Sintesis dan karakterisasi Zeolit x dari abu vulkanik gunung kelud dengan variasi rasio Molar si/al menggunakan metode Sol-Gel

INDONESIA:

Abu vulkanik merupakan material yang dikeluarkan saat meletusnya gunung berapi. Abu vulkanik Gunung Kelud memiliki kandungan silika yang dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan zeolit. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui karakter zeolit X hasil sintesis dengan rasio molar Si/Al dan pengaruh penambahan bibit silika sebanyak 1 %.

Abu vulkanik dicuci dengan HCl 1 M untuk mengurangi logam-logam pengotor dilanjutkan dengan proses sintesis zeolit X menggunakan metode sol-gel. Variasi rasio molar Si/Al yang digunakan sebesar x = 1; 1,5; 2 serta penambahan bibit silika (TEOS) pada rasio molar terbaik. Proses ini dilakukan dengan cara mencampurkan bahan dengan komposisi molar 4,5 Na2O: x Al2O3: 3 SiO2: 315 H2O, pengadukan selama 30 menit dan dieram selama 1 jam, dilanjutkan dengan kristalisasi selama 4 jam pada suhu 75 oC. Karakterisasi meliputi penentuan kadar silika dengan XRF, kristalinitas dan kemurnian zeolit hasil sintesis dengan XRD, dan gugus fungsi dengan FTIR.

Analisis XRF menunjukkan kandungan silika abu vulkanik setelah pencucian dengan HCl 1 M sebesar 35,3 %. Analisis XRD menunjukkan bahwa sintesis zeolit menghasilkan campuran zeolit X dan A. Zeolit X sintesis mempunyai kristalinitas dan kemurnian tertinggi pada rasio 1,5 sebesar 78,060 %. Penambahan bibit silika menyebabkan penurunan kristalinitas dari zeolit X dan penurunan kemurnian zeolit X menjadi 67,185 %. Analisis FTIR menunjukkan puncak-puncak yang muncul merupakan gugus fungsi dari kerangka zeolit. Puncak khas dari zeolit tipe faujasit yang terjadi pada daerah bilangan gelombang 570-576 cm-1. Jarak antarpartikel zeolit X rasio molar Si/Al 1; 1,5; dan 2 berturut-turut adalah 3,21292 Ǻ; 3,16813 Ǻ; dan 3,21066 Ǻ. Ukuran kristal zeolit X rasio molar Si/Al 1; 1,5; dan 2 berturut-turut adalah 163,043 nm; 122,495 nm; dan 163,052 nm

ENGLISH:

Volcanic ash is a material that is emitted when a volcano erupted. Volcanic ash of Mount Kelud contains silica which can be used as raw material for synthesis zeolite. This research was aimed to determine the character of the zeolite product and the effect of adding 1 % silica seeds.

Volcanic ash is washed with 1 M HCl to reduce metals impurities followed by synthesis of zeolite X using sol-gel method. Variations molar ratio of Si/Al was x = 1; 1.5; 2 and the addition of silica seeds (TEOS) was done to the best molar ratio. This process was done by mixing the material with a molar composition of 4,5 Na2O: x Al2O3: 3 SiO2: 315 H2O, stirring for 30 minutes and aging for 1 hour, followed by crystallization for 4 hours at a temperature of 75 oC. Characterization was performed by using XRF, XRD, and FTIR.

Analysis with XRF showed silica content of volcanic ash after treatment with 1 M HCl is a 35,3%. Analysis with XRD showed that the zeolite synthesis produces a mixture of zeolite X and A. Zeolite X synthesis has highest crystallinity and purity at ratio of 1,5 at 78,060 %. The addition of silica seeds caused decreasing purity of zeolite X become 67, 185 % and decreasing of crystallinity of zeolite X. Analysis with FTIR showed peaks of functional groups of the zeolite framework. Peaks of faujasite-type zeolites occurred in wave number region 570-576 cm-1. The distance between of particles zeolite X molar ratio Si/Al 1; 1.5; and 2 is a 3.21292 Ǻ; 3.16813 Ǻ; and 3.21066 Ǻ respectively. Crystal size of zeolite X molar ratio Si / Al 1; 1.5; and 2 is a 163.043 nm; 122.495 nm; and 163.052 nm respectively.