Identifikasi interaksi Cr (VI) dengan Zeolit alam termodifikasi CTAB (cetyltrimethylammonium bromide) menggunakan Spektroskopi FTIR

ABSTRAK

Zeolit alam Malang diaktivasi dan permukaannya dimodifikasi dengan CTAB untuk meningkatkan daya adsorpsinya terhadap Cr (VI). Zeolit diaktivasi dengan HCl 4 M. Zeolit diinteraksikan dengan CTAB selama 96 jam pada variasi konsentrasi CTAB 25, 50, 75 dan 100 mM saat modifikasi. Metode batch digunakan saat adsorpsi Cr (VI) oleh ZMS CTAB. Adsorpsi dilakukan pada variasi pH 1-8, variasi lama waktu kontak (2, 4, 8, 10, 15 dan 30 menit) dan variasi konsentrasi Cr (VI) (5, 10, 15, 20, 25 dan 30 ppm). ZMS CTAB yang telah mengadsorp Cr (VI) diidentifikasi dengan FTIR. Data spektra IR digunakan untuk melihat pola interaksi yang terjadi. Apabila perubahan pada spektra IR tidak terlihat, maka akan dianalisis lebih lanjut menggunakan metode 2D (turunan kedua).

Hasil penelitian menunjukkan, konsentrasi CTAB 50 mM merupakan kondisi terbaik modifikasi permukaan zeolit dengan nilai daya adsorpsi 1,9907 mg/g. H2CrO4 terbentuk pada pH 1, interaksi dengan ZMS CTAB terjadi pada ekor CTAB dan tidak berpengaruh pada vibrasi C-H gugus metilen dari CTAB. HCrO4- terbentuk pada pH 2-6 dan CrO42- terbentuk pada pH 7-8, interaksinya dengan ZMS CTAB terjadi pada bagian kepala CTAB atau permukaan zeolit. Ditunjukkan dengan adanya gangguan pada vibrasi C-N gugus ammonium CTAB dan O-H dari SiOH. Menit 0-2 interaksi spesies Cr (VI) banyak terjadi pada permukaan zeolit, ditunjukkan dengan adanya pergeseran bilangan gelombang pada 3450 cm-1 yang menunjukkan vibrasi O-H dari SiOH. Interaksi spesies Cr (VI) pada menit 2-30 banyak terjadi di gugus ammonium CTAB, ditunjukkan dengan adanya pola yang tidak teratur spektra turunan kedua spektra IR ZMS CTAB pada daerah bilangan gelombang sekitar 3015 cm-1. Perubahan pola puncak spektra turunan kedua spektra IR ZMS CTAB pada variasi konsentrasi Cr (VI) di daerah bilangan gelombang sekitar 3015 cm-1 mengkonfirmasi bahwa adsorpsi Cr (VI) oleh ZMS CTAB mengikuti isotermis Freundlich.

ABSTRACT

Malang natural zeolite activated with HCl 4 M and CTAB surfactant was employed for modifying zeolite surface to increase the adsorption capacity of Cr (VI). Zeolit contacted with CTAB during 96 hours at various concentration CTAB 25, 50, 75 and 100 mM when modified the zeolite surface. Adsorption of Cr (VI) by the CTAB surfactant modified zeolite (ZMS CTAB) performed by batch method. Adsorption performed at variation of pH 1-8, variation of contact time (2, 4, 8, 10, 15 and 30 minutes) and the concentration variation of Cr (VI) (5, 10, 15, 20, 25 and 30 ppm). The interactions during adsorption identified by FTIR. IR spectra data was used to look of interaction. If the changes in the IR spectra are not visible, it will be analyzed using 2D (second derivative).

The result shown, CTAB 50 mM is optimum concentrations to modified zeolite surface with adsorption capacity 1,9907 mg/g. H2CrO4 formed at pH 1, the interaction with ZMS CTAB occurs in the tail of CTAB and no effect on the 2-vibration C-H of methylene group. HCrO4- formed at pH 2-6 and CrO4 formed at pH 7-8, interaction with ZMS CTAB at the headgroup of CTAB or zeolite surface. This is indicated by disturbance in the C-N vibration and O-H vibrations of SiOH. At 0-2nd minute, interaction species of Cr (VI) occurred at the zeolite surface, indicated by the shift wavenumber at 3450 cm-1 which shows the O-H vibrations of SiOH. Cr (VI) interactions at the 2nd minute through the 30th minute was more in the ammonium headgroup of CTAB, shown by the irregular pattern of the second derivative IR spectra of ZMS CTAB on the wavenumber around 3015 cm-1. Changes in the pattern of the second derivative IR spectra of ZMS CTAB with concentration variation of Cr (VI) in the wavenumber around 3015 cm-1 confirm that the adsorption of Cr (VI) on the ZMS CTAB followed Freundlich isotherm.