Pengaruh jenis dan konsentrasi ekstraktan ion Ni(II) terhadap kapasitas adsorpsi Ni(II)-Imprinted Polymers

ABSTRAK:

Nikel (Ni) merupakan salah satu logam berat yang banyak digunakan dalam berbagai sektor industri sehingga menghasilkan limbah yang dapat menyebabkan pencemaran perairan dan berbahaya bagi kesehatan. Analisis konsentrasi nikel secara langsung dalam sampel lingkungan sulit dilakukan karena konsentrasi ion nikel yang rendah serta adanya gangguan matriks. Oleh karena itu diperlukan metode yang selektif dan sensitif untuk pemisahan ion nikel sebelum dilakukan analisis. Ion Imprinted Polymers (IIPs) merupakan polimer yang memiliki selektivitas tinggi karena memiliki rongga (cavity) yang dapat mengenali dan mengikat ion logam target. Selektivitas IIPs disebabkan karena adanya kesamaan ukuran, muatan, geometri koordinasi, dan bilangan koordinasi antara rongga (cavity) pada matriks polimer dengan ion logam target. Ni(II)-Imprinted Polymers (Ni(II)-IPs) berhasil disintesis menggunakan prekursor Ni(II) sebagai template, 8-hidroksikuinolin sebagai ligan, asam metakrilat (MAA) sebagai monomer, etilen glikol dimetakrilat (EGDMA) sebagai agen pengikat silang, azobisisobutironitril (AIBN) sebagai inisiator, serta etanol dan asetonitril sebagai porogen. Jenis dan konsentrasi ekstraktan berpengaruh terhadap kapasitas adsorpsi Ni(II)-IPs. Ion Ni(II) berhasil diekstraksi dari matriks polimer menggunakan HCl 3 M. Keberhasilan ekstraksi ion Ni(II) pada Ni(II)-IPs dapat dibuktikan dari hasil karakterisasi XRD dan BET. Hasil karakterisasi XRD menunjukkan bahwa pada Ni(II)-IPs sebelum ekstraksi terdapat puncak khas 2θ NiCl2.6H2O, namun puncak khas ini tidak muncul pada Ni(II)-IPs setelah ekstraksi. Hilangnya puncak khas NiCl2.6H2O pada Ni(II)-IPs setelah ekstraksi mengindikasikan bahwa ion Ni(II) telah berhasil diekstraksi dari matriks polimer. Hasil karakterisasi BET menunjukkan bahwa Ni(II)-IPs memiliki luas permukaan, volume pori, dan diameter pori yang lebih besar dibandingkan dengan NIPs. Hal ini mengindikasikan telah terbentuk rongga (cavity) pada Ni(II)-IPs. Kapasitas adsorpsi Ni(II)-IPs adalah 167,04 mg/g pada pH 7 dengan waktu kontak 15 menit. Ni(II)-IPs dapat diregenerasi hingga 5 siklus dengan persentase recovery 31,73%. Ni(II)-IPs memiliki potensi yang baik untuk diaplikasikan sebagai adsorben dan pemisahan ion Ni(II) karena memiliki kapasitas adsorpsi yang besar, selektivitas yang baik, waktu kontak yang singkat, dan dapat diregenerasi.

ABSTRACT:

Nickel (Ni) is one of the heavy metals widely used in various industrial sectors, resulting in waste that can cause water pollution and pose health hazards. Direct analysis of nickel concentrations in environmental samples is difficult due to the low concentration ion and the presence of matrix interference. Therefore, a selective and sensitive method is required to separate nickel ions prior to analysis. Ion Imprinted Polymers (IIPs) are polymers that have high selectivity because with cavities that can recognize and bind target metal ions. The selectivity of IIPs is due to the similarity in size, charge, coordination geometry, and coordination number between the cavity in the polymer matrix and the target metal ion. Ni(II)-imprinted polymers (Ni(II)-IPs) were successfully synthesized using Ni(II) as a template, 8-hydroxyquinoline as a ligand, methacrylic acid (MAA) as a monomer, ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) as a cross-linking agent, azobisisobutyronitrile (AIBN) as an initiator, and ethanol and acetonitrile as porogens. The type and concentration of extractant affected the adsorption capacity of Ni(II)-IPs. Ni(II) ions were successfully extracted from the polymer matrix using 3 M HCl. The successful extraction of Ni(II) ions in Ni(II)-IPs was confirmed by XRD and BET characterization results. The XRD analysis showed that characteristic peaks of NiCl2.6H2O were present in Ni(II)-IPs before extraction but disappeared in Ni(II)-IPs after extraction, indicating that Ni(II) ions had been successfully extracted from the polymer matrix. The BET analysis Ni(II)-IPs have a larger surface area, pore volume, and pore diameter compared to NIPs, indicating the successful formation of cavities. The adsorption capacity of Ni(II)-IPs 167.04 mg/g at pH 7 with a contact time of 15 minutes. Ni(II)-IPs can be regenerated up to 5 cycles with a recovery rate of 31.73%. Ni(II)-IPs have good potential as adsorbents for the separation of Ni(II) ionsdue to their high adsorption capacity, good selectivity, short contact time, and good regeneration ability.

