Aktivitas Antioksidan Zeolit Alam Terpilar-TiO2

AKTIVITAS ANTIOKSIDAN ZEOLIT ALAM TERPILAR-TiO

2

INDRA JATI

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER

INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Aktivitas Antioksidan Zeolit Alam Terpilar-TiO2 adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi

pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, Juli 2013

ABSTRAK

INDRA JATI. Aktivitas Antioksidan Zeolit Alam Terpilar-TiO2. Dibimbing oleh

SRI SUGIARTI dan ETI ROHAETI.

Pemanfaatan zeolit di Indonesia masih terbatas. Namun, dalam bidang pertanian dan teknologi pengolahan lingkungan, zeolit dikenal luas sebagai bahan adsorben yang andal. Penelitian ini bertujuan menentukan aktivitas antioksidan zeolit alam setelah terpilar TiO2 dengan menggunakan metode

1,1-difenil-2-pikrilhidrazil. Zeolit alam diaktivasi dengan variasi konsentrasi asam dan suhu pemanasan. Produk pilarisasi zeolit aktif terbaik dicirikan dengan menggunakan difraktometer sinar-X (XRD) dan mikroskop elektron pemayaran sinar-X dispersif energi (SEM-EDX). Aktivitas antioksidan zeolit alam meningkat setelah terpilar TiO2. Difraktogram XRD menunjukkan bahwa zeolit alam Sukabumi merupakan

campuran jenis klinoptilolit dan mordenit dengan kristalinitas 53.03%, sedangkan hasil SEM-EDX menunjukkan bahwa komposisi TiO2 meningkat 13.82% pada

zeolit teraktivasi suhu 400 oC dan 4.34% pada zeolit teraktivasi asam dengan konsentrasi 2.0 M. Kenaikan tersebut dapat meningkatkan aktivitas antioksidan berturut-turut sebesar 14.80% dan 6.17%.

Kata kunci: antioksidan, pilarisasi, TiO2, zeolit.

ABSTRACT

INDRA JATI. Antioxidant Activity of TiO2-Pillared Natural Zeolites. Supervised

by SRI SUGIARTI and ETI ROHAETI.

Utilization of zeolite in Indonesia is still limited. However, in the field of agriculture and environmental processing technology, zeolites are widely known as reliable adsorbent materials. This study aimed to determine the antioxidant activity of TiO2-pillared zeolite by using 1,1-diphenyl-2-picrylhidrazyl. The

natural zeolites were activated with variation of acid concentration and heating temperature. The pillarization product of the best activated zeolite were characterized by X-ray diffractometer (XRD) and scanning electron microscope (SEM-EDX). The antioxidant activity of natural zeolite increased after being pillared with TiO2. XRD diffractogram showed that Sukabumi’s natural zeolite

was a mixture of clinoptilolite and mordenite types with 53.03% crystallinity, whereas the SEM-EDX result showed that the composition of TiO2

increased 13.82% in zeolite activated at 400 oC and 4.34% in zeolite activated with 2.0 M acid concentration. These increase promoted the antioxidant activity of 14.80% and 6.17%, respectively.

AKTIVITAS ANTIOKSIDAN ZEOLIT ALAM TERPILAR-TiO

2

INDRA JATI

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

pada

Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Judul Skripsi : Aktivitas Antioksidan Zeolit Alam Terpilar-TiO2

Nama : Indra Jati

NIM : G44104010

Disetujui oleh

Sri Sugiarti, PhD Pembimbing I

Dr Eti Rohaeti, MS Pembimbing II

Diketahui oleh

Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS Ketua Departemen

PRAKATA

Assalamualaikum Wr. Wb.

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah dengan judul “Aktivitas Antioksidan Zeolit Alam Terpilar TiO2”. Penelitian ini

dilaksanakan di Laboratorium Anorganik, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

Penyusunan karya ilmiah ini tidak terlepas dari beberapa pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Sri Sugiarti, PhD selaku pembimbing pertama dan Ibu Dr Eti Rohaeti, MS selaku pembimbing kedua yang senantiasa memberikan arahan, semangat, dan doa sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada seluruh staf Laboratorium Anorganik atas fasilitas yang diberikan selama penulis melakukan penelitian. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada sahabatku Bagus, Budi, Zelfi dan teman-teman peneliti serta pihak-pihak lain yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penyusunan karya ilmiah ini.

Ucapan terima kasih yang sebesar-besrnya kepada kedua orang tua atas dukungan, motivasi, serta doa dan kasih sayangnya selama ini. Akhir kata, semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun bagi pembaca.

Wassalamualaikum Wr. Wb.

