Sintesis dan Karakterisasi Zirkonia Tersulfatasi (ZrO2-SO4) dari Pasir Zirkon untuk Adsorpsi Ion Fosfat dalam Larutan

Authors

  • Popon Ratnasari Tanjungpura University
  • Anis Shofiyani Universitas Tanjungpura
  • Endah Sayekti Universitas Tanjungpura

DOI:

https://doi.org/10.26418/positron.v15i1.92309

Keywords:

adsorpsi, fosfat, pasir zirkon, zirkonia tersulfatsi

Abstract

Pasir zirkon dapat dihasilkan dari pemurnian pasir puya. Pasir zirkon berpotensi untuk dimanfaatkan dalam proses adsorpsi fosfat bila diproses lebih lanjut. Modifikasi zirkonium dengan penambahan sulfat ditujukan untuk meningkatkan kemampuan dalam mengadsorpsi fosfat. Pembuatan zirkonia tersulfatasi (ZrO2-SO4) dilakukan melalui dua tahapan, yakni sintesis zirkonia dari pasir puya dan proses sulfatasi pada zirkonia hasil sintesis. Sintesis zirkonia dari pasir zirkon melalui proses alkali fusi, pencucian, pengeringan dan pelindian asam, serta ekstraksi partikel zirkon melalui pencampuran dengan ammonia, filtrasi, pengeringan dan kalsinasi. Proses sulfatasi melalui tahapan pencampuran zirkonia hasil sintesis dengan ammonium sulfat, pemanasan dan pencucian. Zirkonia tersulfatasi (ZrO2-SO4) dikarakterisasi dengan Fourier Transform Infra Red (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD), dan Surface Area Analyzer (SAA). Hasil analisis FTIR menunjukkan bilangan gelombang 435,86; 477,70; dan 535,22 cm-1 yang merupakan vibrasi ulur asimetris Zr-O-Zr, bilangan gelombang 1057,32; 1140,30; dan 1214,18 cm-1 yang merupakan vibrasi ulur asimetris dari gugus S-O, dan vibrasi ulur simetris S=O, serta bilangan gelombang 3432,86 dan 1636,76 cm-1 yang merupakan vibrasi ulur dan tekuk dari O-H. Hasil analisis XRD menunjukkan puncak serapan ZrO2-SO4 pada sudut 2θ 30,5232o; 35,2931o; 44,6259o; 50,7699o ; dan 60,5944o yang memiliki % intensitas relatif berturut-turut 100; 15,86; 14,96; 43,19; dan 22,28%. Zirkonia tersulfatasi (ZrO2-SO4) memiliki luas permukaan 167,535 m2/g, volume pori 0,20 cc/g dan diameter pori 2,39 nm. Zirkonia tersulfatasi (ZrO2-SO4) mempunyai kemampuan adsorpsi yang baik terhadap fosfat dalam larutan, dengan kapasitas sebesar 22,78 mg/g).

References

Alala, P. S. dan Ramadhani, S., Kajian Pengolahan Limbah Laundry (Studi Kasus Industri Laundry Hancabarasih Di Kota Malang), Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya, pp.437–442, 2021.

Garmini, R. dan Zairinayati, Penurunan Kadar Fosfat Limbah Cair Usaha Laundry dengan Karbon Aktif Sekam Padi, Jurnal Delima Harapan, 6(2), pp.1–13, 2022.

Siswandari, A. M., Hindun, I., dan Sukarsono, S., Phytoremediation of Phosphate content in liquid laundry waste by using Echinodorus paleafolius and Equisetum hyemale used as biology learning resource, JPBI (Jurnal Pendidikan Biologi Indonesia), 2(3), pp.222–230, 2017.

Mashitah, S., Daud, S., dan Asmura, J., Penyisihan Kadar Fosfat pada Limbah Cair Laundry Menggunakan Biokoagulan Cangkang Kepiting (Brachyura), JOM FTEKNIK, pp.1–6, 2017.

