Embed Size (px)
Citation preview
i
LAPORAN KEMAJUAN
PENELITIAN UNGGULAN
DANA ITS 2020
SINTESIS NANO PARTIKEL KOMPOSIT
ZIF-8@KITOSAN UNTUK ADSORBEN METILEN BIRU DALAM AIR
Tim Peneliti :
Ketua: Ratna Ediati, M.S., Ph.D. (Kimia/FSAD/ITS))
Anggota 1: Prof. Dr. Didik Prasetyoko, S.Si., M.Sc. (Kimia/FSAD/ITS)
Anggota 2: Drs. Eko Santoso, M.Si. (Kimia/FSAD/ITS)
Anggota 3: Juwari, ST., M.Eng, Ph.D. (Teknik Kimia/FTIRS/ITS)
DIREKTORAT RISET DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2020
Sesuai Surat Perjanjian Pelaksanaan Penelitian No: 824/PKS/ITS/2020
i
Daftar Isi
Daftar Isi ............................................................................................................................................ i
Daftar Tabel ...................................................................................................................................... ii
Daftar Gambar ................................................................................................................................. iii
Daftar Lampiran ............................................................................................................................... iv
BAB I RINGKASAN ....................................................................................................................... 1
BAB II HASIL PENELITIAN.......................................................................................................... 2
2.1 Sintesis komposit nanopartikel ZIF-8/kitosan ......................................................................... 2
2.2 Karakterisasi ............................................................................................................................ 4
2.2.1 Analisa Difraksi Sinar-X .................................................................................................. 4
2.2.2 Analisa Termografimetrik ................................................................................................ 5
2.2.3 Analisa FTIR .................................................................................................................... 7
2.2.4 Karakterisasi dengan SEM-EDX ..................................................................................... 7
2.2.5 Uji Adsorpsi-Desorpsi Gas N2 ......................................................................................... 9
2.3 Kinerja Material .................................................................................................................... 12
2.3.1 Pengaruh konsentrasi ZIF-8 ........................................................................................... 12
2.3.2 Pengaruh konsentrasi MB .............................................................................................. 14
2.3.3 Pengaruh suhu adsorpsi .................................................................................................. 15
BAB III STATUS LUARAN.......................................................................................................... 18
BAB IV KENDALA PELAKSANAAN PENELITIAN ................................................................ 19
BAB V RENCANA TAHAPAN SELANJUTNYA....................................................................... 20
BAB VI DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................................... 21
BAB VII LAMPIRAN .................................................................................................................... 26
LAMPIRAN 1 Tabel Daftar Luaran ............................................................................................... 29
ii
Daftar Tabel
Tabel 2. 2 Notasi material hasil sintesis ........................................................................................... 2
Tabel 2. 3 Massa material hasil sintesis ........................................................................................... 4
Tabel 2. 4 Perbandingan persentase berat (% berat) unsur unsur penyusun ZIF-8 dan ZIF-8/C120
hasil sintesis .................................................................................................................. 9
Tabel 2. 5 Hasil analisis fisisorpsi gas nitrogen sampel karbon nanopartikel ZIF-8 dan komposit
ZIF-8/kitosan untuk suhu karbonisasi 900 oC. ............................................................ 10
Tabel 2. 6 Parameter data kinetik terhadap variasi suhu ................................................................ 15
iii
Daftar Gambar
Gambar 2.1 Larutan Sintesis ZIF-8 dengan penambahan kitosan A) Sebelum Hidrotermal, B)
Sesudah Hidrotermal ................................................................................................... 3
Gambar 2.2 Padatan kristal ZIF-8, C30/ZIF-8, C60/ZIF-8, ZIF-8/C120 dan ZIF-8/C300 setelah
pengeringan ................................................................................................................. 3
Gambar 2.3 Difraktrogram sampel kitosan, ZIF-8, dan komposit ZIF-8/kitosan ........................... 5
Gambar 2.4 Termogram analisis TGA dari kitosan, ZIF-8, komposit ZIF8/KT30, ZIF8/KT60, dan
ZIF8/KT120. ................................................................................................................ 6
Gambar 2.5 Spektra FTIR dari kitosan, ZIF-8 dan komposit ZIF-8/Kitosan yang dibuat secara in
situ dengan kandungan kitosan 30%, 60%, dan 120% dari massa ZIF-8, yang
disimbolkan sebagai ZIF8/KT30, ZIF8/KT60, dan ZIF8/KT120. .............................. 7
Gambar 2.6 SEM Kristal ZIF-8 ....................................................................................................... 8
Gambar 2.7 SEM Kristal ZIF-8/C120 ............................................................................................. 8
Gambar 2.8 Adsorpsi-desorpsi N2 (A) dan distribusi pori BJH (B) hasil karbonisasi pada 900 C
dari ZIF-8 murni (CZIF8-900) dan komposit ZIF-8/kitosan kadar kitosan 120% massa
ZIF-8 (CZIF8/KT120-900). ....................................................................................... 11