Bogor, Juli 2013

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR vii

DAFTAR LAMPIRAN vii

PENDAHULUAN 1

BAHAN DAN METODE 2

Alat dan Bahan 2

Metode 2

HASIL DAN PEMBAHASAN 4

Ciri-ciri Zeolit Alam dan Hasil Aktivasi 4

Aktivitas Antioksidan Zeolit 7

Zeolit Terpilar-TiO2 8

SIMPULAN DAN SARAN 11

Simpulan 11

Saran 11

DAFTAR PUSTAKA 11

DAFTAR TABEL

1 Komposisi kimia zeolit alam Sukabumi 5

2 Komposisi kimia zeolit alam Sukabumi setelah aktivasi 6

3 Kristalinitas zeolit alam Sukabumi teraktivasi 7

4 Aktivitas antioksidan zeolit alam Sukabumi teraktivasi 8 5 Komposisi zeolit alam Sukabumi setelah terpilar TiO2 9

6 Aktivitas antioksidan zeolit alam sebelum dan setelah terpilar TiO2 10

DAFTAR GAMBAR

1 Difaktogram sinar-X zeolit alam Sukabumi 4

2 Morfologi permukaan zeolit alam Sukabumi (perbesaran 1000 kali) 5 3 Morfologi permukaan zeolit alam yang diaktivasi dengan pemanasan

(400 oC) (a) dan dengan pengasaman (2 M) (b). Perbesaran 1000 kali 6 4 Warna larutan DPPH setelah interaksi dengan zeolit alam hasil aktivasi

dengan asam (HCl) (a) dan pemanasan (b) 8

5 Morfologi permukaan zeolit alam yang diaktivasi dengan pemanasan (400 oC) (a) dan dengan pengasaman (2 M) (b) setelah penambahan TiO2.

Perbesaran 1000 kali. 9

6 Warna larutan DPPH setelah interaksi dengan zeolit alam hasil aktivasi dengan asam (HCl) (a) dan pemanasan (b) setelah terpilar TiO2 11

DAFTAR LAMPIRAN

1 Bagan alir penelitian 14

2 Pola difraksi zeolit alam dibandingkan dengan literatur ICDD 15

3 Spektrum SEM-EDX zeolit alam 16

4 Hasil pengukuran LOI zeolit alam Sukabumi 17

5 Spektrum SEM-EDX zeolit alam setelah aktivasi pada 400 oC dan dengan HCl 2.0 M 18

6

Hasil pengukuran XRD zeolit alam setelah aktivasi dengan pemanasan dan asam 19

7 Uji DPPH pada zeolit alam 21

PENDAHULUAN

Indonesia dengan banyaknya pulau berpotensi memiliki zeolit alam sebesar 16 600 000 ton karena berada dalam wilayah gunung berapi (Mustain dan Falah 2011). Pemanfaatan zeolit di Indonesia masih terbatas, tetapi dalam bidang pertanian dan teknologi pengolahan lingkungan, zeolit dikenal luas sebagai bahan adsorben yang andal (Fatimah et al. 2006). Zeolit telah diaplikasikan dalam industri sebagai penukar ion, adsorben, molecular sieve, dan membran pemisah. Akan tetapi, sebagian besar masih memanfaatkan zeolit sintetik (Nais dan Wibawa 2011). Zeolit alam juga dimanfaatkan di bidang peternakan sebagai bahan tambahan pakan. Menurut Ipek et al. (2012), zeolit alam sebagai suplemen makanan dapat menurunkan konsentrasi lipid hidroperoksida pada sapi perah yang sehat, tetapi tidak berpengaruh signifikan terhadap antioksidan dan indikator oksidan lainnya.

Pemanfaatan zeolit alam di bidang medis belum dikenal luas. Salah satu penelitian yang memanfaatkan zeolit alam sebagai antikanker dilaporkan oleh Kresimir dan Miroslav (2001) bahwa zeolit dapat menghambat pertumbuhan sel kanker secara in vitro dan menghambat pertumbuhan tumor secara in vivo pada tikus dan anjing. Menurut Pranoto (2012), zeolit alam berpotensi sebagai antioksidan, tetapi aktivitasnya menurun akibat penambahan asam dan pemanasan. Diduga bukan zeolit alam yang bersifat antioksidan, melainkan logam oksida yang menjadi pengotor. Menindaklanjuti penelitian tersebut, pada penelitian ini dilakukan pilarisasi zeolit alam dengan oksida logam dan diamati pengaruhnya pada aktivitas antioksidan.

Modifikasi zeolit alam dilakukan untuk meningkatkan kualitasnya. Aktivasi secara fisika dilakukan dengan pemanasan (kalsinasi) untuk menguapkan air yang terperangkap dalam pori-pori, sedangkan aktivasi secara kimia bertujuan membersihkan permukaan pori dari senyawa pengotor dengan menggunakan bahan kimia (Affandi dan Hadisi 2011). Modifikasi selanjutnya dilakukan melalui pilarisasi. Atom-atom atau molekul-molekul disisipkan ke dalam antarlapisan material tanpa merusak struktur lapisan (Basuki 2007).