Zairinayati, Z. R. dan Shatriadi, H., Biodegradasi Fosfat pada Limbah Laundry menggunakan Bakteri Consorsium Pelarut Fosfat, Jurnal Kesehatan Lingkungan Indonesia, 18(1), pp.57, 2019.

Iswarani, W. P. dan Warmadewanthi, I., Recovery Fosfat dan Amonium Menggunakan Teknik Presipitasi Struvite, Jurnal Teknik ITS, 7(1), pp.10–13, 2018.

Qoriati, D., Setiawan, A., dan Dermawan, D., Recovery Konsentrasi Ammonium dan Fosfat pada Lindi Artifisial Menggunakan Presipitasi Struvite, Conference Proceeding on Waste Treatment Technology, 2(1), pp.89–94, 2019.

Setiawan, A., Firdatul Jannah, F., Ramadani, T. A., dan Dewi, T. U., Penyisihan Fosfat dan Amonium pada Air Limbah Menggunakan Presipitasi Struvite dengan Penambahan Bittern Removal of Phosphate and Ammonium in Wastewater Using Struvite Precipitation with Addition of Bittern, Jurnal Pengendalian Pencemaran Lingkungan (JPPL), 4(1), pp.21–28, 2022.

Fitriana, A. R. dan Warmadewanthi, I., Penurunan Kadar Amonium dan Fosfat pada Limbah Cair Industri Pupuk, Jurnal Teknik ITS, 5(2), 2016.

Juherah dan Ansar, M., Pengolahan Limbah Cair dengan Elektrokoagulasi dalam Menurunkan Kadar Fosfat (PO4) pada Limbah Laundry, Sulolipu: Media Komunikasi Sivitas Akademika dan Masyarakat, 18(2), pp.2622–6960, 2018.

Majid, M., Amir, R., Umar, R., dan Kumaladewi Hengky, H., Efektivitas Penggunaan Karbon Aktif Pada Penurunan Kadar Fosfat Limbah Cair Usaha Laundry Di Kota Parepare Sulawesi Selatan, Prosiding Seminar Nasional IKAKESMADA “Peran Tenaga Kesehatan dalam Pelaksanaan SDGs,†pp.85–91, 2017.

Ultama, A. V. P., Nasution, R. S., dan Harahap, M. R., Penyerapan Fosfat Limbah Cair Laundry Dengan Metode Adsorpsi, AMINA, 3(3), pp.88–95, 2021.

Indah, S., Helard, D., dan Lathifatuzzahrah, S., Penyisihan fosfat dari air limbah artifisial laundry memanfaatkan kulit jagung sebagai adsorben, Jurnal Litbang Industri, 12(1), pp.33, 2022.

Athifah, T. A., Abrar, dan Syarif, D. G., Sintesis Nanopartikel ZrO2 dari Pasir Zirkon dengan Metode Presipitasi untuk Adsorben Metilen Biru, e-Proceeding of Engineering, 8(1), pp.459–467, 2021.

Sonal, S. dan Mishra, B. K., A Comprehensive Review on The Synthesis and Performance of Different Zirconium-Based Adsorbents for The Removal of Various Water Contaminants, Chemical Engineering Journal, 424(May), pp.130509, 2021.

Luo, X., Wang, X., Bao, S., Liu, X., Zhang, W., dan Fang, T., Adsorption of Phosphate in Water Using One-Step Synthesized Zirconium-Loaded Reduced Graphene Oxide, Scientific Reports, 6(November), pp.1–13, 2016.

Luo, X., Wu, X., Reng, Z., Min, X., Xiao, X., dan Luo, J., Enhancement of Phosphate Adsorption on Zirconium Hydroxide by Ammonium Modification, Industrial and Engineering Chemistry Research, 56(34), pp.9419–9428, 2017.

Su, Y., Cui, H., Li, Q., Gao, S., dan Shang, J. K., Strong Adsorption of Phosphate by Amorphous Zirconium Oxide Nanoparticles, Water Research, 47(14), pp.5018–5026, 2013.