Gambar 2.9 Adsorpsi-desorpsi N2 (A) dan distribusi pori BJH (B) hasil karbonisasi pada 900 oC
komposit ZIF-8/kitosan kadar kitosan 30% dari massa ZIF-8 (CZIF8/KT30-900) dan
kadar kitosan 60% dari massa ZIF-8 (CZIF8/KT60-900). ........................................ 12
Gambar 2.10 Pengaruh jumlah adsorben terhadap kapasitas adsorpsi MB terhadap ZIF-8 (AA) dan
ZIF-8 (DMF). Adsorpsi dilakukan dalam 10 mL larutan MB pada 10 mg / L selama
30 menit dan pada suhu 30 C. .................................................................................... 13
Gambar 2.11 Diraktogram XRD ZIF-8 setelah adsorpsi MB ......................................................... 14
Gambar 2.12 (A) Plot orde satu semua dan (B) Plot orde dua semu terhadap variasi konsentrasi. 15
Gambar 2.13 (A) Plot orde satu semua dan (B) Plot orde dua semu terhadap variasi suhu ........... 15
Gambar 2.14 Plot Arrhenius adsorpsi MB ...................................................................................... 16
iv
Daftar Lampiran
Lampiran 1 Bukti accepted jurnal Microporous Mesoporous Materials ........................................ 26
Lampiran 2 Bukti sertifikat seminar ISST 2020 ............................................................................. 27
Lampiran 3 Draf paper sintesis komposit ZIF-8@kitosan .............................................................. 28
1
BAB I RINGKASAN
Metilen Biru (MB) merupakan salah satu zat warna yang banyak digunakan dalam industri dan
merupakan polutan perairan yang memiliki dampak yang sangat serius terhadap kesehatan manusia,
seperti gangguan terhadap kulit, mata, liver, pencernaan, dan gangguan mental. Oleh karena itu, air
buangan industri harus diolah hingga terbebas dari MB sebelum dibuang ke perairan bebas. Salah
satu cara penghilangan MB dari air yang dianggap paling sederhana, murah, efektif, serta tidak
menimbulkan polutan samping adalah metoda adsorpsi. Material berpori merupakan kelompok
material adsorben yang sangat potensial untuk memenuhi kebutuhan adsorpsi untuk menghilangkan
MB dari air. Zeolitic Imidazolate Frameworks (ZIF) merupakan material berpori jenis MOF (metal
organic framework) yang sangat potensial sebagai adsorben zat warna. Feng dkk. (2016) telah
meneliti kemampuan ZIF-8 untuk mengadsorpsi metil biru (BUKAN metilen biru) [1]. ZIF-8 dapat
disintesis secara solvotermal dalam pelarut organik atau hidrotermal dalam pelarut air [2]. Wang
dkk. (2019) juga telah berhasil mensintesis nanokomposit hybrid ZIF-8@kitosan dalam pelarut
methanol dan mengaplikasinyanya sebagai adsorben zat warna Congo Red [3]. Pada penelitian
pada tahun pertama akan disintesis komposit ZIF-8/Kitosan dengan cara baru, yaitu
impregnasi dan in situ dengan adanya tetraetilamin (TEA) sebagai adsorben baru yang
handal untuk adsorben metilen biru (MB) dalam air. Dalam metoda impregnasi, pembuatan
komposit ZIF-8/Kitosan dilakukan melalui dua tahap, yaitu tahap sintesis ZIF-8 dan tahap
impregnasi ZIF-8 hasil sintesisi dengan kitosan. Dalam metoda in situ, pembuatan komposit ZIF-
8/Kitosan dilakukan dengan satu tahap (one pot synthesis), yakni ZIF-8 disintesis secara langsung
dalam larutan kitosan dengan adanya TEA. Pada penelitian pada tahun kedua komposit ZIF-
8/Kitosan akan dikarbonasi untuk menghasilkan karbon karbon nanopori yang kaya dengan
sisi aktif atom Zn dan atom N untuk peningkatan kinerja komposit sebagai adsorben metilen
biru (MB) dalam air. Kinetika serta termodinamika adsorpsi akan dibahas dalam penelitian ini.
Berdasarkan pada penelitian yang terbaru di atas, tentang pemisahan zat warna secara umum dan
metilen biru secara khusus, serta tentang pencarian material adsorben baru, Hasil penelitian terkait
pengaruh asam asetat pada proses sintesis ZIF-8 telah berhasil dipublikasikan dalam jurnal
Microporous Mesoporous Material (Q1). Selain itu, hasil penelitian juga telah diseminarkan pada
International Seminar on Science and Technology 2020 (ISST). Selanjutnya hasil penelian
terkait sintesis komposit ZIF-8@Kitosan akan ditulis sebagai draf pada Jurnal Materials Today
Chemisty (Q1).
2
Ringkasan penelitian berisi latar belakang penelitian,tujuan dan tahapan metode
penelitian, luaran yang ditargetkan, kata kunci
BAB II HASIL PENELITIAN
2.1 Sintesis komposit nanopartikel ZIF-8/kitosan
Sintesis komposit nanopartikel ZIF-8/kitosan dilakukan secara in situ, dengan
mencampurkan 2 jenis larutan. Larutan pertama dibuat dengan melarutkan 1.7848 g (0.007 mol)
Zn(NO3)2.4H2O (98%, Merck) ke dalam 21.0 g larutan asam asetat (≥99%, Merck) 0.33 M yang
mengandung kitosan (Food Grade, LIPI Yogyakarta) sebanyak 0,5 g, 1,0 g, dan 2,0 g, untuk
membuat komposit dengan kandungan kitosan 30% (ZIF8/KT30), 60% (ZIF8/KT60), dan 120%
(ZIF8/KT120). Larutan kedua dibuat dengan melarutkan 4.4916 g (0.055 mol) 2-methylimidazole
(99%, Merck) dan 7.8 mL trietilamin (≥99%, Merck) ke dalam 15.0 ml akua DM. Campuran kedua
larutan diaduk pada suhu kamar selama satu jam, kemudian dibiarkan pada suhu kamar selama 24
jam. Padatan yang dihasilkan dicuci dan didekantasi dengan 30 mL akua DM sebanyak tiga kali.
Selanjutkan, padatan dicuci dengan 30 mL metanol sebanyak dua kali, kemudian dikeringkan dalam
oven pada suhu 50 oC selama 18 jam.
Pada penelitian ini, sintesis Insitu ZIF-8/Kitosan dengan variasi penambahan kitosan
dinotasikan pada Tabel 2.1. Sintesis in-situ ZIF-8/Kitosan diawali dengan pelarutan precursor
Zn(NO3)2.4H2O, variasi penambahan kitosan sebanyak 0,5; 1; 2 dan 5 g dalam asam asetat (larutan
A), serta metilimidazol dan TEA dalam air (larutan B) pada tempat terpisah.
Tabel 2. 1 Notasi material hasil sintesis
Material
Notasi
ZIF-8 ZIF-8
Kitosan (0,5 g)/ZIF-8 C30/ZIF-8
Kitosan (1 g)/ZIF-8 C60/ZIF-8
Kitosan (2 g)/ZIF-8 ZIF-8/C120
Kitosan (5 g)/ZIF-8 ZIF-8/C300
Larutan A dan B masing - masing diaduk menggunakan magnetic stirrer selama 15 menit.
Setelah larut, diteteskan campuran B ke dalam campuran A sambil diaduk dan di stirrer selama 1
3
jam, kedua larutan berubah menjadi warna putih susu sedikit kekuningan yang ditunjukkan pada
Gambar 2.1. Hal ini mengindikasikan gugus amino pada kitosan terdeprotonasi [4].
