Proposal ini berjudul “Sintesis Nanopartikel Silika Mesopori dari Sekam Padi untuk Adsorpsi Metilen Biru Menggunakan Metode Sol-Gel”. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan nanopartikel silika mesopori dari sekam padi sebagai adsorben yang efektif untuk menangkap zat warna metilen biru. Oleh karena itu, silika mesopori dapat disintesis sebagai bahan alternatif dari bahan yang murah seperti sekam padi.
Silika mesopori yang diperoleh dari sekam padi memiliki pori-pori yang jelas dan luas permukaan yang besar. Nanopartikel silika mesopori merupakan adsorben yang dapat digunakan untuk menurunkan kadar metilen biru dalam air. Salah satu sumber bahan yang dapat digunakan untuk membuat nanopartikel silika mesopori adalah sekam padi.
Sekam padi merupakan limbah pertanian yang melimpah di Indonesia, sehingga potensi sekam padi sebagai bahan baku nanopartikel silika mesopori sangat besar. Metode sol-gel merupakan salah satu metode yang dapat diterapkan untuk menghasilkan nanopartikel silika mesopori dari sekam padi.
Rumusan Masalah
Perbandingan kinerja silika mesopori yang diperoleh dari sekam padi dengan silika mesopori yang diperoleh dari bahan lain seperti serabut kelapa atau cangkang telur.
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Namun sekam padi telah terbukti juga dapat digunakan sebagai sumber silika untuk produksi nanopartikel silika mesopori. Kandungan silika sekam padi terdapat pada komponen daun dan batang dengan rata-rata kandungan sekitar 68,63% menurut hasil analisis kimia. Silika dalam sekam padi bersifat amorf, artinya tidak memiliki struktur kristal biasa.
Silika dalam sekam padi dapat diisolasi menggunakan sistem yang berbeda, seperti sistem kimia, fisik, atau biologi. Isolasi silika dari sekam padi juga dapat dilakukan dengan metode fermentasi menggunakan bakteri penghasil silika [ CITATION IRB21 \l 1033. Hasil isolasi silika dari sekam padi berupa silika gel yang dapat digunakan sebagai bahan baku untuk membuat nanopartikel silika mesopori.
Silika
Metode Sol-gel
Metode sol-gel merupakan metode yang efektif untuk menghasilkan material komposit dengan komposisi yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan. Metode sol-gel juga dapat digunakan untuk menghasilkan material komposit dengan sifat fotokatalitik yang baik. Mereka menggunakan titanium dioksida sebagai bahan utama dalam proses pembuatan material komposit dengan metode sol-gel, dan hasilnya menunjukkan bahwa material komposit yang dihasilkan mempunyai sifat fotokatalitik yang baik ([CITATION Lee17 \l 1033.
Metode sol-gel juga dapat digunakan untuk menghasilkan material komposit dengan sifat kemagnetan yang baik. Pada proses pembuatan material komposit dengan metode sol-gel, bahan utama yang digunakan yaitu ferit dan titanium, dan hasilnya menunjukkan bahwa material komposit yang diperoleh mempunyai sifat kemagnetan yang baik [ CITATION Sud14 \l 1033. Proses sol-gel adalah proses sintetik yang digunakan untuk membuat bahan kristal atau polimer dengan menggunakan bahan dasar berupa larutan atau suspensi yang disebut “garam”.
Metode sol-gel memiliki beberapa keunggulan dibandingkan metode sintetik lainnya, pertama, metode ini dapat menghasilkan nanopartikel silika mesopori dengan ukuran lebih kecil dan homogen dibandingkan metode lainnya. Kedua, metode sol-gel memiliki kemampuan untuk mengontrol struktur dan sifat fisik dan kimia nanopartikel silika mesopori. Pada langkah ini, bahan kimia yang diinginkan dicampur dengan pelarut yang sesuai untuk membentuk larutan atau suspensi yang disebut “sol”.
Metode sol-gel merupakan salah satu metode sintesis kimia yang dapat diterapkan untuk membuat nanopartikel silika mesopori. Metode sol-gel adalah suatu metode dimana senyawa kimia ditambahkan ke dalam suatu larutan untuk membentuk gel. Selain itu, metode sol-gel juga dapat diterapkan untuk menghasilkan nanopartikel silika mesopori dari bahan alami seperti sekam padi.