Pada penelitian ini, zeolit alam dipilarisasi dengan TiO2.Titanium dioksida

adalah salah satu bahan semikonduktor yang banyak tersedia di pasaran serta tergolong paling unggul sehingga banyak diteliti, biasanya diolah menjadi film tipis sebelum digunakan untuk mendegradasi zat-zat organik secara fotokatalitik (Fatimah et al. 2006). Di antara oksida logam yang lain, titanium dioksida dikenal tidak toksik, memiliki stabilitas termal cukup tinggi, dan dapat digunakan berulang kali tanpa kehilangan aktivitas katalitiknya. Sebagaimana oksida logam yang lain, sifat mekanik, elektronik, dan katalitik TiO2 dapat ditingkatkan dalam

skala molekular atau nanopartikel (Fatimah 2009).

Penelitian ini bertujuan menentukan pengaruh aktivasi zeolit alam dengan variasi suhu dan konsentrasi asam serta modifikasi melalui pilarisasi TiO2 pada

aktivitas antioksidan zeolit alam melalui metode DPPH. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menunjukkan potensi zeolit alam sebagai antioksidan melalui metode DPPH dan menghasilkan kondisi optimum untuk aktivitas antioksidan tersebut dengan pilarisasi zeolit-TiO2.

BAHAN DAN METODE

Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan ialah alat-alat kaca, cawan porselen, neraca analitik, tanur, oven, sentrifuga, vorteks, pengaduk magnet, desikator, spektrofotometer ultraviolet-tampak (UV-Vis), difraktometer sinar-X (XRD) 6000 Shimadzu, mikroskop elektron pemayaran sinar-X dispersif energi (SEM-EDX) Zeiss 60. Bahan-bahan yang digunakan ialah zeolit alam Cikembar Sukabumi, TiO2, HCl p.a (Merck), AgNO3 p.a (Merck), air bebas-ion, pH universal, DPPH

(Sigma Aldrich), etanol teknis, dan vitamin C p.a (Merck).

Metode

Penelitian dilakukan berdasarkan tahapan sebagai berikut: preparasi zeolit alam, penentuan bobot yang hilang selama pemijaran, aktivasi zeolit alam dengan cara pemanasan (kalsinasi) dan pengasaman, serta pilarisasi zeolit alam dengan logam TiO2. Zeolit alam hasil berbagai perlakuan diuji aktivitas antioksidan

menggunakan metode DPPH dan dicirikan dengan menggunakan XRD dan SEM-EDX. Diagram alir penelitian diberikan pada Lampiran 1.

Preparasi Zeolit Alam (Fatimah 2009)

Zeolit alam Sukabumi dibersihkan dari pengotor, kemudian dihaluskan dan diayak hingga diperoleh ukuran butir lolos ayakan 100 mesh. Selanjutnya zeolit alam dicuci dengan akuades dan dipanaskan dalam oven pada suhu 105 °C selama 3 jam. Zeolit alam yang telah dipreparasi dicirikan dengan menggunakan XRD dan SEM-EDX.

Penentuan LOI (Loss on Ignition) (Heiri et al. 2001)

3

% LOI = – × 100 %

Aktivasi Zeolit dengan Kalsinasi (modifikasi Syafii 2011)

Sebanyak 30 g zeolit alam hasil preparasi dimasukkan ke dalam 4 gelas piala yang berbeda, masing-masing ditambahkan 300 mL HCl 1 N. Setelah itu, didiamkan selama 24 jam, lalu disaring dan dicuci dengan akuades sampai pH netral atau ketika filtrat ditambahkan AgNO3 sudah tidak terbentuk endapan putih.

Kemudian zeolit alam dimasukkan ke dalam tanur dengan variasi suhu 100, 200, 300, dan 400 °C selama 2 jam. Pencirian dilakukan dengan menggunakan XRD pada setiap perlakuan dan SEM-EDX pada suhu 400 oC.

Aktivasi Zeolit dengan Penambahan Asam (modifikasi Syafii 2011)

Sebanyak 100 g zeolit alam hasil preparasi dimasukkan ke dalam 4 gelas piala berbeda dan ditambahkan 250 mL HCl dengan variasi konsentrasi 0.5, 1.0, 1.5, dan 2.0 M. Setelah itu, diaduk dengan pengaduk magnet selama 60 menit, lalu disaring dan dicuci dengan akuades sampai pH netral atau ketika filtrat ditambahkan AgNO3 sudah tidak terbentuk endapan putih. Kemudian zeolit alam

dikeringkan dalam tanur pada suhu 300 °C selama 3 jam. Pencirian dengan XRD dilakukan pada setiap perlakuan dan dengan SEM-EDX pada konsentrasi asam 2.0 M.