(a) (b)
Gambar 2. 1 Larutan Sintesis ZIF-8 dengan penambahan kitosan A) Sebelum Hidrotermal, B)
Sesudah Hidrotermal
Campuran reaksi didiamkan 24 jam untuk berlangsungnya pertumbuhan kristal yang
ditandai dengan terbentuknya dua lapisan, lapisan bawah berupa endapan putih sedikit kekuningan
sedangkan lapisan atas berupa cairan jernih tidak berwarna. Endapan putih sedikit kekuningan
dicuci dengan AquaDM 3 kali dan metanol 2 kali untuk menghilangkan sisa Asam Asetat dan TEA
yang berada didalam kerangka kristal ZIF-8. Setelah itu, material yang didapatkan dipisahkan dari
filtratnya dan dikeringkan dalam oven pada suhu 50˚C selama 18 jam. Material ZIF-8/Kitosan yang
dihasilkan dengan semakin banyak penambahan kitosan maka padatan yang dihasilkan awalnya
putih sedikit kuning menjadi semakin kuning yang ditunjukkan pada Gambar 2.2.
Gambar 2. 2 Padatan kristal ZIF-8, C30/ZIF-8, C60/ZIF-8, ZIF-8/C120 dan ZIF-8/C300 setelah
pengeringan
Padatan hasil sintesis ditimbang dengan neraca analitik dan hasilnya ditampilkan pada
Tabel 2.2. Pada Tabel tersebut menunukkan bahwa material ZIF-8/C300 memiliki massa kristal
paling banyak, yang mengindikasikan bahwa semakin banyak massa kitosan yang ditambahkan
4
dapat mengganggu proses nukleasi dan pertumbuhan kristal. Selain itu, struktur kitosan yang
bersifat amorf juga dapat mengganggu pertumbuhan kristal.
Tabel 2. 2 Massa material hasil sintesis
No.
Sampel
Massa (g)
1. ZIF-8 1,6104
2. C30/ZIF-8 2,2535
3. C60/ZIF-8 2,5170
3. ZIF-8/C120 3,4788
4. ZIF-8/C300 5,8072
2.2 Karakterisasi
Semua sampel padatan dikarakterisasi difraksi sinar-X menggunakan peralatan Phillips
XPert MPD Diffractometer pada suhu kamar dengan radiasi Cu Kα (λ=1,5405 Å) sebagai berkas
monokromatik yang dihasilkan pada 40 kV dan 40 mA. Pola difraksi direkam pada rentang 2θ
antara 5 – 50o dengan laju sapuan 1.2 o/menit. Sampel kitosan, ZIF-8, semua sampel komposit hasil
sintesis dikarakterisasi dengan TGA (Mettler Thermogravimetric Analyzer) dari temperatur 25 oC
hingga 1000 oC dengan laju 10 oC/menit, menggunakan atmoster gas nitrogen dengan laju alir 20
mL/menit. Untuk keperluan pembahasan hasil adsorpsi, hanya beberapa sampel dikarakterisasi
menggunanan peralatan JEOL FE-SEM FEI Inspect S50. Spektra inframerah sampel direkam
menggunakan Shimadzu Fourier Transform Infrared (FTIR), dengan resolusi spektra 2 cm-1,
sapuan 10 detik, pada temperature 20 oC dengan metoda pelet KBr. Spektra direkam pada daerah
4000 – 400 cm–1. Sebagian padatan juga dikarakterisasi dengan adsorpsi-desorpsi gas nitrogen
menggunakan instrumen Quantachrome pada suhu 77 K. Sebelum uji adsorpsi-desorpsi nitrogen,
padatan akan dibebaskan dari gas dengan vakum pada 250 oC selama 4 jam. Dari data adsorpsi-
desorpsi nitrogen dianalisa luas permukaan padatan dengan metoda Brunauer-Emmett-Teller (BET)
pada nilai P/Po rentang 0,01 – 0,15. Distribusi ukuran pori akan dihitung dengan metoda Barrett-
Joyner-Halenda (BJH). Sedangkan volume adsorpsi nitrogen pada tekanan relatif (P/Po) 0,99
digunakan untuk menghitung volume total pori.
2.2.1 Analisa Difraksi Sinar-X
Hasil analisa difraksi sinar-X dari sampel kitosan, ZIF-8, dan komposit ZIF-8/kitosan
ditunjukkan pada Gambar 2.3. Puncak difraktogram karakteristik kitosan sebagai polimer semi-
5
kristalin tampak pada puncak (020) di 2θ=11o dan puncak (110) di 2θ=20o [5][6]. Puncak
difraktogram karakterisik ZIF-8 tampak muncul pada difraktogram semua komposisi dari komposit
ZIF-8/kitosan, yaitu puncak 2θ= 7,30o, 10,36o, 12,68o, 16,40o, dan 17,98o [7][2]. Hal ini
menunjukkan bahwa ZIF-8 telah berhasil dsintesis secara in situ dalam semua sampel komposit.
Tampak terjadi perubahan intensitas puncak karakterisitik ZIF-8 yang disintesis secara in situ dalam
komposit. Hal ini menunjukkan ada peningkatan kristalinitas ZIF-8 yang disintesis dalam komposit.
Berdasarkan rasio nilai intesitas puncak 2θ=7,30o menggunakan Persamaan (3.2) dapat diketahui
bahwa kristalinitas ZIF-8 dalam komposit ZIF8/KT30, ZIF8/KT60, dan ZIF8/KT120 adalah
105,70%, 83,92%, dan 64,83% dari kristalinitas ZIF-8 yang disintesis dalam larutan asam asetat.
Keberadaan kitosan yang menyatu dalam material komposit tampak pada kemunculan puncak (110)
di 2θ = 20o pada semua komposisi sampel komposit.
Gambar 2. 3 Difraktrogram sampel kitosan, ZIF-8, dan komposit ZIF-8/kitosan
2.2.2 Analisa Termografimetrik
Gambar 2.4 menampilan termogram analisis TGA dari sampel kitosan, ZIF-8, komposit
ZIF8/KT30, ZIF8/KT60, dan ZIF8/KT120. Kitosan mengalami pengurangan massa pada tiga tahap.
