Analisis struktur dan sifat komposit silika-karbon dari limbah pertanian untuk aplikasi Adsorben Logam Berat Pb (Ⅱ)

ABSTRAK

omposit Silika–Karbon, Sekam Padi, Tempurung Kelapa, Adsorpsi, Pb(II), BET.

Pencemaran ion timbal Pb(II) dalam lingkungan perairan menjadi ancaman serius bagi ekosistem dan kesehatan manusia akibat sifatnya yang toksik, tidak mudah terdegradasi, dan mudah terakumulasi dalam jaringan biologis. Penelitian ini bertujuan mensintesis komposit silika-karbon berbasis sekam padi dan tempurung kelapa serta mengevaluasi kemampuannya sebagai adsorben Pb(II). Silika diperoleh melalui ekstraksi asam-basa sekam padi, sedangkan karbon aktif dihasilkan dari karbonisasi dan aktivasi kimia tempurung kelapa menggunakan HCl 4 M. Komposit dibuat dengan variasi rasio silika terhadap karbon aktif yaitu 70:30, 50:50, dan 30:70. Karakterisasi Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) mengkonfirmasi terbentuknya gugus Si–C sebagai bukti interaksi kimia antara silika dan karbon dalam struktur komposit. Analisis BET menunjukkan komposit 30:70 memiliki luas permukaan tertinggi sebesar 346,204 m²/g. Uji Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) menghasilkan efisiensi adsorpsi Pb(II) sebesar 98,50% untuk komposit 30:70 dan 99,24% untuk silika murni dari konsentrasi awal 20 mg/L. Komposit silika-karbon berbasis limbah pertanian terbukti berpotensi tinggi sebagai adsorben ramah lingkungan yang efektif untuk pengolahan limbah logam berat.

ABSTRACT

Lead ion Pb(II) contamination in aquatic environments poses serious threats to ecosystems and human health due to its toxic, non-degradable, and bioaccumulative nature. This study aimed to synthesize silica-carbon composites derived from rice husk and coconut shell and evaluate their performance as Pb(II) adsorbents. Silica was extracted through acid-base treatment of rice husk ash, while activated carbon was produced via carbonization and chemical activation of coconut shells using 4 M HCl. Composites were prepared at silica-to-activated carbon ratios of 70:30, 50:50, and 30:70. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) characterization confirmed Si–C bond formation, indicating chemical interaction between silica and carbon within the composite structure. BET analysis revealed that the 30:70 composite exhibited the highest specific surface area of 346.204 m²/g. Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) testing demonstrated Pb(II) adsorption efficiencies of 98.50% for the 30:70 composite and 99.24% for pure silica from an initial concentration of 20 mg/L. Agricultural waste-based silica-carbon composites prove highly promising as effective and environmentally friendly adsorbents for heavy metal wastewater remediation.

الملخص

الكربون المستخلص من المخلفات الزراعية لتطبيقه -تحليل البنية وخصائص مركب السيليكا 2026. .نورعيني، فاطمة نابيلا قسم الفيزياء، كلية العلوم والتكنولوجيا، جامعة مولانا مالك .رسالة بكالوريوس Pb(II).كمادة مازة لأيونات الرصاص
أريستا روماداني، )الثاني(فكرياتول عزيزة سعود، ماجستير في العلوم )الأول( :المشرفان .إبراهيم الإسلامية الحكومية مالانج .ماجستير في العلوم

BET.، Pb(II)الكربون، قشر الأرز، قشرة جوز الهند، امتزاز – السيليكا، الكربون المنشط، مركب السيليكا:الكلمات المفتاحية

يعد استغلال المخلفات الزراعية كمادة وظيفية أحد الأساليب الواعدة في تطوير مواد ماصّة صديقة للبيئة لمعالجة مياه الصرف الكربون المشتق من قشور الأرز وقشور –تهدف هذه الدراسة إلى تحضير وتوصيف مركب السيليكا .المحتوية على المعادن الثقيلة
Pb(II).جوز الهند، بالإضافة إلى تقييم قدرته على امتزاز أيونات الرصاص القاعدي لقشور الأرز، بينما تم تحضير الكربون المنشط من –تم الحصول على السيليكا من خلال عملية الاستخلاص الحمضي تم تحضير المركب بنسب مختلفة من السيليكا إلى الكربون المنشط .خلال عملية الكربنة والتنشيط الكيميائي لقشور جوز الهند
30:70.و 50:50و 70:30وهي لتحديد المجموعات الوظيفية، وكذلك (FTIR)تم إجراء توصيف المواد باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه لتحديد المساحة السطحية (BET)تيلر –إيميت–بطريقة بروناور (SAA)باستخدام جهاز تحليل المساحة السطحية
(AAS).باستخدام مطيافية الامتصاص الذري Pb(II)كما تم تحليل قدرة الامتزاز لأيونات الرصاص .وخصائص المسام .التي تعمل كمواقع نشطة في عملية الامتزاز Si–OHو Si–O–Siوجود المجموعات الوظيفية FTIRأظهرت نتائج .غ²/م 346.204يمتلك أعلى مساحة سطحية بلغت 30:70كربون –أن المركب بنسبة سيليكا BETكما بين تحليل ، بينما بلغت 98.50%بكفاءة بلغت Pb(II)وأظهرت نتائج الاختبار أن هذا المركب قادر على إزالة أيونات الرصاص الكربون المشتق من مخلفات قشور الأرز وقشور –تشير هذه النتائج إلى أن مركب السيليكا 99.24%.كفاءة السيليكا النقية جوز الهند يمتلك إمكانات كبيرة كمادة ماصّة فعالة وصديقة للبيئة لمعالجة تلوث المياه بالمعادن الثقيلة، وخاصة أيونات الرصاص
Pb(II).