Bahan alami seperti sekam padi mempunyai kandungan silika yang tinggi, sehingga dapat diubah menjadi nanopartikel silika mesopori dengan menggunakan metode sol-gel. Dengan demikian, metode sol-gel merupakan cara yang efektif untuk menghasilkan nanopartikel silika mesopori dari sekam padi untuk metilen biru. adsorpsi.
Adsorbsi
Adsorpsi adalah suatu proses dimana molekul atau atom suatu benda padat atau cair dapat menempel pada permukaan suatu bahan. Adsorpsi kimia merupakan proses adsorpsi yang menggunakan kekuatan kimia seperti ikatan hidrogen, ikatan Van der Waals, dan ikatan elektrostatis untuk mengikat bahan kimia pada permukaan adsorben. Adsorpsi kimia terjadi ketika molekul suatu zat bertindak sebagai adsorbat dan berikatan dengan permukaan adsorben melalui ikatan kimia.
Adsorpsi fisika merupakan penerapan adsorpsi yang menggabungkan gaya kimia dan gaya luar untuk mengikat zat kimia pada permukaan adsorben. Adsorpsi fisik adalah proses pengikatan molekul suatu zat ke permukaan adsorben melalui ikatan fisik, seperti gaya Van der Waals atau gaya kohesif. Reaksi yang terjadi pada adsorpsi fisik adalah menempelnya molekul adsorbat pada permukaan adsorben melalui ikatan fisik.
Misalnya pada adsorpsi fisik air pada silika gel, molekul air akan menempel pada permukaan silika gel melalui gaya Van der Waals yang terjadi antara molekul air dengan molekul silika gel. Setelah menempel pada permukaan silika gel, molekul air disebut adsorbat yang teradsorpsi [CITATION KKK05 \l 1033. Adsorpsi karbon aktif merupakan sistem adsorpsi yang menggunakan karbon aktif sebagai adsorben untuk mengikat bahan kimia pada permukaan karbon aktif.
Adsorpsi penukar ion merupakan sistem adsorpsi yang menggunakan partikel kationik atau anionik sebagai adsorben untuk mengikat ion kationik atau anionik pada permukaan partikel. Adsorpsi dengan zeolit merupakan suatu sistem adsorpsi yang menggunakan zeolit sebagai adsorben untuk mengikat bahan kimia pada permukaan zeolit [ CITATION Sut22 \l 1033. Adsorpsi dengan nanopartikel merupakan sistem adsorpsi yang menggunakan nanopartikel sebagai adsorben untuk mengikat bahan kimia pada permukaannya. juga merupakan metode adsorpsi spesifik dan non-spesifik.
Metode adsorpsi spesifik merupakan metode adsorpsi yang hanya dapat mengikat bahan kimia tertentu, sedangkan metode adsorpsi non spesifik merupakan metode adsorpsi yang dapat mengikat berbagai jenis zat kimia.
Metilen Blue
Bentuk metilen biru intravena disetujui FDA untuk pengobatan pasien anak-anak dan dewasa dengan methemoglobinemia didapat. Di masa lalu, obat ini banyak digunakan di Afrika untuk mengobati malaria, namun kini menghilang seiring dengan masuknya klorokuin (CQ) dan obat-obatan lain ke pasaran. Ini menghambat GUVANILLATE CYCLASE dan digunakan untuk mengobati keracunan sianida dan menurunkan kadar METHEMOGLOBIN[ CITATION Nat22 \l 1033.
Methylene blue memiliki beberapa kegunaan dalam berbagai bidang, antara lain sebagai pewarna pada industri tekstil, industri makanan, dan industri farmasi. Selain itu, metilen biru juga dapat digunakan sebagai pewarna dalam pemeriksaan mikroskopis untuk menunjukkan jumlah sel darah putih dan sel darah merah dalam suatu sampel. Methylene blue juga mempunyai sifat antiseptik dan dapat digunakan sebagai obat antijamur pada ikan dan hewan air lainnya.
Dalam bidang medis, methylene blue juga dapat digunakan sebagai obat untuk mengatasi infeksi saluran kemih dan kandung kemih. Methylene blue memiliki sifat stabil dan tidak mudah terdegradasi sehingga aman digunakan dalam berbagai aplikasi. Namun metilen biru juga dapat menyebabkan iritasi pada kulit dan mata sehingga harus ditangani dan digunakan dengan hati-hati.