Tahap pertama, pada rentang temperatur 25 – 110 oC kehilangan sekitar 14 %-massa terkait dengan
pelepasan molekul air yang terikat secara fisik dan melalui ikatan hidrogen [8][9]. Tahap kedua,
6
pada rentang 110 – 300 oC kehilangan sekitar 44 %-massa terkait dengan deasetilasi dan
depolimerisasi yang melibatkan pemutusan ikatan glikosidik [8][10]. Tahap ketiga, pada rentang
300 – 750 oC kehilangan sekitar 42 %-massa terkait perusakan secara termal cincin glukosamin dan
dekomposisi karbon residu [8][9][11]. Ketika dikarbonisasi dalam atmosfer gas inert (nitrogen atau
argon), nanopartikel ZIF-8 mengalami pengurangan massa empat tahap, sebagaimana nanopartikel
ZIF-8 yang disintesis dalam air [12][13], yang berbeda dengan mikropartikel ZIF-8 yang
mengalami penghilangan massa hanya dua tahap [14]. Ketiga tahap tersebut meliputi penghilangan
air yang tejebak dalam partikel ZIF-8 antara 25 - 100 oC (~1,068 %-massa, tahap pertama) [13],
karbonisasi molekul ligan MIm yang terjebak dalam rongga ZIF-8 antara 100 – 250 oC (~8.608 %-
massa, tahap kedua) [13], depolimirisasi yang melibatkan pemutusan ikatan (depolimerisasi) antara
ligan MIm dan atom pusat Zn yang diikuti karbonisasi ligan MIm antara 250 – 600 oC (~25,905 %-
massa, tahap ketiga) [13][15], degradasi/pemutusan ikatan dalam cincin ligan MIm dan karbonisasi
600 – 900 oC (~44,949 %-massa, tahap keempat) [15]. Untuk sampel komposit, pada interval 250
– 800 oC mengalami proses pelepasan massa lebih cepat, dimana semakin banyak kandungan
kitosan dalam komposit lebih besar mengalami pengurangan massa. Keberadaan kitosan dalam
komposit memicu proses karbonisasi lebih cepat.
Gambar 2. 4 Termogram analisis TGA dari kitosan, ZIF-8, komposit ZIF8/KT30, ZIF8/KT60, dan
ZIF8/KT120.
7
2.2.3 Analisa FTIR
Gambar 2.5 menampilkan spektra FTIR dari kitosan, ZIF-8, dan komposit ZIF-8 dengan
kitosan yang disintesis secara in situ dengan kandungan kitosan 30%, 60%, dan 120% massa ZIF-
8. Spektra FTIR komposit ZIF-8/kitosan tampak merupakan gabungan dari spektra ZIF-8 dan
kitosan, hanya intensitas puncak-puncak FTIR kitosan dalam komposit tidak setajam ketika kitosan
sebagai material murni. Hal ini menunjukkan bahwa rantai polimer kitosan dalam komposit telah
menyebar secara merata dalam material ZIF-8.
Gambar 2. 5 Spektra FTIR dari kitosan, ZIF-8 dan komposit ZIF-8/Kitosan yang dibuat secara in
situ dengan kandungan kitosan 30%, 60%, dan 120% dari massa ZIF-8, yang
disimbolkan sebagai ZIF8/KT30, ZIF8/KT60, dan ZIF8/KT120.
2.2.4 Karakterisasi dengan SEM-EDX
Karakterisasi dengan Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive X-Ray (SEM-
EDX) untuk mengetahui morfologi permukaan dan persebaran unsur penyusun ZIF-8 dan ZIF-
8
8/C120. Morfologi SEM dari partikel ZIF-8 dan ZIF-8/C120 hasil sintesis berturut-turut
ditunjukkan pada Gambar 2.6 dan 2.7
Gambar 2. 6 SEM Kristal ZIF-8
Morfologi kristal ZIF-8 ditunjukkan pada Gambar 4.7. ZIF-8 hasil sintesis memiliki struktur
dodekahedron rombik dan telah sesuai dengan penelitian [4]. Morfologi dodekahedron rombik pada
ZIF-8 menunjukkan terbentuknya ikatan antara kation logam Zn2+ dengan ligan MeIM secara
tetrahedral membentuk cincin segi empat dari kluster ZnN4 [16].
Gambar 2. 7 SEM Kristal ZIF-8/C120
Berdasarkan Gambar 2.7 menunjukkan bahwa morfologi ZIF-8/C120 yaang disintesis
memiliki bentuk yang hampir sama dengan ZIF-8 murni. Secara fisik, ukuran partikel yang lebih
kecil dan struktur kristal ZIF-8/C120 sedikit tidak beraturan daripada ZIF-8 karena ada gugus fungsi
-OH dan -NH2 pada kitosan mempengaruhi permukaan Kristal ZIF-8 [4]
9
Penentuan kadar unsur penyusun ZIF-8 dan ZIF-8/C120 dilakukan karakterisasi Energi
Dispersive X-Ray (EDX). Unsur penyusun dari material ZIF-8 dan ZIF-8/C120 meliputi Zn, C, O,
dan N. Persentase unsur penyusun ZIF-8 dan ZIF-8/C120 hasil sintesis ditunjukkan pada Tabel 2.3.
Berdasarkan tabel tersebut terjadi kenaikan O sebesar 0,97% pada ZIF-8/C120. Hal ini
menunjukkan bahwa adanya penambahan kitosan menyebabkan tumbuh pada permukaan material
ZIF-8 dalam pembentukan kristal. Pada material ZIF-8/C120 terjadi kenaikan persentase unsur N
sehingga ikatan yang terbentuk dari unsur N pada ligan imidazol dengan logam Zn semakin banyak.
Tabel 2. 3 Perbandingan persentase berat (% berat) unsur unsur penyusun ZIF-8 dan ZIF-8/C120
hasil sintesis
2.2.5 Uji Adsorpsi-Desorpsi Gas N2
Hasil analisis fisisorpsi gas nitrogen pada sampel hasil karbonisasi pada 900 oC
nanopartikel ZIF-8 murni, komposit ZIF-8/kitosan komposisi 30%, 60%, dan 120% ditunjukkan
pada Gambar 2.8, Gambar 2.9, dan Tabel 2.4. Secara umum, semua semua sampel karbon
menunjukkan pola kurva isoterm Tipe I menurut IUPAC dengan histeris yang sangat besar [17][18].