مستخلص البحث:

ا (Ni) ببست نأ نكيم تياافن جاتنإ لىإ يدؤي امم ،ةعانصلا تاعاطق فلتمخ في عساو قاطن ىلع مدختسُ ت تيلا ةليقثلا نداعلما دحأ وه و لكينلا تناويأ زيكرت ضافنخا ببسب ذيفنتلا بعص ةئيبلا تانيع في ةرشابم لكينلا زيكرت ليلتح نإ .ةحصلا ىلع ً ارطخ لكشتو هايلما ثولت تلاخادت دوجو ا في تناويلأبا ةشوقنلما تارميلوبلا .ليلحتلا ءارجإ لبق لكينلا تناويأ لصفل ةساسحو ةيئاقتنا ةقيرط لىإ ةجاح كانه ،كلذل .ةفوفصلم (IIPs) يه دوعت .اهطبرو ةفدهتسلما نداعلما تناويأ ىلع فرعتلا اهنكيم فيواتج ىلع يوتتح انهلأ ةيلاع ةيئاقتنا ةردقب عتمتت تارميلوب في ةيئاقتنلاا ةردق IIPs لىإ ةفدهتسلما نداعلما تناويأو رميلوبلا ةفوفصم في فيواجتلا ينب قيسنتلا ددعو ةيقيسنتلا ةسدنلهاو ةنحشلاو مجلحا في هباشت دوجو . عينصت حاجنب تم ـل ا ًصيصخ ةممصلما تارميلوبلا Ni(II) (Ni(II)-IPs) بكرم مادختسبا Ni(II) و ،ططخمك ٨- ضحمو ،طبار لماعك ينلونيوكيسكورديه كيليركاثيلما (MAA) لوكيلاج ينليثيلإا تلايركاثيم يئانثو ،رمونومك (EGDMA) ليترينويرتوبوسيسيبوزأو ،عطاقتم طبر لماعك (AIBN) صاصتما ةردق ىلع يرثتأ هل صلختسلما زيكرتو عون .ماسم داومك ليترينوتيسلأاو لوناثيلإا لىإ ةفاضلإبا ،زفحمك Ni(II)-IPs . تم تناويأ جارختسا Ni(II) مادختسبا رميلوبلا ةفوفصم نم حاجنب HCl ٣ تناويأ جارختسا حانج تابثإ نكيم .م Ni(II) نم Ni(II)-IPs ليلتح جئاتن للاخ نم XRD و BET . ليلتح جئاتن ترهظأ XRD في هنأ Ni(II)-IPs ـل ةزيمم ممق كانه تناك جارختسلاا لبق ٢ θ NiCl ٢.٦ H٢O نأ لاإ ، في رهظت لم ةزيملما ممقلا هذه Ni(II)-IPs ةزيملما ممقلا نادقف يرشي .جارختسلاا دعب lـ NiC ١٢ .٦H٢O في Ni(II)-IPs جارختسلاا دعب تناويأ نأ لىإ Ni(II) رميلوبلا ةفوفصم نم حاجنب اهجارختسا تم دق . فيصوت جئاتن ترهظأ BET نأ Ni(II)-IPs مجحو ،حطس ةحاسم كلتتم ـب ً ةنراقم بركأ ماسم رطقو ،ماسم NIPs . ةوجف ن ّ وكت لىإ يرشي اذهو (Cavity) في Ni(II)-IPs. ـل زازتملاا ةردق غلبت Ni(II)-IPs ١٦٧,۰٤ مج/ممج دنع pH ٧ هردق لاصتا تقو عم ١٥ ديدتج نكيم .ةقيقد Ni(II)-IPs تىح ٥ عاجترسا ةبسنب تارود ٣١٫٧٣ كلتتم .% Ni(II)-IPs تناويأ لصفو ةصتمم داومك اهقيبطتل ةديج تايناكمإ Ni(II) ديدجتلا ةيناكمإو ،يرصق لاصتا تقوو ،ةديج ةيئاقتناو ،ةيربك زازتما ةردق اهكلاتملا ا ً رظن .