Pilarisasi TiO2 pada Zeolit (modifikasi Fatimah et al. 2006)

Sebanyak 9 g zeolit (hasil preparasi dan aktivasi asam maupun pemanasan) yang telah digerus dan diayak dengan ayakan 100 mesh dimasukkan ke dalam gelas piala dan ditambahkan 1 g TiO2. Kemudian ditambahkan 30 mL etanol dan

campuran diaduk dengan pengaduk magnet selama ±5 jam. Zeolit disaring dan dikeringkan dalam oven pada suhu 100 oC selama 2 jam. Setelah itu, digerus sampai halus, diayak dengan ayakan 250 mesh, dan dikalsinasi pada suhu 500 oC selama 5 jam. Pencirian dengan SEM-EDX dilakukan pada zeolit teraktivasi suhu 400 oC dan asam 2.0 M.

Uji Aktivitas Antioksidan Metode DPPH (modifikasi Aranda et al. 2009) Larutan DPPH 125 µM dalam etanol disiapkan. Sebanyak 0.5 g zeolit berbagai perlakuan dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan 3 mL larutan tersebut, kemudian divorteks selama 2 menit dan disaring. Larutan yang diperoleh diinkubasi selama 30 menit pada suhu 37 °C dan diukur serapannya pada panjang gelombang 517 nm. Blangko yang digunakan ialah etanol. Kapasitas penghambatan radikal bebas dihitung berdasarkan persamaan

Aktivitas penangkapan radikal (%) = 100%

A B A

HASIL DAN PEMBAHASAN

Ciri-ciri Zeolit Alam dan Hasil Aktivasi

Zeolit alam biasanya masih tercampur dengan mineral lainnya seperti kalsit, gipsum, feldspar, dan kuarsa, ditemukan di daerah sekitar gunung berapi atau mengendap pada daerah sumber air panas (Nais dan Wibawa 2011). Akibatnya, zeolit alam mengandung banyak senyawa organik, anorganik, dan air yang dapat menutupi pori-porinya. Sebelum digunakan, zeolit alam diayak dengan ayakan 100 mesh untuk menghomogenkan ukuran dan memperbesar luas permukaan. Selain itu, perubahan ukuran diharapkan meningkatkan distribusi dalam proses adsorpsi sebagai akibat meningkatnya pergerakan logam-logam alkali tanah (Susetyaningsih et al. 2009). Zeolit alam lalu dicuci dengan air bebas-ion dan dipanaskan pada suhu 105 oC untuk menghilangkan pengotor-pengotor yang larut air. Umumnya batuan atau tanah mengandung air dan senyawa organik. Senyawa organik tersebut akan terurai atau hilang dengan pemanasan.

Zeolit yang telah dipreparasi dianalisis dengan menggunakan XRD. Zeolit alam termasuk kristal aluminosilikat yang umumnya mempunyai kandungan utama silikon, aluminium, dan oksigen. Difraktrogram sinar-X menunjukkan bahwa zeolit alam Sukabumi mempunyai puncak tertinggi pada 2θ 22.33, 26.66, dan 29.94 o (Gambar 1). Puncak-puncak tertinggi tersebut mempunyai kesamaan pola difraksi bila dibandingkan dengan literatur International Center for Diffraction Data (JCPDS-ICDD) untuk zeolit jenis klinoptilolit No. 17-0143, yaitu 17.305, 22.319, 30.063, dan 32.655o (Lampiran 2) dan zeolit jenis mordenit No. 6-239, yaitu 9.74, 22.25, 26.33, dan 30.93o _{yang menunjukkan bahwa zeolit}

alam Sukabumi merupakan campuran zeolit jenis klinoptilolit dan mordenit. Fatimah dan Wijaya (2005) melaporkan zeolit jenis mordenit yang ditunjukkan oleh adanya puncak-puncak pada _2θ 9.77, 26.25, dan 27.68 o_.

Gambar 1 Difraktogram sinar-X zeolit alam Sukabumi

5

4.2. Semakin tinggi nisbah Si/Al, zeolit alam semakin bersifat hidrofobik. Selain itu, zeolit berkadar Si tinggi stabil terhadap perlakuan pemanasan (hingga 1300 K) dan lingkungan asam kuat (Lestari 2010).

Gambar 2 Morfologi permukaan zeolit alam Sukabumi (perbesaran 1000 kali)

Tabel 1 Komposisi kimia zeolit alam Sukabumi Unsur Hasil analisis (%)

Oksigen 70.66

Silikon 19.94

Aluminium 4.78

Besi 1.19

Titanium 0.23

Magnesium 0.60

Kalium 1.63

Tantalum 0.96

Uji hilang pijar melalui penetapan bobot sebelum dan sesudah pengeringan pada suhu tinggi merupakan cara yang relatif murah dan mudah untuk menentukan kandungan karbon dalam sedimen (Halide 2008). Hilang pijar (LOI) pada zeolit alam Sukabumi sebesar 16.95% (Lampiran 4). Zat yang mudah hilang pada pemijaran terdiri atas air terikat dan karbon dioksida. Semakin besar nilai hilang pijar, berarti semakin banyak rongga-rongga yang kosong sehingga meningkatkan proses adsorpsi. Selain itu, secara tidak langsung juga menunjukkan bahwa jumlah pengotor pada zeolit alam yang berupa oksida logam Fe, Ta, Cu, dan Mg (titik leleh di atas 1000 o_{C) maupun bahan organik dan air}

dalam zeolit Sukabumi sebesar 16.95%.

