Sintesis ZSM-5 Dari Lumpur Geotermal dan Uji Adsorpsinya Terhadap Metilen Biru

Ayu, Ignetia Pupsita (2026) Sintesis ZSM-5 Dari Lumpur Geotermal dan Uji Adsorpsinya Terhadap Metilen Biru. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5004221024_Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Lumpur geotermal memiliki kandungan silika yang tinggi sehingga berpotensi sebagai bahan baku alternatif dalam sintesis zeolit ZSM-5. Pada penelitian ini, lumpur geotermal digunakan sebagai sumber silika dalam sintesis ZSM-5 melalui metode hidrotermal dan diaplikasikan sebagai adsorben metilen biru. Sintesis ZSM-5 dilakukan dengan variasi rasio Si/Al sebesar 20, 40, 60, 80, dan 160, kemudian dikarakterisasi dengan XRD, FTIR, dan FESEM-EDX. Hasil karakterisasi XRD menunjukkan bahwa ZSM-5 dengan rasio Si/Al 20 masih didominasi oleh fase amorf, sedangkan peningkatan rasio Si/Al hingga 160 menghasilkan puncak difraksi yang semakin tajam dan khas struktur MFI, menandakan peningkatan kristalinitas. Spektrum FTIR menunjukkan kemunculan pita serapan khas kerangka ZSM-5 yang berkaitan dengan vibrasi bending dan stretching Si–O–Si dan Si–O–Al, yang mengonfirmasi terbentuknya struktur aluminosilikat ZSM-5 pada seluruh variasi rasio Si/Al. Hasil FESEM menunjukkan bahwa ZSM-5 dengan rasio Si/Al 20 memiliki morfologi partikel yang tidak beraturan dan cenderung teraglomerasi, sedangkan pada rasio Si/Al 160 terlihat partikel dengan bentuk kristalin yang lebih terdefinisi dengan ukuran rata-rata sebesar 4,29 µm. Analisis EDX menunjukkan distribusi unsur Si dan Al yang homogen pada sampel dengan rasio Si/Al 160. Analisis luas permukaan menunjukkan bahwa peningkatan rasio Si/Al menyebabkan penurunan luas permukaan, yaitu dari 101,20 m2/g (Si/Al 20) menjadi 63,05 m2/g (Si/Al 160). Uji adsorpsi metilen biru menunjukkan bahwa kapasitas adsorpsi tertinggi diperoleh pada ZSM-5 dengan rasio Si/Al 20 dan menurun seiring peningkatan rasio Si/Al hingga 160. Analisis kinetika adsorpsi menunjukkan bahwa seluruh material mengikuti model kinetika pseudo-orde dua yang mengindikasikan mekanisme kemisorpsi, sedangkan analisis isoterm adsorpsi menunjukkan kesesuaian dengan model Langmuir yang menandakan proses adsorpsi monolayer pada permukaan yang relatif homogen. Hasil penelitian ini membuktikan bahwa lumpur geotermal berpotensi dimanfaatkan sebagai sumber silika alternatif dalam sintesis ZSM-5 dengan kinerja adsorpsi yang baik terhadap metilen biru, serta mendukung pemanfaatan limbah geotermal sebagai material bernilai tambah dan berkelanjutan.
=======================================================================================================================================
Geothermal sludge contains a high silica content and therefore has considerable potential as an alternative raw material for the synthesis of ZSM-5 zeolite. In this study, geothermal sludge was utilized as a silica source for the hydrothermal synthesis of ZSM-5 and subsequently applied as an adsorbent for methylene blue. ZSM-5 samples were synthesized with Si/Al molar ratios of 20, 40, 60, 80, and 160, and characterized using X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and field emission scanning electron microscopy coupled with energy-dispersive X-ray spectroscopy (FESEM–EDX). XRD analysis showed that ZSM-5 synthesized at a Si/Al ratio of 20 was predominantly amorphous, while increasing the Si/Al ratio up to 160 resulted in sharper diffraction peaks characteristic of the MFI structure, indicating improved crystallinity. FTIR spectra confirmed the formation of the ZSM-5 aluminosilicate framework through the presence of characteristic Si–O–Si and Si–O–Al vibrational bands. FESEM analysis revealed irregular and agglomerated particles at low Si/Al ratios, whereas well defined crystalline particles with an average size of 4.29 µm were observed at a Si/Al ratio of 160, accompanied by a homogeneous distribution of Si and Al elements as confirmed by EDX. Surface area analysis indicated a decrease in specific surface area with increasing Si/Al ratio, from 101.20 m²/g to 63.05 m²/g. Adsorption studies demonstrated that ZSM-5 with a Si/Al ratio of 20 exhibited the highest methylene blue adsorption capacity, which decreased with increasing Si/Al ratio. Kinetic analysis showed that the adsorption process followed a pseudo-second-order model, while isotherm analysis fitted well with the Langmuir model, suggesting monolayer chemisorption on relatively homogeneous surfaces. These findings demonstrate that geothermal sludge is a promising alternative silica source for the synthesis of ZSM-5 zeolite with effective adsorption performance, supporting the sustainable valorization of geothermal waste.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Lumpur Geotermal, Hidrotermal, ZSM-5, Rasio Si/Al, Adsorpsi Geothermal Sludge, Hydrothermal, Si/Al Ratio, Adsorption.
Subjects:	Q Science > QD Chemistry Q Science > QD Chemistry > QD547 Flocculation, precipitation, adsorption, etc.
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Ignetia Puspita Ayu
Date Deposited:	04 Feb 2026 08:32
Last Modified:	04 Feb 2026 08:32
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/132032

Actions (login required)

View Item