Histeris yang sangat besar tersebut menunjukkan keberadaan pori yang berukuran meso dalam
sampel karbon. Porositas berukuran meso biasa terbentuk oleh rongga (cage) antar nanopartikel
karbon dan fenomena serupa lazim terjadi pada material yang tersusun atas partikel-partikel
berukuran nano [19][20][21][22][23][24][25].
Sampel Unsur Persentase
(%)
Zn 6,13
ZIF-8
C 72,13
N 13,12
O 8,62
Zn 7,45
C 69,82
ZIF-8/C120 N 13,14
O 9,59
10
Tabel 2. 4 Hasil analisis fisisorpsi gas nitrogen sampel karbon nanopartikel ZIF-8 dan komposit
ZIF-8/kitosan untuk suhu karbonisasi 900 oC.
Sampel SBET
(m2/g)
VT-pori
(cm3/g)
ϕPori
(Å)
rpori
(Å)
rmeso
(Å)
Vmeso
(cm3/g)
Vmikro
(cm3/g)
CZIF8-900 212,27 0,1387 26,12 13,06 19,39 0,0814 0,0573
CZIF8/KT30-900 252,45 0,3283 52,02 26,01 18,36 0,2815 0,0468
CZIF8/KT60-900 749,72 0,9440 50,36 25,18 48,95 0,7137 0,2303
CZIF8/KT120-900 182,09 0,1213 26,66 13,33 18,23 0,1157 0,0056
Pada Tabel 2.4 tampak penambahan kitosan 30% dan 60% meningkatkan luas permukaan, volume
total pori, dan volume mesopori dari karbon, Hal ini menunjukkan ada peran kitosan, khusus
keberadaan atom oksigen dalam kitosan, dalam proses oksidasi dan degradasi selama proses
karbonisasi sehingga meningkatkan jumlah dan volume mesopori, serta luas permukaan, Namun,
penambahan kitosan 120% justru menurunkan luas permukaan, volume total pori, dan volume
mesopori. Hal ini menunjukkan bahwa kandungan kitosan yang terlalu banyak (120%)
menyebabkan proses oksidari dan degrasi berlebihan, dan merusak porositas.
11
Gambar 2. 8 Adsorpsi-desorpsi N2 (A) dan distribusi pori BJH (B) hasil karbonisasi pada 900 C
dari ZIF-8 murni (CZIF8-900) dan komposit ZIF-8/kitosan kadar kitosan 120% massa
ZIF-8 (CZIF8/KT120-900).
12
Gambar 2. 9 Adsorpsi-desorpsi N2 (A) dan distribusi pori BJH (B) hasil karbonisasi pada 900 oC
komposit ZIF-8/kitosan kadar kitosan 30% dari massa ZIF-8 (CZIF8/KT30-900) dan
kadar kitosan 60% dari massa ZIF-8 (CZIF8/KT60-900).
2.3 Kinerja Material sebagai adsorben metilen biru
2.3.1 Pengaruh konsentrasi ZIF-8
ZIF-8 (DMF) dan ZIF-8 (AA) digunakan sebagai adsorben untuk menghilangkan MB
dalam air. Gambar 2.10 menggambarkan kapasitas adsorpsi MB pada jumlah ZIF-8 (AA) dan ZIF-
8 (DMF) yang berbeda sebagai adsorben. ZIF-8 (AA) menunjukkan kapasitas adsorpsi yang lebih
tinggi dibandingkan ZIF-8 (DMF) ketika jumlah adsorben divariasikan dari 2,5 mg sampai 240 mg.
Kapasitas adsorpsi yang tinggi dari MB diamati pada ZIF-8 (AA) terutama ketika jumlah ZIF-8
yang rendah dalam larutan. Kapasitas adsorpsi menunjukkan penurunan yang signifikan ketika
jumlah ZIF-8 meningkat dari 2,5 mg menjadi 10,0 mg sebelum mencapai kondisi jenuh. Menarik
untuk dicatat bahwa ZIF-8 (AA) dengan hanya ~ 538 m2/ g luas permukaan menunjukkan kapasitas
adsorpsi yang lebih baik dibandingkan dengan luas permukaan tinggi ZIF-8 ~ 1013 m2/g yang
diperoleh saat menggunakan DMF. Luas permukaan ZIF-8 (AA) adalah setengah dari luas
permukaan ZIF-8 (DMF) tetapi menunjukkan kapasitas adsorpsi yang tinggi, oleh karena itu
disarankan bahwa mesoporositas berpengaruh signifikan dalam meningkatkan adsorpsi MB.
Memahami dimensi molekul MB dalam air yang diperkirakan 0.400x0.793x1.634 nm [26],
kapasitas adsorpsi yang tinggi dari ZIF-8 (AA) dapat dikaitkan dengan difusi molekul MB untuk
mengakses situs adsorpsi dalam mesopori ZIF-8 (AA) yang sebaliknya dibatasi dalam mikropori
13
ZIF-8 (DMF). Ada juga kemungkinan bahwa kehadiran gugus fungsi asetat pada ZIF-8
meningkatkan afinitas terhadap pewarna MB kationik melalui interaksi dengan atom oksigen dalam
asetat [27] .
Gambar 2. 10 Pengaruh jumlah adsorben terhadap kapasitas adsorpsi MB terhadap ZIF-8 (AA) dan
ZIF-8 (DMF). Adsorpsi dilakukan dalam 10 mL larutan MB pada 10 mg / L selama
30 menit dan pada suhu 30 C.
Salah satu perhatian mengenai penggunaan ZIF-8 sebagai adsorben untuk menghilangkan
zat warna dalam larutan air adalah pelarutan ZIF-8. Analisis ZIF- (AA) setelah adsorpsi MB
menggunakan XRD (Gambar 2.11) menunjukkan semua puncak yang berhubungan dengan fase
kristal ZIF-8 diamati. Namun, beberapa puncak kecil yang tidak teridentifikasi muncul dengan
hanya 80% bubuk ZIF-8 yang diperoleh dari larutan berair. Masalah stabilitas ZIF-8 dalam air telah
banyak dilaporkan oleh orang lain [28,29], namun dibandingkan dengan berbagai jenis MOF yang
digunakan untuk menghilangkan pewarna, ZIF-8 menunjukkan stabilitas yang relatif tinggi karena
energi aktivasi yang tinggi dibandingkan dengan MOF-74, MOF-5, MOF-508 dan HKUST-1 [30].
