Pengaruh Jenis Asam terhadap Fungsionalisasi Permukaan Geopolimer Berbasis Metakaolin Menggunakan 3-Aminopropiltrietoksisilan (APTES)

Nisa, Rizki Qoirun (2026) Pengaruh Jenis Asam terhadap Fungsionalisasi Permukaan Geopolimer Berbasis Metakaolin Menggunakan 3-Aminopropiltrietoksisilan (APTES). Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5004221080-Undegraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Geopolimer berbasis metakaolin merupakan material aluminosilikat amorf dengan stabilitas kimia dan termal yang baik serta berpotensi dikembangkan sebagai adsorben CO2 karena strukturnya yang berpori dan luas permukaannya yang tinggi. Namun, kapasitas adsorpsi geopolimer terhadap CO2 masih terbatas sehingga diperlukan modifikasi permukaan dengan 3-Aminopropiltrietoksisilan (APTES) untuk meningkatkan selektivitas dan afinitas material terhadap molekul CO2. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh jenis aktivator asam terhadap pembentukan gugus silanol (Si-OH) pada permukaan geopolimer berbasis metakaolin serta menentukan waktu grafting APTES yang optimum berdasarkan karakterisasi FTIR. Geopolimer disintesis dari metakaolin menggunakan natrium hidroksida dan natrium silikat sebagai aktivator alkali, kemudian diaktivasi dengan variasi jenis asam, yaitu asam klorida (HCl), asam asetat (CH3COOH), dan asam sitrat (C6H8O7). Selanjutnya, geopolimer dimodifikasi melalui grafting menggunakan larutan APTES 0,3 M dalam toluena pada suhu 60 oC dengan variasi waktu grafting selama 2; 4; dan 6 jam. Karakterisasi dilakukan dengan X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), dan Thermogravimetric Analysis (TGA). Hasil karakterisasi XRD menunjukkan terbentuknya fase geopolimer yang ditandai dengan peningkatan fasa amorf dibandingkan dengan metakaolin. Analisis FTIR menunjukkan bahwa aktivasi asam meningkatkan gugus silanol yang ditandai oleh peningkatan pita serapan pada 875-877 cm-1, sedangkan grafting APTES dikonfirmasi melalui kemunculan pita serapan gugus -CH2 dan -NH2 pada 2928-2941 cm-1 dan 1535-1560 cm-1. Berdasarkan intensitas pita serapan gugus aminopropil, waktu grafting 6 jam merupakan kondisi optimum. Hasil dekonvolusi FTIR menunjukkan bahwa aktivasi menggunakan C6H8O7 menghasilkan jumlah gugus silanol tertinggi. Hasil TGA menunjukkan kehilangan massa pada rentang 220-470 oC sebesar 5,29; 5,40; dan 20,31% masing-masing untuk sampel teraktivasi HCl, CH3COOH, dan C6H8O7. Kehilangan massa yang tinggi pada sampel teraktivasi C6H8O7 dipengaruhi oleh dekomposisi residu asam sitrat yang masih terikat pada permukaan geopolimer. Secara keseluruhan, aktivasi menggunakan CH3COOH dengan waktu grafting 6 jam memberikan kondisi terbaik untuk menghasilkan geopolimer berbasis metakaolin yang terfungsionalisasi gugus amina melalui grafting APTES.
=====================================================================================================================================
Metakaolin-based geopolymers are amorphous aluminosilicates with excellent chemical and thermal stability, offering considerable potential as CO2 adsorbents due to their porous structure and high specific surface area. However, their CO2 adsorption capacity remains limited, requiring surface modification with 3-Aminopropyltriethoxysilane (APTES) to enhance selectivity and affinity toward CO2 molecules. This study investigated the effect of acid activator type on silanol (Si-OH) group formation on the geopolymer surface and determined the optimum APTES grafting time based on FTIR characterization. Geopolymers were synthesized from metakaolin using sodium hydroxide and sodium silicate as alkaline activators, followed by surface activation with hydrochloric acid (HCl), acetic acid (CH3COOH), and citric acid (C6H8O7). The activated geopolymers were then grafted using a 0,3 M APTES solution in toluene at 60 oC for 2, 4, and 6 h. Samples were characterized using X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared (FTIR), and Thermogravimetric Analysis (TGA). XRD confirmed geopolymer phase formation, indicated by an increased amorphous phase relative to metakaolin. FTIR revealed silanol group formation (875-877 cm-1), while successful APTES grafting was confirmed by -CH2 and -NH2 absorption bands at 2928-2941 and 1535-1560 cm-1, respectively. Based on aminopropyl band intensity, a 6 h grafting time was identified as optimum. FTIR deconvolution further showed that C6H8O7 activation produced the highest silanol concentration. TGA revealed mass losses of 5,29%; 5,40%; and 20,31% within 220-470 oC for HCl, CH3COOH, and C6H8O7 activated samples, respectively. The notably higher loss for the citric acid sample was attributed to decomposition of residual citric acid on the geopolymer surface. Overall, CH3COOH activation combined with 6 hour of APTES grafting provided the most favorable conditions for producing amine-functionalized metakolin based geopolymers.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	3-Aminopropiltrietoksisilan (APTES), Aktivasi Asam, Geopolimer, Metakaolin, Silanol, 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES), Acid Activation, Geopolymer, Metakaolin, Silanol
Subjects:	Q Science Q Science > QD Chemistry > QD181.S6 A4 Aluminum silicates Q Science > QD Chemistry > Polymerization
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Rizki Qoirun Nisa
Date Deposited:	04 Aug 2026 09:55
Last Modified:	04 Aug 2026 09:56
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/143460

Actions (login required)

View Item