6

Sebelum diaktivasi, zeolit alam memiliki bentuk yang tidak beraturan. Setelah diaktivasi, terlihat perubahan morfologi yang signifikan (Gambar 3a dan 3b). Terdapat kristal-kristal kecil dari unsur zeolit yang tidak membentuk kristal setelah proses aktivasi atau amorf (Purnomo dan Fredinansyah 2011). Komposisi zeolit setelah proses aktivasi diuji menggunakan SEM-EDX. Hasilnya disajikan pada Tabel 2 dan Lampiran 5.

(a) (b)

Gambar 3 Morfologi permukaan zeolit alam yang diaktivasi dengan pemanasan (400 oC) (a) dan dengan pengasaman (2 M) (b) Perbesaran 1000 kali

Tabel 2 Komposisi kimia zeolit alam Sukabumi setelah aktivasi

Unsur _{Suhu 400} Hasil analisis (%) o_{C HCl 2.0 M}

7

Berdasarkan pengukuran dengan XRD (Lampiran 6), perlakuan pemanasan dan pengasaman menghasilkan kristalinitas dengan kisaran 40_―60% (Tabel 3). Umumnya perlakuan tersebut dapat menghilangkan uap air dan pengotor.

Tabel 3 Kristalinitas zeolit alam Sukabumi setelah teraktivasi Perlakuan Variasi perlakuan Kristalinitas (%)

Zeolit alam 53.0273 pengotor seperti oksida logam masih banyak. Oleh sebab itu, pengotor diduga ikut menyumbang nilai kristalinitas. Pemanasan dengan suhu yang lebih tinggi dapat menghilangkan jumlah oksida pengotor dan berakibat pada penurunan nilai kristalinitas. Aktivasi dengan asam sebaliknya cenderung menurunkan nilai kristalinitas. Asam diduga dapat melarutkan pengotor seperti oksida logam dalam jumlah yang besar. Namun, konsentrasi asam lebih tinggi dapat meningkatkan kembali nilai kristalinitas. Hal ini disebabkan oleh penataan letak atom yang dipertukarkan dalam kerangka zeolit sehingga meningkatkan nilai kristalinitas (Fatimah 2009). Perlakuan pemanasan suhu tinggi dan penggunaan asam kuat seperti HCl dapat merusak struktur kristal zeolit (Lestari 2010).

Aktivitas Antioksidan Zeolit

8

Tabel 4 Aktivitas antioksidan zeolit alam Sukabumi teraktivasi

Perlakuan Variasi perlakuan Aktivitas antioksidan (%)

Zeolit alam 60.22

Aktivasi suhu

100 oC 38.32

200 oC 24.75

300 oC 23.13

400 o_{C 10.95}

Aktivasi asam

0.5 M 53.20

1.0 M 30.22

1.5 M 22.74

2.0 M 14.42

Vitamin C 10 ppm 95.53

Hasil pengujian aktivitas antioksidan tidak menunjukkan perubahan warna DPPH (Gambar 4). Tidak teramati perubahan warna DPPH menjadi kuning yang menunjukkan bahwa aktivitas antioksidan sangat kecil atau tidak ada. Warna ungu DPPH mempunyai serapan kuat pada panjang gelombang 517 nm. Semakin tinggi nilai absorbans, semakin rendah aktivitas antioksidannya, demikian pula sebaliknya (Lampiran 7). Oleh karena itu, sebaiknya dilakukan pengukuran pada panjang gelombang komplementer, yaitu kuning, tetapi hal ini belum dilakukan pada penelitian ini. Tidak teramatinya perubahan warna DPPH mungkin juga disebabkan DPPH teradsorpsi pada zeolit. Menurut Subariyah (2011), kapasitas adsorpsi zeolit alam Sukabumi dan Lampung terhadap asam fosfat berturut-turut adalah 127.80 dan 128.16 mg/g.

(a) (b)

Gambar 4 Warna larutan DPPH setelah interaksi dengan zeolit alam hasil aktivasi dengan asam (HCl) (a) dan pemanasan (b)

Zeolit Terpilar-TiO2

9

ruang untuk proses pilarisasi. Perlakuan asam (HCl) menurunkan kandungan Al dalam zeolit, meninggalkan ruang kosong yang akan ditempati oleh TiO2 yang

ditambahkan. Dengan kata lain, TiO2 menggantikan Al sehingga kandungan TiO2

dalam sampel zeolit meningkat (Lestari 2010).