Stabilitas ZIF-8 dapat dikontrol dengan mengurangi jumlah air yang digunakan selama adsorpsi
[31], sedangkan ZIF-8 dengan morfologi yang berbeda yaitu bentuk kubik dan dodecahedral
menunjukkan stabilitas yang berbeda dalam air [32].
14
Gambar 2. 11 Diraktogram XRD ZIF-8 setelah adsorpsi MB
2.3.2 Pengaruh konsentrasi MB
Pengaruh konsentrasi MB diselidiki pada 5 mg/L, 10 mg/L dan 20 mg L pada ZIF-8 (AA).
Gambar. 2.12A mengilustrasikan adsorpsi MB yang dipasang terhadap model kinetik orde-1 semu
mengikuti Persamaan (1) [19,54]. Adsorpsi MB juga dipasang terhadap model kinetik orde-2 semu
mengikuti Persamaan (2) [26,33–37] seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2.12B. Parameter
fitting yang dirangkum pada Tabel 3 menunjukkan bahwa konsentrasi MB berpengaruh nyata
terhadap laju adsorpsi dan kapasitas adsorpsi ZIF-8. Pada konsentrasi MB yang tinggi (20 mg L),
kapasitas adsorpsi diukur pada 10,3 mg/g, kira-kira pada 52% pembuangan MB. Mengurangi
konsentrasi MB menjadi 5 mg/L, meningkatkan penghilangan MB menjadi 69%. Analisis kinetik
menunjukkan bahwa adsorpsi MB pada permukaan ZIF-8 mengikuti model kinetik orde-2 semu.
Model menyarankan bahwa laju adsorpsi tergantung pada jumlah zat terlarut, yaitu konsentrasi MB
yang teradsorpsi ke permukaan adsorben ZIF-8 dan sisa MB dalam larutan pada kondisi
kesetimbangan [38].
𝑙𝑛(𝑞𝑒 − 𝑞𝑡) = 𝑙𝑛𝑞𝑒 − 𝑘1𝑡 (1)
𝑡
𝑞𝑡=
1
𝑘2𝑞𝑒2 +
𝑡
𝑞𝑒 (2)
di mana qt (mg/g) dan qe (mg/g) masing-masing adalah konsentrasi MB yang teradsorpsi pada
waktu t dan pada kesetimbangan; k1 (min−1) dan k2 (g/mg.min) masing-masing adalah orde satu
semu dan orde dua semu.
15
Gambar 2. 12 (A) Plot orde satu semua dan (B) Plot orde dua semu terhadap variasi konsentrasi
2.3.3 Pengaruh suhu adsorpsi
Pengaruh suhu adsorpsi diselidiki pada 30, 40, dan 50 °C dan analisis data dirangkum
dalam Tabel 2.5. Gambar 2.13 mengilustrasikan adsorpsi MB yang dipasang pada orde satu semu
dan orde dua semu dengan variasi temperatur adsorpsi 30, 40, dan 50 °C. Secara umum, adsorpsi
MB berkurang dengan meningkatnya suhu. Namun, konstanta laju adsorpsi, k meningkat seiring
dengan suhu, sedangkan konstanta isoterm adsorpsi, K relatif tidak berubah dengan suhu adsorpsi.
Gambar 2. 13 (A) Plot orde satu semua dan (B) Plot orde dua semu terhadap variasi suhu
Tabel 2. 5 Parameter data kinetik terhadap variasi suhu
T
(oC)
Qe,exp Orde satu semu Orde dua semu
(mg/g)
k1
(min−1)
Qe,cal
(mg/g) R2
k2
(g.mg−1min−1)
Qe,cal
(mg/g) R2
30 12.5095 0.0145 9.24331 0.8264 0.00751 12.6904 0.9496
16
40 8.34805 0.0152 14.3823 0.5206 0.00819 8.65052 0.9928
50 7.66709 0.0165 6.88262 0.8216 0.00908 7.81072 0.9867
Plot Arrhenius (Persamaan (3), Gambar 2.14) dari konstanta orde-2 semu dilakukan untuk
mendapatkan energi aktivasi Ea (7.721 kJ.mol − 1), konstanta Arrhenius, A (0.1601 g.mg− 1 menit
− 1) dan koefisien korelasi, R2 (0,9953). Energi aktivasi yang rendah dari adsorpsi menyiratkan
adsorpsi MB ke ZIF-8 terjadi melalui interaksi fisik [19,60]. Perhatikan bahwa energi aktivasi
adsorpsi kurang dari 40 kJ.mol-1 diklasifikasikan sebagai adsorpsi fisik [40][41][42][43].
ln k2=ln A-Ea
RT (3)
Gambar 2. 14 Plot Arrhenius adsorpsi MB
Analisis isoterm dari adsorpsi MB pada ZIF-8 dipasang pada model Langmuir dan model
Freundlich mengikuti Persamaan masing-masing. (4) dan Persamaan. (5) [26]. Parameter
termodinamika adsorpsi (ΔGo, ΔHo. Dan ΔSo) dihitung menggunakan Persamaan hubungan Van't
Hoff. (7) dan Persamaan. (10) [26]. (Gambar S6). Persamaan diberikan sebagai berikut-
𝐶𝑒
𝑞𝑒=
1
𝐾𝐿𝑄𝑚+
𝐶𝑒
𝑄𝑚 (4)
𝑙𝑛𝑞𝑒 = 𝑙𝑛𝐾𝐹 +1
𝑛𝑙𝑛𝐶𝑒 (5)
𝑙𝑛𝐾𝑑 =∆𝑆𝑜
𝑅−
∆𝐻𝑜
𝑅
1
𝑇 (6)
∆𝐺𝑜 = −𝑅𝑇𝑙𝑛𝐾𝑑 (7)
17
R dan T adalah konstanta gas (8,314 J/mol.K) dan suhu absolut (K); qe (mg/g) adalah kapasitas
adsorpsi kesetimbangan; Qm (mg/g) adalah kapasitas adsorpsi maksimum; Ce (mg/L) adalah
konsentrasi kesetimbangan setelah adsorpsi atau desorpsi; KL (L.mg − 1) adalah konstanta
Langmuir; KF adalah konstanta adsorpsi Freundlich; 1 / n (tanpa dimensi) adalah afinitas adsorpsi;
ΔGo, ΔHo dan Δ Jadi adalah perubahan energi bebas adsorpsi (J mol − 1), perubahan entalpi (J mol
− 1) dan perubahan entropi (J mol − 1 K − 1) dari adsorpsi; Kd = (qe / Ce) x1000 [44–46].
