Pembuatan Adsorben Silika dari Daun Bambu dengan Metode Sol-Gel Menggunakan CH3COOH

Raihan Zaky Farrasidi

Authors

Raihan Zaky Farrasidi Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur Author

Keywords:

Daun bambu kuning, Adsorben silika, Sol-gel, CH₃COOH, Adsorpsi Mn²⁺

Abstract

Sintesis adsorben silika berbasis limbah biomassa menjadi salah satu alternatif yang berpotensi untuk dikembangkan sebagai material ramah lingkungan dan ekonomis dalam pengolahan air. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis adsorben silika dari daun bambu kuning menggunakan metode sol-gel dengan variasi konsentrasi CH₃COOH dan waktu aging, serta mengevaluasi kemampuan adsorpsinya terhadap ion Mn²⁺ dalam air sungai. Daun bambu kuning dikalsinasi pada suhu 600°C selama 4 jam hingga diperoleh abu dengan kandungan SiO₂ sebesar 57%. Proses ekstraksi silika dilakukan menggunakan larutan NaOH untuk menghasilkan natrium silikat, kemudian dilanjutkan dengan pembentukan gel melalui penambahan CH₃COOH pada konsentrasi 3, 4, dan 5 M dengan variasi waktu aging selama 12–16 jam. Adsorben yang dihasilkan dikarakterisasi menggunakan analisis BET, SEM, dan XRF. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi CH₃COOH dan waktu aging berpengaruh terhadap luas permukaan dan kadar silika adsorben. Kondisi optimum diperoleh pada konsentrasi CH₃COOH 5 M dan waktu aging 14 jam dengan luas permukaan sebesar 86,521 m²/g serta kadar SiO₂ sebesar 99,4%. Pengaplikasian adsorben pada air Sungai Pelayaran mampu menurunkan konsentrasi Mn²⁺ dari 0,0266 mg/L menjadi 0,0179 mg/L dengan efisiensi adsorpsi sebesar 32,70%.

References

[1] D. Nurani Rahmawati and S. Sriyati, “Kajian Etnobotani Tanaman Bambu dan Pemanfaatannya di Kampung Gombong Nyiru Kabupaten Bandung Barat sebagai Implementasi Etnopedagogi Materi Biologi pada Kurikulum Merdeka,” Biodik, vol. 10, no. 2, pp. 64–79, 2024, doi: 10.22437/biodik.v10i2.33674.

[2] S. S. Leksikowati and D. Rachmawati, “Distribution of silicon in different organ of bamboo (Gigantochloa apus (Schult. & Schult.) Kubz ex Munro),” BIO Web Conf., vol. 94, pp. 1–11, 2024, doi: 10.1051/bioconf/20249406006.

[3] L. Sukeksi, Iriany, M. Grace, and V. Diana, “Characterization of the Chemical and Physical Properties of Bar Soap Made with Different Concentrations of Bentonite as a Filler,” Int. J. Technol., vol. 12, no. 2, pp. 263–274, 2021, doi: 10.14716/ijtech.v12i2.4130.

[4] Pramudya, Abu Hasan, and Robert Junaidi, “Kinetika Pembentukan Silika Gel dari Bottom Ash Sebagai AdsorbenAuthorsNabila Salwa Pramudya,” Innov. J. Soc. Sci. Res., vol. 4, p. 302, 2024.

[5] A. S. Hanawindy and M. Mawardi, “Ekstraksi Silika (SiO2) dari Mineral Tanah Napa Pesisir Selatan,” J. Period. Jur. Kim. UNP, vol. 12, no. 1, p. 31, 2023, doi: 10.24036/p.v12i1.116507.

[6] P. Dileep and S. K. Narayanankutty, “A novel method for preparation of nanosilica from bamboo leaves and its green modification as a multi-functional additive in styrene butadiene rubber,” Mater. Today Commun., vol. 24, no. January, p. 100957, 2020, doi: 10.1016/j.mtcomm.2020.100957.

[7] Hasri, Muharram, and F. Nadwi, “Sintesis Nanosilika Daun Bambu (Bambusa sp.) Menggunakan Metode Hidrotermal,” J. Kartika Kim., vol. 3, no. 2, pp. 96–100, 2020, doi: 10.26874/jkk.v3i2.56.

[8] E. Prihatini, G. D. Laksono, D. Khairunissa, I. Rahayu, and R. Ismail, “Characteristics and Applications of Bionanosilica from Betung Bamboo Leaves,” J. Eng. Technol. Appl. Sci., vol. 6, no. 3, pp. 153–166, 2024, doi: 10.36079/lamintang.jetas-0603.766.

[9] N. Gautam, Y. Rajesh, N. Kale, M. Jagtap, H. Chaudhari, and S. Pansare, “Silica Extraction from Bamboo Leaves Using Alkaline Extraction Method,” Mater. Today Proc., vol. 111, no. 1, pp. 155–160, 2024, doi: 10.1016/j.matpr.2023.12.014.

[10] D. Dhaneswara, J. F. Fatriansyah, F. W. Situmorang, and A. N. Haqoh, “Synthesis of Amorphous Silica from Rice Husk Ash: Comparing HCl and CH3COOH Acidification Methods and Various Alkaline Concentrations,” Int. J. Technol., vol. 11, no. 1, pp. 200–208, 2020, doi: 10.14716/ijtech.v11i1.3335.

[11] S. V Vassilev, D. Baxter, L. K. Andersen, and C. G. Vassileva, “An overview of the chemical composition of biomass,” Fuel, vol. 89, no. 5, pp. 913–933, 2010, doi: 10.1016/j.fuel.2009.10.022.

[12] H. Yang, R. Yan, H. Chen, D. H. Lee, and C. Zheng, “Characteristics of hemicellulose , cellulose and lignin pyrolysis,” vol. 86, no. 1, pp. 1781–1788, 2007, doi: 10.1016/j.fuel.2006.12.013.

[13] M. Hamawi, N. Trisnaningrum, and I. Mufandi, “Modifikasi Sintesis Silika Seresah Daun Bambu Ori (Bambusa blumeana) Menggunakan Natrium dan Kalium dengan Metode Sol-Gel Hidrotermal Sebagai Bahan Pupuk Pertanian,” Agroindustrial Technol. J., vol. 7, no. 3, pp. 66–75, 2023.

[14] A. Muqorroobin, “Sintesis Dan Karakterisasi Daun Bambu Ampel Skala Nano Untuk Meningkatkan Compresive Strength Dan Shear Bond Strength Semen Pemboran,” 2021.

[15] W. Udaibah and A. Priyanto, “Synthesis and Structure Characterization of SiO2 from Petung Bamboo Leaf Ash (Dendrocalamus asper (Schult.f.) Backer ex Heyne),” J. Nat. Sci. Math. Res., vol. 3, no. 1, pp. 215–220, 2017, doi: 10.21580/jnsmr.2017.3.1.1697.

[16] E. A. Okoronkwo, P. E. Imoisili, S. A. Olubayode, and S. O. O. Olusunle, “Development of Silica Nanoparticle from Corn Cob Ash,” Nanoparticles, vol. 05, no. 02, pp. 135–139, 2016, doi: 10.4236/anp.2016.52015.

[17] K. Megasari, H. Herdiyanti, G. Nurliati, A. Kadarwati, and D. Swantomo, “Sintesis Silika Xerogel dari Abu Daun Sambu sebagai Adsorben Uranium,” J. Forum Nukl., vol. 13, no. 1, pp. 27–36, 2020.

[18] R. K. Iler, The Chemistry of Silica: Solubility, Polymerization, Colloid and Surface Properties, and Biochemistry of Silica. New York: John Wiley & Son, 1979.

[19] S. Iswar, W. J. Malfait, S. Balog, F. Winnefeld, M. Lattuada, and M. M. Koebel, “Effect of aging on silica aerogel properties,” Microporous Mesoporous Mater., vol. 241, pp. 293–302, 2017, doi: 10.1016/j.micromeso.2016.11.037.

[20] C. J. Brinker and G. W. Scherer, Sol-Gel Science The physics and chemistry of sol-gel processing. London, 1990.

[21] Rachmayani, Dewi Novita. Sintesis dan Karakterisasi Silika Xerogel dari Rumput Gajah (Pennisetum Purpureum) dengan Metode Sol-Gel menggunakan Pelarut NaOH. Diss. UPN Veteran Jawa Timur, 2023.

[22] A. Mcpherson, “A comparison of salts for the crystallization of macromolecules,” Protein Sci., vol. 10, no. 1, pp. 418–422, 2000, doi: 10.1110/ps.32001.

[23] World Health Organization, Guidelines for Drinking-water Quality, 4th ed. Geneva, Switzerland: World Health Organization, 2011.

[24] Alsharif, Marwah Ahmed. "Understanding adsorption: theories, techniques, and applications." Adsorption-Fundamental Mechanisms and Applications. IntechOpen, 2025.

[25] Dullinger, Philipp, and Dominik Horinek. "Solvation of nanoions in aqueous solutions." Journal of the American Chemical Society 145.45 (2023): 24922-24930.