Penambahan oksida logam TiO2 yang bersifat semikonduktor ke dalam

zeolit alam akan menghasilkan interaksi Si-O-Ti (Zilfa et al. 2011) dan akan mengubah morfologi zeolit. Morfologi SEM zeolit alam terpilar-TiO2 dengan

aktivasi melalui pemanasan (Gambar 5a) maupun pengasaman (Gambar 5b) secara umum masih berbentuk kubus dengan adanya serpihan putih yang menyelimuti permukaan zeolit. Serpihan tersebut menunjukkan bahwa sebagian TiO2 yang ditambahkan menempel pada permukaan zeolit. Komposisi zeolit alam

terpilar-TiO2 dapat dilihat pada Tabel 5 dan Lampiran 8.

(a) (b)

Gambar 5 Morfologi permukaan zeolit alam yang diaktivasi dengan pemanasan (400 o_{C) (a) dan dengan pengasaman (2 M) (b) setelah penambahan}

TiO2. Perbesaran 1000 kali

Tabel 5 Komposisi zeolit alam Sukabumi setelah terpilar TiO2

Unsur _{Suhu 400} Hasil analisis (%) o_{C HCl 2.0 M}

Kandungan TiO2 sebelum dilakukan pilarisasi berturut-turut 0.05% untuk

aktivasi dengan HCl 2.0 M dan 0.10% untuk aktivasi dengan pemanasan 400 oC, sedangkan setelah dilakukan pilarisasi meningkat berturut-turut mencapai 4.34% dan 13.82%. Perbedaan peningkatan kandungan TiO2 pada kedua kondisi aktivasi

menunjukkan bahwa dengan pemanasan, TiO2 lebih mudah tersisipkan

10

Penurunan intensitas warna DPPH setelah diberi zeolit alam terpilar-TiO2

(Gambar 6) mengakibatkan berkurangnya nilai absorbans pada panjang gelombang 517 nm bila dibandingkan dengan zeolit alam sebelum terpilar-TiO2

(Tabel 6). Hal tersebut menunjukkan peningkatan kemampuan adsorpsi dan aktivitas antioksidan walaupun masih relatif rendah dibandingkan dengan vitamin C 10 ppm.

(a) (b)

Gambar 6 Warna larutan DPPH setelah interaksi dengan zeolit alam hasil aktivasi dengan asam (HCl) (a) dan pemanasan (b) setelah terpilar TiO2

Tabel 6 Aktivitas antioksidan zeolit alam sebelum dan setelah terpilar TiO2

Perlakuan aktivasi Kristalinitas _(%) Aktivitas antioksidan(%) _{Sebelum Setelah} Kenaikan _(%)

Zeolit alam 53.0273 60.22 65.23 5.01

Aktivitas antioksidan zeolit terpilar-TiO2 meningkat dengan jumlah yang

berbeda-beda. Kenaikan TiO2 sebesar 13.82% dengan aktivasi pada 400 oC dan

4.34% pada konsentrasi asam 2.0 M dapat meningkatkan aktivitas antioksidan sebesar 14.80% dan 6.17%. Semakin tinggi jumlah TiO2 yang terpilarkan,

semakin tinggi kenaikan aktivitas antioksidannya. Peningkatan aktivitas antioksidan ini masih relatif rendah bila dibandingkan dengan aktivitas antioksidan vitamin C, tetapi dapat disimpulkan bahwa aktivitas antioksidan zeolit alam diakibatkan oleh pengotor logam oksida.

Proses penangkapan radikal DPPH oleh zeolit alam terpilar-TiO2 diduga

11

Pengambilan atom hidrogen dari gugus tersebut akan menyebabkan muatan negatif pada atom oksigen yang selanjutnya akan didelokalisasi melalui resonans sehingga menghasilkan radikal bebas yang stabil dan tidak membahayakan (Cholish dan Utami 2008).

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Zeolit alam Sukabumi setelah diaktivasi dengan pemanasan dan pengasaman serta pilarisasi TiO2 meningkat aktivitas antioksidannya ketika diuji

menggunakan metode DPPH. Difraktogram XRD menunjukkan bahwa zeolit alam Sukabumi merupakan jenis klinoptilolit dengan kristalinitas 53.03%, sedangkan spektrum SEM-EDX menunjukkan bentuk kubus tidak beraturan. Komposisi TiO2 didapati meningkat setelah pilarisasi, sebesar 13.82% pada zeolit

teraktivasi suhu 400 oC dan 4.34% pada konsentrasi asam 2.0 M. Kenaikan tersebut dapat meningkatkan aktivitas antioksidan berturut-turut sebesar 14.80% dan 6.17%.

