesuaian terbaik terhadap data kesetimbangan adsorpsi (R² = 0,998; qmax = 7,68 mg/g) sehingga proses adsorpsi berlangsung secara monolayer. Pasir silika aktivasi menunjukkan kapasitas adsorpsi yang sedikit lebih tinggi daripada zeolit (2,548 mg/g dibandingkan 2,547 mg/g). Aktivasi kimia terbukti meningkatkan performa pasir silika sebagai adsorben Pb(II) yang efisien dan ekonomis untuk pengolahan limbah elektroplating.
===================================================================================================================================
The electroplating industry has been growing at a rate of 12.56% per year, increasing the risk of environmental contamination due to wastewater containing heavy metals, particularly lead (Pb), with concentrations reaching 3.56 mg/L, which exceeds regulatory standards. This study aimed to evaluate the efficiency of chemically activated silica sand in removing Pb(II) from both synthetic solutions and actual electroplating wastewater, determine the optimum adsorption conditions, model the adsorption equilibrium, and compare the adsorption performance of silica sand with zeolite. Silica sand was chemically activated using a mixture of 98% H₂SO₄ (140 mL) and 30% H₂O₂ (60 mL), followed by neutral washing and drying at 105 °C. FTIR confirmed increased hydroxyl and silanol groups as active adsorption sites. BET analysis showed a rise in surface area (11.383 to 12.356 m²/g) and pore diameter (6.08 to 9.49 nm), enhancing ion diffusion. SEM-EDX indicated higher Si content (65.1%) and the removal of Fe and Al impurities. XRD identified α-quartz as the dominant phase with reduced crystallinity post-activation. XRF data showed increased SiO₂ purity from 83.1% to 89.4%. Batch adsorption experiments showed optimum Pb(II) removal at pH 4. At an initial concentration of 25.5 mg/L, the adsorption capacity reached 2.553 mg/g with 99.94% efficiency; at 55.09 mg/L, capacity increased to 5.072 mg/g, while efficiency declined. For raw wastewater, a capacity of 1.166 mg/g with 64.78% efficiency was observed. The Langmuir isotherm provided the best fit (R² = 0.998; qmax = 7.68 mg/g), indicating monolayer adsorption. Activated silica outperformed zeolite (2.548 vs. 2.547 mg/g), confirming its potential as a low-cost and effective adsorbent for Pb(II) removal from electroplating effluents.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Adsorpsi, Logam Berat, Pasir Silika ; Adsorption, Heavy Metal, Silica Sand
Subjects:	T Technology > TD Environmental technology. Sanitary engineering > TD420 Water pollution T Technology > TD Environmental technology. Sanitary engineering > TD430 Water--Purification.
Divisions:	Faculty of Civil, Planning, and Geo Engineering (CIVPLAN) > Environmental Engineering > 25101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Muhammad Irfansyah Naufal Sani
Date Deposited:	22 Jul 2025 03:35
Last Modified:	22 Jul 2025 03:35
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/120450

Actions (login required)

View Item