Jenatu, Y. M., Abrar, dan Syarif, D. G., Aktivasi Zirkonium Silikat ( ZrSiO4 ) Untuk Adsorben Pendegradasi Metilen Biru Dengan Metode Aktivasi Termal, e-Proceeding of Engineering, 10(6), pp.5234–5238, 2023.

Agustina, D., Nofiani, R., dan Silalahi, I. H., Element Composition and Mineral Characteristic of Puya Sand from Sintang, West Kalimantan, Indonesian Journal of Pure and Applied Chemistry, 4(1), pp.40–50, 2021.

Poernomo, H., Biyantoro, D., dan Purwani, M. V., Kajian Konsep Teknologi Pengolahan Pasir Zirkon Lokal yang Mengandung Monasit, Senotim, dan Ilmenit, Eksplorium, 37(2), pp.73–88, 2016.

Poernomo, H., Sajima, dan Pusporini, N. D., Synthesis of Zirconium Oxychloride and Zirconia Low TENORM by Zircon Sand from Landak West Kalimantan, Journal of Physics: Conference Series, 1436(1), 2020.

Suastika, K. G., Karelius, K., dan Sudyana, I. N., Characterization of Natural Puya Sand Extract of Central Kalimantan by Using X-Ray Diffraction, Journal of Physics: Conference Series, 997(1), 2018.

Li, Y. L., Alam, F., dan Cui, Y. W., Red Mud Reuse For Phosphate Adsorption Via Zirconium Modification: Performance, Kinetics, And Mechanism, Desalination And Water Treatment, 225(April 2022), pp.331–339, 2021.

Zou, Y., Zhang, R., Wang, L., Xue, K., dan Chen, J., Strong Adsorption of Phosphate From Aqueous Solution by Zirconium-Loaded Ca-Montmorillonite, Applied Clay Science, 192(April), pp.105638, 2020.

Shaafi, F. B., Motavalizadehkakhky, A., Zhiani, R., Nouri, S. M. M., dan Hosseiny, M., Sulfated Zirconium Oxide-Decorated Magnetite KCC-1 as a Durable and Recyclable Adsorbent for The Efficient Removal of Asphaltene from Crude Oil, RSC Advances, 11(42), pp.26174–26187, 2021.

Sinta, I. N., Suarya, P., dan Santi, S. R., Adsorpsi Ion Fosfat Oleh Lempung Teraktivasi Asam Sulfat (H2SO4), Jurnal Kimia, 9(2), pp.217–225, 2015.

Sekewael, S. J., Pratika, R. A., Hauli, L., Amin, A. K., Utami, M., dan Wijaya, K., Recent Progress on Sulfated Nanozirconia as a Solid Acid Catalyst in the Hydrocracking Reaction, Catalysts, 12(2), 2022.

Yadav, G. D. dan Nair, J. J., Sulfated Zirconia and its Modified Versions as Promising Catalysts for Industrial Processes, Microporous And Mesoporous Materials, 33(1–3), pp.1–48, 1999.

Han, C., Liu, H., Zhang, L., Deng, J., dan Luo, Y., Effectively Uptake Arsenate from Water by Mesoporous Sulphated Zirconia: Characterization, Adsorption, Desorption, and Uptake Mechanism, Canadian Journal of Chemical Engineering, 95(3), pp.543–549, 2017.

SNI 06-6989.31 , Air dan Air Limbah – Bagian 31 : Cara Uji Kadar Fosfat dengan Spektrofotometer Secara Asam Askorbat, Badan Standarisasi Nasional, pp.1–27, 2005.

Nurhidayati, I., Mellisani, B., Puspita, F., dan Putri, F. A. R., Penentuan Isoterm dan Kinetika Adsorpsi Ion Besi oleh Sedimen Sebagai Adsorben, Warta Akab, 46(1), 2022.

Sulastri, S., Nuryono, Kartini, I., dan Kunarti, E. S., Kinetika dan Keseimbangan Adsorpsi Ion Kromium (III) dalam Larutan pada Senyawa Silika dan Modifikasi Silika Hasil Sintesis dari Abu Sekam Padi, Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 19, Nomor 2, 19(2), pp.33, 2014.

Sajima, Sudaryadi, dan Sari, E. P., Pemisahan Zirkon Dari Tailing Tambang Timah Menggunakan Magnetic Separator, Indonesian Journal of Chemical Science, 9(3), pp.5–9, 2020.

Albar J, M. A., Putra, A. P., dan Putra, E. A. P., Analisa Kandungan Mineral Pasir Besi Pantai Selatan Kabupaten Lumajang Hasil Separasi Magnetik1(2), pp.70–75, 2022.

Afriza, G., Adisyahputra, Fabiani, V. A., Saraswati, S., dan Burhanudin, M., Pemisahan Zirkonia (ZrOâ‚‚) dari Pasir Zirskon Bangka Menggunakan Metode Alkali Fusion dan Leaching Asam Klorida, Chemistry Progress, 14(2), pp.156, 2021.

Ginting, S. B., Sari, D. P., Iryani, D. A., Hanif, M., dan Wardono, H., Sintesis Zeolit Lynde Type-A (LTA) Dari Zeolit Alam Lampung (Zal) Menggunakan Metode Step Change Temperature of Hydrothermal dengan Variasi SiO2/Al2O3 Diaplikasikan untuk Dehidrasi Etanol, Journal of Chemical Process Engineering, 4(2655), pp.32–44, 2019.

Hamid, A., Prasetyo, D., Purbaningtias, T. E., Rohmah, F., dan Febriana, I. D., Pengaruh Tahap Kristalisasi pada Sintesis ZSM-5 Mesopori dari Kaolin Alam, IJCA (Indonesian Journal of Chemical Analysis), 3(2), pp.40–49, 2020.

Thommes, M., Kaneko, K., Neimark, A. V., Olivier, J. P., Rodriguez-Reinoso, F., Rouquerol, J., dan Sing, K. S. W., Physisorption of Gases, With Special Reference to The Evaluation of Surface Area and Pore Size Distribution (IUPAC Technical Report), Pure and Applied Chemistry, 87(9–10), pp.1051–1069, 2015.

Anggriani, U. M., Hasan, A., dan Purnamasari, I., Kinetika Adsorpsi Karbon Aktif dalam Penurunan Konsentrasi Logam Tembaga (Cu) dan Timbal (Pb), Jurnal Kinetika, 12(02), pp.29–37, 2021.

Wulandari, R., Riyanto, C. A., dan Martono, Y., Kinerja Karbon Aktif Daun Eceng Gondok pada Penurunan Kadar Fosfat Artifisial dan Surfaktan dalam Limbah Detergen, ALCHEMY Jurnal Penelitian Kimia, 19(2), pp.149, 2023.

Maslukah, L., Zainuri, M., Wirasatriya, A.,dan Widiaratih, R., Studi Kinetika Adsorpsi dan Desorpsi Ion Fosfat (PO42-) di Sedimen Perairan Semaran dan Jepara, J. Ilmu dan Teknologi kelautan Tropis, (August), pp.383–394, 2020.

Wahidatun, K. W., Krisdiyanto, D., dan Nugraha, I., Kesetimbangan, Kinetika, dan Termodinamika Adsorpsi Logam Cr(VI) pada Zeolit Alam dari Klaten yang Teraktivasi Asam Sulfat, Sains dan Terapan Kimia, 9(1), pp.1–11, 2015.

Downloads

Published

2025-05-31

Issue

Vol. 15 No. 1 (2025): Vol. 15 No. 1 Edition

Section

Articles

License

Authors who publish with this journal agree to the following terms:

  1. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
  2. Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
  3. Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.