Saran

Perlu dilakukan penentuan IC50 untuk zeolit alam dan aktivitas antioksidan

DPPH sebaiknya diukur pada panjang gelombang warna komplementer (kuning).

DAFTAR PUSTAKA

Affandi F, Hadisi H. 2011. Pengaruh metode aktivasi zeolit alam sebagai bahan penurun temperatur campuran beraspal hangat. Jurnal Jalan-Jembatan. 28(1):1-8.

Aranda RS, Lopez LAP, Arroyo JL, Garza BAA, Torres NW. 2009. Antimicrobial and antioxidant activities of plants from Northeast of Mexico. Evidence-Based Complemen Alter Med. 2011:1-6.

Basuki TK. 2007. Penurunan konsentrasi CO dan NO2 emisi gas buang dengan

menggunakan media penyisipan TiO2 lokal karbon aktif. JFN. 1(1):45-64.

Cholish Z, Utami W. 2008. Aktivitas penangkapan radikal ekstrak etanol 70% biji jengkol. Pharmacon. 9:33-40.

Fatimah I. 2009. Dispersi TiO2 ke dalam SiO2-montmorillonit: efek jenis

prekursor. J Penelitian Saintek. 14(1):41-58.

Fatimah I, Sugiharto E, Wijaya K, Tahir I, Kamalia. 2006. Titan dioksida terdispersi pada zeolit alam (TiO2/Zeolit) dan aplikasinya untuk

12

Fatimah I, Wijaya K. 2005. Sintesis TiO2/zeolit sebagai fotokatalis pada

pengolahan limbah cair industri tapioka secara adsorpsi-fotodegradasi. Teknoin. 10(4):257-267.

Halide H. 2008. Panduan Teknis CADS_TOOLS (Suatu Perangkat Pendukung Keputusan dalam Budi Daya Keramba Jaring Apung). Chaidir M, penerjemah. Makasar (ID): Universitas Hasanudin. Terjemahan dari: Planning Tools for Environmentally Sustainable Tropical Finfish Cage Culture in Indonesian and Northern Australia.

Heiri O, Lotter FA, Lemcke G. 2001. Loss on ignition as a method for estimating organic and carbonate content in sediments: reproducibility and comparability of result. J Paleolimnol. 25:101-110.

Ipek H, Mehmet A, Nurettin A, Mugdat Y. 2012. The effect of zeolite on oxidant/antioxidant status in healthy dairy cows. Acta Vet Brno. 81:043-047. Kresimir P, Miroslav C. 2001. Natural zeolite clinoptilolite: New adjuvant in

anticancer therapy. J Mol Med. 78:708-720.

Kuncahyo I, Sunardi 2007. Uji aktivitas antioksidan ekstrak belimbing wuluh (Averrhoa bilimbi L.) terhadap 1,1-diphenyl-2-picrylhidrazyl (DPPH). Di dalam: Seminar Nasional Teknologi 2007 (SNT 2007); 2007 Nov 24; Yogyakarta, Indonesia. Yogyakarta (ID): Universitas Setia Budi. hlm 1-9. Kurniasari L, Djaeni M, Purbasari A. 2011. Aktivitas zeolit alam sebagai adsorben

pada alat pengering bersuhu rendah. Reaktor. 13(3):178-184.

Lestari DY. 2010. Kajian modifikasi dan karakterisasi zeolit alam dari berbagai negara. Di dalam: Prosiding Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia 2010; 2010 Okt 30; Yogyakarta, Indonesia. Yogyakarta (ID): Universitas Negeri Yogyakarta.

Mustain A, Falah M. 2011. Pengurangan kandungan Ca2+ dari zeolit alam Bandung untuk meningkatkan kapasitas adsorpsinya [skripsi]. Surabaya (ID): Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Mutngimaturrohmah, Gunawan, Khabibi. 2009. Aplikasi zeolit alam terdealuminasi dan termodifikasi HDTMA sebagai adsorben fenol [skripsi]. Semarang (ID): Universitas Diponegoro.

Nais F, Wibawa G. 2011. Peningkatan kapasitas zeolit alam Indonesia sebagai absorben pada produksi bioethanol cuel grade. Di dalam: Prosiding Seminar Nasional Teknologi Industri XV; 2011 Mei 12; Surabaya, Indonesia. Surabaya (ID): Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. hlm 187-193.

Purnomo B, Fredinansyah R. 2011. Pengembangan metode kalsinasi pada aktivitas alkali digestion untuk sintesa zeolit alam Bandung [skripsi]. Surabaya (ID): Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Pranoto RD. 2012. Potensi zeolit alam sebagai antioksidan [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Subariyah I. 2011. Adsorpsi Pb(II) menggunakan zeolit alam termodifikasi asam fosfat [tesis]. Bogor(ID): Institut Pertanian Bogor.

