Pengaruh Waktu dan Suhu Hidrotermal serta Konsentrasi Templat Organik dalam Sintesis Silicalite-1 dari Lumpur Geotermal

Wardhani, Rieke Aprilia (2025) Pengaruh Waktu dan Suhu Hidrotermal serta Konsentrasi Templat Organik dalam Sintesis Silicalite-1 dari Lumpur Geotermal. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5004211015-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Silicalite-1 memiliki potensi luas dalam berbagai aplikasi industri, tetapi sintesisnya masih terkendala oleh penggunaan prekursor silika komersial berupa TEOS yang mahal dan tidak ramah lingkungan. Dalam penelitian ini, pengembangan sumber silika dari bahan alam yang rendah biaya dan ramah lingkungan dari lumpur geotermal untuk sintesis silicalite-1 telah berhasil dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh prekursor silika dari lumpur geotermal melalui proses leaching untuk meningkatkan kemurnian silika serta untuk mengetahui pengaruh parameter suhu, waktu, dan konsentrasi agen pengarah struktur pada kristalisasi silicalite-1 dari lumpur geotermal hasil leaching. Sintesis dilakukan melalui metode hidrotermal dengan penambahan TPABr sebagai agen pengarah struktur. Keberhasilan sintesis dikonfirmasi melalui karakterisasi menggunakan XRD, FESEM-EDX, dan FTIR. Hasil XRD menunjukkan puncak-puncak khas dari silicalite-1. Nilai kristalinitas silicalite-1 pada variasi suhu 100℃, 150℃, dan 180℃ berturut-turut 0%, 100%, dan 95,68%. Nilai kristalinitas silicalite-1 pada variasi tanpa TPABr, 0,02 mol TPABr, 0,04 mol TPABr dan 0,06 mol TPABr berturut-turut sebesar 0%, 72,74%, 87,98%, dan 100%. Sementara nilai kristalinitas silicalite-1 pada variasi waktu hidrotermal 12 jam, 24 jam, dan 48 jam berturut-turut sebesar 48,91%, 87,98%, dan 89,12%. Karakterisasi FESEM-EDX menunjukkan morfologi kristal silicalite-1 berbentuk hexagonal plate-like yang seragam. Silicalite-1 hasil sintesis pada penelitian ini memiliki ukuran partikel rata-rata 5,09 µm dengan komposisi unsur Si sebesar 35,6% dan unsur O sebesar 64,4%. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa struktur kristalin yang terbentuk merupakan kerangka silicalite-1 murni berbasis SiO2 tanpa adanya pengotor. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa peningkatan suhu dapat mempercepat nukleasi dan pertumbuhan kristal, namun suhu yang terlalu tinggi juga memungkinkan pembentukan kristal yang tidak teratur. Sementara itu, peningkatan konsentrasi TPABr menyebabkan terbentuknya lebih banyak inti kristal silicalite-1 sehingga membatasi pertumbuhan kristal dan menghasilkan ukuran kristal yang lebih kecil. Waktu hidrotermal yang terlalu rendah menyebabkan pembentukan kristal yang belum sempurna, namun waktu sintesis yang terlalu lama juga memicu overgrowth atau aglomerasi yang akan mengurangi homogenitas dan kualitas morfologi kristal.
==================================================================================================================================
Silicalite-1 has broad potential in various industrial applications. However, its synthesis is still limited by the use of commercial silica precursors such as TEOS which are expensive and environmentally unfriendly. In this study, a low-cost and environmentally friendly natural silica source derived from geothermal sludge was successfully utilized for the synthesis of silicalite-1. The objective of this research was to obtain silica precursors from geothermal sludge through a leaching process to increase silica purity, and to investigate the effects of temperature, synthesis time, and structure-directing agent concentration on the crystallization of silicalite-1. The synthesis was carried out using the hydrothermal method with the addition of TPABr as the structure-directing agent. The success of the synthesis was confirmed by characterization using XRD, FESEM-EDX, and FTIR. The XRD results showed characteristic peaks of silicalite-1. The crystallinity values of silicalite-1 at synthesis temperatures of 100 °C, 150 °C, and 180 °C were 0%, 100%, and 95.68%, respectively. For silicalite-1 with TPABr concentrations of 0 mol, 0.02 mol, 0.04 mol, and 0.06 mol, the crystallinity values were 0%, 72.74%, 87.98%, and 100%, respectively. For hydrothermal durations of 12, 24, and 48 hours, the corresponding crystallinity values of silicalite-1 were 48.91%, 87.98%, and 89.12%. The FESEM-EDX results showed that the silicalite-1 crystals had a uniform hexagonal plate-like morphology. The synthesized silicalite-1 had an average particle size of 5.09 µm, with elemental compositions of 35.6% silicon and 64.4% oxygen. These findings confirm that the resulting crystalline structure is a pure silicalite-1 framework based on SiO2 without impurities. Increased temperature promotes nucleation and crystal growth, although excessively high temperatures may lead to the formation of irregular crystals. Higher TPABr concentrations result in the formation of more silicalite-1 nuclei, which limits crystal growth and produces smaller crystal sizes. Insufficient hydrothermal time causes incomplete crystallization, whereas excessively long synthesis durations may lead to overgrowth or agglomeration that reduces the homogeneity and morphological quality of the crystals.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	; hidrotermal, lumpur geotermal, silicalite-1, suhu, waktu hydrothermal, geothermal sludge, silicalite-1, temperature, time
Subjects:	Q Science > QD Chemistry > QD181.S6 A4 Aluminum silicates
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Rieke Aprilia Wardhani
Date Deposited:	05 Aug 2025 11:22
Last Modified:	05 Aug 2025 11:22
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/127490

Actions (login required)

View Item