Sintesis dan karakterisasi Co(II)-imprinted polymers menggunakan monomer asam metakrilat sebagai adsorben ion Co(II)

ABSTRAK:

Pencemaran logam berat merupakan masalah yang serius karena tidak dapat diurai dan dapat terakumulasi dalam tubuh manusia melalui rantai makanan. Oleh karena itu perlu dilakukan monitoring lingkungan sebagai upaya pemantauan kualitas air dan pengendalian pencemaran lingkungan perairan. Ion imprinted polymers (IIPs) merupakan adsorben yang memiliki selektivitas tinggi terhadap logam target, karena memiliki rongga (cavity) yang memiliki kesamaan ukuran, muatan, geometri koordinasi, dan bilangan koordinasi. Penelitian ini berhasil disintesis Co(II)-Imprinted Polymers (Co(II)-IPs) melalui polimerisasi asam metakrilat (MAA) dan etilen glikol dimetakrilat (EGDMA) dengan adanya kompleks Co(II)-8-hidroksiquinoline. Ion Co(II) dapat dilepaskan dari matriks polimer dengan HNO3 2 M. Keberhasilan sintesis Co(II)-IPs ditunjukkan dari hasil karakterisasi FTIR dan SEM-EDS. Terbentuknya ikatan antara MAA dan EGDMA ditandai dengan munculnya vibrasi C=O stretching dan C-O stretching serta hilangnya vibrasi C=C
terkonjugasi C=O pada NIPs, Co(II)-IPs sebelum leaching dan setelah leaching. NIPs memiliki morfologi permukaan yang relatif halus, sedangkan Co(II)-IPs permukaannya relatif kasar dan terbentuk aggregated. Co(II)-IPs setelah leaching memiliki lebih banyak mikropori dibandingkan Co(II)-IPs sebelum leaching dan NIPs. Hasil karakterisasi EDS menunjukkan bahwa ion logam Co(II) dapat dilepaskan dari matriks polimer setelah dilakukan leaching menggunakan HNO3 2 M. Kapasitas adsorpsi Co(II)-IPs sebesar 18 mg/g pada pH 7 dengan waktu kontak 10 menit. Nilai koefisien selektivitas relatif Co(II)-IPs pada Co(II)/Ni(II), Co(II)/Cu(II), dan Co(II)/Pb(II) secara berturut-turut yaitu 1,08; 1,25; dan 1,77. Isoterm adsorpsi mengikuti isoterm adsorpsi Freundlich dan Langmuir yang menandakan bahwa proses adsorpsi terjadi secara fisisorpsi dan kimisorpsi.

ABSTRACT:

Heavy metal pollution is a serious problem because it cannot be degraded and can accumulate in the human body through the food chain. Therefore, environmental monitoring is necessary as an effort to assess water quality and control aquatic environmental pollution. Ion Imprinted Polymers (IIPs) are adsorbents with high selectivity for target metals because they possess cavities with matching size, charge, coordination geometry, and coordination number. In this study, Co(II)-Imprinted Polymers (Co(II)-IPs) were successfully synthesized through the polymerization of methacrylic acid (MAA) and ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) in the presence of a Co(II)-8-hydroxyquinoline complex. Co(II) ions could be removed from the polymer matrix using 2 M HNO3. The successful synthesis of Co(II)-IPs was demonstrated through FTIR and SEM-EDS characterization results. The formation of bonds
between MAA and EGDMA was indicated by the appearance of C=O stretching and C-O stretching
vibrations, as well as the disappearance of the conjugated C=C vibration of C=O in NIPs, Co(II)-IPs
before leaching, and after leaching. NIPs exhibited a relatively smooth surface morphology, whereas
Co(II)-IPs displayed a relatively rough surface with aggregated formations. After leaching, Co(II)-IPs
showed more micropores compared to Co(II)-IPs before leaching and NIPs. EDS characterization
results indicated that Co(II) metal ions could be removed from the polymer matrix after leaching with 2
M HNO3. The adsorption capacity of Co(II)-IPs was 18 mg/g at pH 7 with a contact time of 10 minutes.
The relative selectivity coefficient values of Co(II)-IPs for Co(II)/Ni(II), Co(II)/Cu(II), and Co(II)/Pb(II) were
1.08, 1.25, and 1.77, respectively. The adsorption isotherm followed the Freundlich and Langmuir
isotherms, indicating that the adsorption process occurred via both physisorption and chemisorption.

مستخلص البحث:

كان التلوث ابملعادن الثقيلة مشكلة خطرية ألهنا ال ميكن تفكيكها وميكن أن ترتاكم يف جسم اإلنسان من خالل السلسلة الغذائية. لذلك،
يلزم إجراء املراقبة البيئية جهدا ملراقبة جودة املياه والسيطرة على التلوث البيئي للمياه. والبوليمرات املطبوعة األيونية )IIPs )هي عبارة عن مواد ماصة ذات
انتقائية عالية على أيوانت املعدن املستهدف ألهنا حتتوي على جتاويف )جوبة( هلا نفس املقدار والشحنة وهندسة التنسيق ورقم التنسيق مع أيون املعدن
املستهدف. ويف هذا البحث، مت تصنيع البوليمرات املطبوعة )IPs)-II(Co )بنجاح من خالل بلمرة محض امليثاكريليك )MAA )وثنائي ميثاكريالت
جاليكول اإليثيلني )EGDMA )بوجود 8)-II(Co – مركب اهليدروكسي كينولني. وميكن إطالق أيوانت (II(Co من قالب البوليمر ابستخدام
٢ M من HNO3 . وقد مت توضيح جناح ختليق IPs)-II(Co من خالل نتائج توصيف FTIR وEDS-SEM .ويكون تكوين الروابط بني
MAA وEGDMA بظهور اهتزازات التمدد O=C واهتزازات التمدد O-C ابإلضافة إىل اختفاء اهتزازات C=C املرتافقة مع O=C يف
NIPs وIPs)-II(Co قبل الرتشيح، و IPs)-II(Co بعد الرتشيح. وتتميز NIPs ا، بينما بتشكل سطح أملس نسبي IPs)-II(Co هلا سطح ا وتشكل
ًّ خشن نسبي ع جمم . وحتتوي IPs)-II(Co بعد الرتشيح على مسام صغرية أكثر من IPs)-II(Co قبل الرتشيح وNIPs .مث تظهر نتائج توصيف EDS أنه ميكن إطالق أيوانت املعدن (II(Co من قالب البوليمر بعد الرتشيح ابستخدام ٢ M من HNO3 .وتبلغ قدرة امتصاص IPs)-II(Co ١٨ جمم/جم عند درجة احلموضة ٧ بوقت اتصال قدره ١٠ دقائق. فقيم معامل االنتقائية النسبية لـ IPs)-II(Co على يتش لفروندل يتبع االمتزاز ايزوثرم و. ١.٧٧ و، ١.٢٥ ،١.٠٨ هي التوايل على Co(II)/Pb(II)و، Co(II)/Cu(II)و، Co(II)/Ni(II)
والجنموير، مما يشري إىل أن عملية االمتزاز حتدث عن طريق االمتصاص الفيزايئي واالمتصاص الكيميائي.