Hasil analisis menunjukkan model Langmuir paling baik untuk menggambarkan
kesetimbangan adsorpsi MB pada ZIF-8 dengan kapasitas adsorpsi maksimum 24,57 mg / g pada
30 oC dan 20,79 mg / g pada 50 oC. Menurut model Langmuir, adsorpsi MB pada ZIF-8 membentuk
adsorpsi monolayer [46] pada energi permukaan homogen ZIF-8 [47]. Evaluasi termodinamika
menggunakan hubungan Van't Hoff menunjukkan bahwa adsorpsi MB ke larutan ZIF-8 (AA)
adalah proses eksotermik spontan karena nilai negatif dari perubahan energi bebas yang dihitung
(ΔGo) dan perubahan entalpi (ΔHo). Nilai negatif dari perubahan entropi (−0.0572 kJ.mol − 1) dari
adsorpsi menunjukkan bahwa adsorpsi menurunkan keacakan adsorbat sebelum dan sesudah proses
adsorpsi. Nilai ΔGo dan ΔHo kurang dari 20 kJ/mol dan kurang dari 84 kJ. mol−1, masing-masing,
juga membuktikan lebih lanjut bahwa adsorpsi fisik MB pada ZIF-8 [26].
2.4 Kinerja material sebagai adsorben RBBR
18
BAB III STATUS LUARAN
Status luaran yang telah dicapai pada penelitian ini adalah
1. Jurnal Microporous Mesoporous Material (Q1) Published
Judul paper “Facile synthesis of ZIF-8 nanoparticles using polar acetic acid solvent for
enhanced adsorption of methylene blue”. Penulis : Eko Santoso 1, Ratna Ediati 1,*, Zahrotul
Istiqomah 1, Dety Oktavia Sulistiono 1, Reva Edra Nugraha 1, Yuly Kusumawati 1, Hasliza
Bahruji 2, Didik Prasetyoko 1
2. Jurnal Materials Today Chemistry, Draf
Judul paper “In-Situ Synthesis Of Zif-8/Chitosan And Their Increased Performance As
Adsorbent Of Methylene Blue From Aqueous Solution”. Penulis : Eko Santoso 1, Ratna
Ediati 1,*, Zahrotul Istiqomah 1, Dety Oktavia Sulistiono 1, Reva Edra Nugraha 1, Yuly
Kusumawati 1, Hasliza Bahruji 2, Didik Prasetyoko 1
3. Seminar Internasional, International Seminar on Science and Technology.
Judul paper “One-Pot Synthesis and Characterization of ZIF-67/Chitosan Composites”.
Presenter : Dety Oktavia Sulistiono
19
BAB IV KENDALA PELAKSANAAN PENELITIAN
Kendala yang dialami pada penelitian ini adalah terkait pelaksanaan karakterisasi material
yang berukuran nano, sehingga karakterisasi sulit untuk dilakukan. Misalnya dalam kasus
karakterisasi seperti pengamatan morfologi material yang tidak bisa diamati menggunakan SEM
karena ukuran material yang sangat kecil, sehingga mengharuskan penggunaan FESEM yang ada
di University of Brunei Darussalam. Tentunya membutuhkan waktu yang lama dan proses yang
cukup rumit terkait kondosi pandemic covid-19.
20
BAB V RENCANA TAHAPAN SELANJUTNYA
Rencana yang akan dilakukan pada tahap selanjutnya adalah menulis draf paper terkait
sintesis komposit ZIF-8/Kitosan secara in-situ sebagai adsorben zat warna. Draf paper nantinya
akan disubmit pada jurnal Internasional Material Today Chemistry (Q1). Selain itu, pelaksanaan
penelitian juga akan dilanjutkan pada tahap karbonisasi material untuk meningkatkan kinerja
material.
21
BAB VI DAFTAR PUSTAKA
[1] Y. Feng, Y. Li, M. Xu, S. Liu, J. Yao, Fast adsorption of methyl blue on zeolitic
imidazolate framework-8 and its adsorption, RSC Adv. 6 (2016) 109608.
https://doi.org/10.1039/c6ra23870j.
[2] M. Malekmohammadi, S. Fatemi, M. Razavian, A. Nouralishahi, A comparative study
on ZIF-8 synthesis in aqueous and methanolic solutions : Effect of temperature and
ligand content, Solid State Sci. 91 (2019) 108–112.
https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2019.03.022.
[3] Y. Wang, X. Dai, Y. Zhan, X. Ding, M. Wang, X. Wang, In situ growth of ZIF-8
nanoparticles on chitosan to form the hybrid nanocomposites for high-efficiency
removal of Congo Red, Int. J. Biol. Macromol. 137 (2019) 77–86.
https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.06.195.
[4] J. Yao, R. Chen, K. Wang, H. Wang, Direct synthesis of zeolitic imidazolate
framework-8/chitosan composites in chitosan hydrogels, Microporous Mesoporous
Mater. 165 (2013) 200–204. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2012.08.018.
[5] S.G. Nanaware, S.H. Pawar, R.K. Satvekar, S.S. Rohiwal, A.P. Tiwari, A.
Gnanamani, In vitro biocompatibility and antimicrobial activity of chitin monomer
obtain from hollow fiber membrane, Des. Monomers Polym. 19 (2016) 444–454.
https://doi.org/10.1080/15685551.2016.1169379.
[6] M. Guo, J. Wang, C. Wang, P.J. Strong, P. Jiang, Y. Sik, H. Wang, Carbon nanotube-
grafted chitosan and its adsorption capacity for phenol in aqueous solution, Sci. Total
Environ. 682 (2019) 340–347. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.05.148.
[7] Z. Shi, Y. Yu, C. Fu, L. Wang, X. Li, Water-based synthesis of zeolitic imidazolate
framework-8 for CO2 capture, RSC Adv. 7 (2017) 29227–29232.
https://doi.org/10.1039/c7ra04875k.
[8] H. Moussout, H. Ahla, M. Aazza, M. Bourakhouadar, Kinetics and mechanism of the
thermal degradation of biopolymers chitin and chitosan using thermogravimetric
analysis, Polym. Degrad. Stab. 130 (2016) 1–9.
https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2016.05.016.