13

Syafii F. 2011. Modifikasi zeolit melalui interaksi dengan Fe(OH)3 untuk

meningkatkan kapasitas tukar anion [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Yusri S. 2012. Sintesis dan karakterisasi zeolit ZSM-5 mesopori dengan secondary template dan studi awal katalisis oksidasi metana [skripsi]. Depok (ID): Universitas Indonesia.

Zilfa, Suyani H, Safni, Jamarun N. 2011. Degradasi senyawa permetrin dengan menggunakan zeolit alam terpilar TiO2-anatase secara sonolisis. Ecolab.

14

Lampiran 1 Bagan alir penelitian

Zeolit alam

Zeolit alam 100 mesh XRD dan

SEM-EDX

Zeolit teraktivasi pada suhu 100, 200, 300, dan 400 oC

Zeolit teraktivasi asam (HCl) 0.5, 1.0, 1.5, dan 2 M

Zeolit terpilar TiO2

Uji aktivitas antioksidan

SEM-EDX Zeolit terpilar TiO2

100 oC dan 2 M Preparasi

Aktivasi

Aktivasi dengan

pemanasan Aktivasi asam

Pilarisasi TiO2

15

16

Lampiran 3 Spektrum SEM-EDX zeolit alam

Unsur Hasil analisis

% Bobot % Atom

Oksigen 52.59 70.66

Silika 26.05 19.94

Aluminium 6.00 4.78

Besi 3.10 1.19

Titanium 0.52 0.23

Magnesium 0.68 0.60

Kalium 2.96 1.63

17

Lampiran 4 Hasil pengukuran LOI zeolit alam Sukabumi

Zeolit alam Ulangan _{zeolit (g)} Bobot _{kosong (g)} Cawan _Sebelum Cawan + zeolit (g) _Sesudah LOI (%)

Sukabumi

1 1.0004 24.3308 25.3312 25.1617 16.94

2 1.0003 24.5276 25.5279 25.3586 16.92

3 1.0007 24.4235 25.4242 25.2543 16.98

Rata-rata 16.95

Contoh perhitungan:

% LOI = – × 100%

= × 100%

= 16.94%

Rata-rata =

18

Lampiran 5 Spektrum SEM-EDX zeolit alam setelah aktivasi pada 400 o_{C dan}

dengan HCl 2.0 M

Zeolit teraktivasi suhu 400 o_{C Zeolit teraktivasi asam 2.0 M}

Unsur Hasil analisis Unsur Hasil analisis

% Bobot % Atom % Bobot % Atom

Oksigen 49.70 63.62 Oksigen 60.65 73.68

Silika 30.04 21.91 Silika 21.84 15.11

Aluminium 11.18 8.48 Aluminium 10.96 7.90

Besi 0.39 0.14 Besi 1.95 0.68

Titanium 0.11 0.05 Titanium 0.25 0.10

Magnesium 0.02 0.02 Magnesium 0.76 0.61

Kalium 2.19 1.15 Kalium 1.61 0.80

Natrium Kalsium

3.61 2.76

3.22 1.41

Natrium Kalsium

0.45 1.52

19

21

Lampiran 7 Uji DPPH pada zeolit alam

(a) Zeolit alam sebelum pilarisasi TiO2

Perlakuan aktivasi Absorbans Aktivitas antioksidan (%) Pemanasan Suhu (oC)

Persen aktivasi antioksidan zeolit teraktivasi suhu 100 oC Aktivitas penangkapan radikal (%) = ×100%

A (b) Zeolit alam setelah pilarisasi TiO2

Perlakuan aktivasi Absorbans Aktivitas antioksidan (%) Pemanasan Suhu (o_C)

Persen aktivasi antioksidan zeolit teraktivasi suhu 100 o_C

Aktivitas penangkapan radikal (%) = ×100%

22

Lampiran 8 Spektrum SEM-EDX setelah terpilar TiO2

Zeolit terpilar-TiO2 (suhu 400 oC) Zeolit terpilar-TiO2 (asam 2.0 M)

Unsur Hasil analisis Unsur Hasil analisis

% Bobot % Atom % Bobot % Atom

Oksigen 50.65 70.94 Oksigen 56.29 71.98

Silika 14.05 11.21 Silika 19.10 13.91

Aluminium 3.08 2.56 Aluminium 7.33 5.56

Besi 1.09 0.44 Besi 1.11 0.41

Titanium 29.53 13.82 Titanium 10.15 4.34

Magnesium 0.28 0.25 Magnesium 0.09 0.07

Kalium 0.85 0.48 Kalium 2.82 1.47

Natrium

23

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 24 Mei 1989 sebagai anak tunggal dari Bapak H Sunarjo dan Ibu Hj Yatini.

Penulis lulus dari SMA Islam Panglima Besar Jenderal Soedirman Jakarta Timur pada tahun 2007 dan pada tahun yang sama diterima pada Program Keahlian Analisis Kimia, Direktorat Diploma, Institut Pertanian Bogor (IPB).