Karaterisasi Nanopartikel Silika Mesopori 1. XRD
FTIR
FTIR (Fourier Transform Inframerah Spektroskopi) adalah teknik analisis spektrum inframerah yang digunakan untuk menganalisis sifat kimia suatu bahan. Teknik ini juga dapat digunakan untuk menganalisis zat yang mungkin tidak dapat dianalisis dengan teknik analisis kimia tradisional. Teknik ini mampu menganalisis suatu zat meskipun dalam konsentrasi yang sangat rendah, sehingga dapat digunakan untuk analisis kuantitatif.
Teknik ini juga dapat digunakan untuk mengidentifikasi zat-zat dalam campuran seperti minyak dan makanan [ CITATION McB12 \l 1033. Dalam bidang biologi, SEM digunakan untuk mengamati struktur sel, bakteri dan virus dengan resolusi tinggi. Dalam bidang kimia, SEM digunakan untuk mengetahui komposisi kimia suatu sampel dengan menganalisis sinyal yang terdeteksi oleh detektor.
Brunauer-Emmett-Teller (BET) adalah teori yang digunakan untuk menganalisis luas permukaan dan distribusi ukuran pori suatu material. Analisis termogravimetri (TGA) adalah metode analisis termal yang digunakan untuk mengukur perubahan massa suatu material selama perubahan suhu. Metode ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi komposisi kimia suatu bahan, mengukur stabilitas termal suatu bahan, dan mengukur perubahan komponen suatu bahan selama proses termal [CITATION AAK18 \l 1033.
TGA dapat digunakan untuk mengukur berbagai macam bahan, seperti polimer, katalis, padatan kimia, dan campuran bahan. Metode ini juga dapat digunakan untuk mengukur stabilitas termal suatu bahan, mengidentifikasi senyawa yang mudah menguap, dan mengukur kelarutan suatu bahan dalam pelarut. Selain itu, TGA juga dapat digunakan untuk mengukur berbagai macam material, termasuk polimer, katalis, dan campuran material.
Namun metode ini mempunyai beberapa kelemahan, antara lain tidak dapat digunakan untuk mengukur bahan yang mudah terbakar dan juga tidak dapat mengukur bahan yang tidak stabil secara termal [ CITATION SKa19 \l 1033.
Variabel Penelitian
Sedangkan karakterisasi nanopartikel silika mesopori dilakukan di Laboratorium Instrumentasi Fakultas MIPA Universitas Negeri Padang.
Alat dan Bahan
Preparasi Silika
Preparasi Nanopartikel Silika Mesopori (MSN)
Karakterisasi Bahan
Adsorbsi
34;X-ray diffraction (XRD) analysis of some Pakistani herbs and their identification." Pakistan Journal of Pharmaceutical Sciences. 34;Brunauer-Emmett-Teller (BET) analysis of the surface area and pore size distribution of graphene oxide." Material letters 172-175. 34;Mesoporous Silica Derived from Municipal Waste Incinerator (MSWI) Fly Ash: Synthesis, Characterization, and Use as a Support for Au(III) Recovery." Materials 14.
34;Adsorption of Copper (II) and Nickel (II) Ions on Modified Rice Husk: Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic Studies." materials 15. 34;STUDY OF ADSORPTION OF METHYLENE BLUE ON MESOPOROUS SILICA SYNTHESIZED FROM RICE HULK ." Dutse Journal of Pure and Applied Sciences.
34;Thermal and mechanical properties of silica (SiO2) thin films." International Journal of Materials Science and Engineering. 34;Sol-gel processing for the synthesis of inorganic-organic hybrid materials." Journal of Materials Science. 34;Synthesis and characterization of improved silica nanoparticles (SiO2) prepared from rice husk ash immobilized from 3-(chloropropyl)triethoxysilane." Materials Today: Proceedings 42: 2464-.
34; Ordered mesoporous silica prepared in different solvent conditions: application for Cu(II) and Pb(II) adsorption." gels 8. 34; Synthesis of mesoporous SiO2 from rice husks for removal of organic dyes in aqueous solution.". 34; A survey of the Brunauer-Emmett-Teller (BET) theory and its applications." Journal of Chemical Engineering 160-169.
34;Brunauer-Emmett-Teller (BET) analysis of surface area and pore size distribution of mesoporous silica nanoparticles.".