[9] F. Turci, M. Giulia, I. Corazzari, R. Nistic, F. Franzoso, S. Tabasso, G. Magnacca,
Advanced physico-chemical characterization of chitosan by means of TGA coupled
on-line with FTIR and GCMS : Thermal degradation and water adsorption capacity,
Polym. Degrad. Stab. 112 (2015) 1–9.
https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2014.12.006.
[10] M. Ziegler-Borowska, D. Chełminiak, H. Kaczmarek, Thermal stability of magnetic
nanoparticles coated by blends of modified chitosan and poly (quaternary ammonium)
salt, J. Therm. Anal. Calorim. 119 (2015) 499–506. https://doi.org/10.1007/s10973-
014-4122-7.
[11] J.B. Marroquin, K.Y. Rhee, S.J. Park, Chitosan nanocomposite films: Enhanced
electrical conductivity, thermal stability, and mechanical properties, Carbohydr.
22
Polym. 92 (2013) 1783–1791. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2012.11.042.
[12] Z. Abbasi, E. Shamsaei, S. Kwan, B. Ladewig, X. Zhang, H. Wang, Effect of
carbonization temperature on adsorption property of ZIF-8 derived nanoporous
carbon for water treatment, Microporous Mesoporous Mater. 236 (2016) 28–37.
https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2016.08.022.
[13] N.A.H.M. Nordin, A.F. Ismail, A. Mustafa, P.S. Goh, D. Rana, T. Matsuura, Aqueous
room temperature synthesis of zeolitic imidazole framework 8 (ZIF-8) with various
concentrations of triethylamine, RSC Adv. 4 (2014) 33292–33300.
https://doi.org/10.1039/C4RA03593C.
[14] H. Bux, F. Liang, Y. Li, J. Cravillon, M. Wiebcke, Zeolitic Imidazolate Framework
Membrane with Molecular Sieving Properties by Microwave-Assisted Solvothermal
Synthesis, J. Am. Chem. Soc. 131 (2009) 16000–16001.
https://doi.org/10.1021/ja907359t.
[15] S. Gadipelli, Z.X. Guo, Tuning of ZIF‐Derived Carbon with High Activity, Nitrogen
Functionality, and Yield – A Case for Superior CO2 Capture.pdf, ChemSusChem. 8
(2015) 2123–2132. https://doi.org/10.1002/cssc.201403402.
[16] S.R. Venna, J.B. Jasinski, M.A. Carreon, Structural evolution of zeolitic imidazolate
framework-8(ZIF-8), Am. Chem. Soc. 132 (2010) 18030–18033.
https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-024x.2016.05.001.
[17] K.S.W. Sing, Reporting physisorption data for gas/solid systems with special
reference to the determination of surface area and porosity (Provisional), Pure Appl.
Chem. 54 (1982) 2201–2218. https://doi.org/10.1351/pac198254112201.
[18] K.S.W. Sing, Reporting physisorption data for gas/solid systems with special
reference to the determination of surface area and porosity (Recommendations 1984),
Pure Appl. Chem. 57 (1985) 603–619. https://doi.org/10.1351/pac198557040603.
[19] J. Cravillon, R. Nayuk, S. Springer, A. Feldho, K. Huber, M. Wiebcke, Controlling
Zeolitic Imidazolate Framework Nano- and Microcrystal Formation : Insight into
Crystal Growth by Time-Resolved In Situ Static Light Scattering, (2011) 2130–2141.
[20] M. He, J. Yao, Q. Liu, K. Wang, F. Chen, H. Wang, Facile synthesis of zeolitic
imidazolate framework-8 from a concentrated aqueous solution, Microporous
Mesoporous Mater. 184 (2014) 55–60.
https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2013.10.003.
[21] S. Tanaka, Y. Tanaka, A Simple Step toward Enhancing Hydrothermal Stability of
ZIF ‑ 8, ACS Omega. 4 (2019) 19905–19912.
https://doi.org/10.1021/acsomega.9b02812.
[22] L.S. Lai, Y.F. Yeong, N.C. Ani, K.K. Lau, A.M. Shariff, Effect of Synthesis
Parameters on the Formation of Zeolitic Imidazolate Framework 8 ( ZIF-8 )
Nanoparticles Effect of Synthesis Parameters on the Formation of Zeolitic
Imidazolate Framework 8 ( ZIF-8 ) Nanoparticles for CO 2 Adsorption, Part. Sci.
Technol. An Int. J. 32 (2014) 37–41. https://doi.org/10.1080/02726351.2014.920445.
23
[23] L.S. Lai, Y.F. Yeong, K.K. Lau, A.M. Shariff, Effect of Synthesis Parameters on the
Formation of ZIF-8 Under Microwave-assisted Solvothermal, Procedia Eng. 148
(2016) 35–42. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.06.481.
[24] Y. Li, K. Zhou, M. He, J. Yao, Synthesis of ZIF-8 and ZIF-67 using mixed-base and
their dye adsorption, Microporous Mesoporous Mater. 234 (2016) 287–292.
https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2016.07.039.
[25] Y. Wang, F. Wang, J. Zhang, Fast Synthesis of Hybrid Zeolitic Imidazolate
Frameworks (HZIFs) with Exceptional Acid−Base Stability from ZIF_8 Precursors,
Cryst. Growth Des. 19 (2019) 3430–3434. https://doi.org/10.1021/acs.cgd.9b00306.
[26] E. Santoso, R. Ediati, Y. Kusumawati, H. Bahruji, D.O. Sulistiono, D. Prasetyoko,
Review on recent advances of carbon based adsorbent for methylene blue removal
from waste water, Mater. Today Chem. 16 (2020) 100233.
https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2019.100233.
[27] D. Mugisidi, A. Ranaldo, J.W. Soedarsono, M. Hikam, Modification of activated
carbon using sodium acetate and its regeneration using sodium hydroxide for the
adsorption of copper from aqueous solution, Carbon N. Y. 45 (2007) 1081–1084.
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2006.12.009.
[28] M.N. Shahrak, M. Ghahramaninezhad, M. Eydifarash, Zeolitic imidazolate
framework-8 for efficient adsorption and removal of Cr (VI) ions from aqueous
solution, Environ. Sci. Pollut. Res. 24 (2017) 9624–9634.
[29] M.C. Duke, B. Zhu, C.M. Doherty, M.R. Hill, A.J. