BAB I
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Limbah kaca merupakan salah satu limbah anorganik yang terdapat melimpah dengan jumlah mencapai 0,7 juta ton di Indonesia per tahun dan sebagian besar berasal dari botol, peralatan dapur dan bahan bangunan (Ministry of Environment, 2008). Bahan kaca merupakan salah satu material padat yang banyak dimanfaatkan dalam kehidupan manusia. Namun sisa kaca yang tidak terpakai akan menimbulkan penumpukan limbah kaca. Limbah kaca biasanya hanya dimanfaatkan sebagai bahan baku perabotan hias. Dalam bidang riset, limbah kaca dapat dimanfaatkan sebagai salah satu bahan baku alternatif dalam pembuatan silika gel karena memiliki kandungan silika (SiO2) yang cukup tinggi,
yaitu 71 – 81% (Jin dkk, 2000).
Senyawa utama yang terkandung dalam limbah kaca adalah silikon dioksida (SiO2) dengan kadar lebih dari 70% dari total campuran senyawanya
(Colemandkk, 2013). Tingginya kandungan SiO2 dalam limbah kaca dapat
dimanfaatkan dan diolah menjadi silika gel melalui pembentukkan natrium silikat yang dihasilkan dari reaksi antara SiO2 di dalam limbah kaca dengan natrium
hidroksida (Mori, 2003). Larutan natrium silikat yang dihasilkan dapat direaksikan dengan suatu asam hingga membentuk asam silikat yang akan terpolimerisasi menjadi silika gel (Affandi dkk, 2009)
Silika dapat diperoleh dari berbagai bahan baku seperti pasir kuarsa, granit, dan fledsfar namun mineral ini memiliki kadar logam pengotor yang besar sehingga sangat sulit untuk memperoleh silika murni (Luh, 1991). Silika (SiO2)
merupakan salah satu bahan yang sangat penting dalam industri, baik anorganik maupun organologam seperti bahan pengisi (filler), bahan pembuatan keramikdan pembuatan gelas. Kualitas bahan yang dihasilkan ini akan meningkat berdasarkan ukuran diameter dan pori silika (Della, 2002).
Silika dihasilkan melalui penggumpalan sol natrium silikat (Na2SiO3). Sol
mirip agar-agar ini dapat didehidrasi sehingga berubah menjadi padatan atau butiran mirip kaca yang bersifat tidak elastis. (Punkels, 2008).
2
Silika dapat dimanfaatkan sesuai dengan sifat dan karaketrisasinya. Hal ini berhubungan dengan kemurnian, luas permukaan, dan ukuran pori dari silika. Untuk meningkatkan kualitas dari silika maka ukuran partikel yang seragam sangat sering diperhatikan baik dalam bidang sains maupun dalam aplikasi industri, seperti katalis,farmasi, kosmetik,dan makanan (Nabeshi dkk,2011). Sedangkan silika dengan ukuran mesopori kebanyakan digunakan sebagai adsorben, selain itu juga dapat digunakan sebagai penyokong katalis (Pahlepi, R, 2013).
Beberapa penelitian tentang silika telah banyak dilakukan, diantaranya (Madrid, dkk 2012) telah melakukan penelitian mengenai karakterisasi silika dari limbah sekam padi dengan menggunakan kalsinasi pada suhu 5400C selama 2 jam sehingga diperoleh penurunan kontaminan mencapai 90% dan silika yang diperoleh dari sekam padi bersifat amorf.
Proses sintesis silika mesopori telah dilakukan menggunakan natrium silikat dari abu tanaman tebu dengan menggunakan polietilen glikol. Sehingga dihasilkan ruang pada silika setelah dilakukan kalsinasi pada suhu 600oC yang berukuran mesopori (Rahman, 2015).
Proses sintesis silika mesopori telah dilakukan dengan menggunakan metode kalsinasi dari sekam padi sehingga dihasilkan silika yang berukuran mesopori setelah dilakukan kalsinasi pada suhu 9000C (Mars, 2015)
Dari uraian diatas, peneliti tertarik melakukan penelitian mengenai silika mesopori dengan menggunakan metode kalsinasi pada suhu 9000C dengan menggunakan sampel limbah kaca botol bening. Untuk mendapatkan natrium silikat, sebelum proses kalsinasi dilakukan serbuk kaca ditambahkan dengan natrium hidroksida pellet. Kemudian padatan natrium silikat yang diperolehakan ditambahkan dengan aquades. Larutan natrium silikat yang terbentuk ditambahkan asam klorida hingga pH mencapai 7 sehingga terbentuk hidrogel yang dengan mudah dapat dipisahkan dengan sentrifugasi, kemudian dikeringkan dalam oven hingga terbentuk silika kering.
3
1.2Permasalahan
1. Bagaimana pengaruh suhu kalsinasi terhadap silika yang diperoleh dari limbah kaca.
2. Bagaimana ukuran poridan luas permukaan silika yang diperoleh dari limbah kaca pada pemanasan 9000C.
1.3Tujuan Penelitian
1. Untuk memperoleh silika mesopori dari limbah kaca bening.
2. Untuk mengetahui karakterisasi silika mesopori yangdiperoleh dari limbah kaca bening.
1.4Manfaat Penelitian
Penelitian mengenai silika dari limbah kaca ini diharapkan dapat meningkatkan nilai tambah terhadap silika darilimbah kaca serta menambah wawasan ilmu pengetahuan.
1.5Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Anorganik FMIPA USU Medan. Analisa XRD dan BET dilakukan di Laboratorium Kimia Universitas Negeri Yogyakarta. Analisa FT-IR dilakukan di Politeknik Kimia Industri (PTKI) Medan. Analisa SEM dilakukan di Universitas Negeri Medan (UNIMED).
1.6Metodologi Penelitian
Limbah kaca yang digunakan terlebih dahulu dicuci dengan air bersih untuk menghilangkan pengotor yang menempel pada permukaan kaca. Limbah kaca kemudian dihaluskan dan diayak dengan ayakan ukuran ≤150 mesh. Kemudian diambil serbuk kaca dan ditambahkan NaOH pellet lalu dikalsinasi pada 9000C selama 6 jam. Serbuk kaca hasil pemanasan ditambahkan dengan aquades kemudian disaring. Filtrat penyaringan ditambahkan HCl 1 N hingga pH=7 lalu didiamkan selama 18 jam. Endapan yang terbentuk dicuci beberapa kali dengan menggunakan aquades lalu dikeringkan pada suhu 1200C selama 2 jam. Silika yang terbentuk digerus hingga menjadi serbuk silika. Kemudian serbuk
4
silika dikalsinasi kembali pada suhu 9000C. Hasilnya dikarakterisasi dengan menggunakan analisa FT-IR, XRD, BET dan SEM.
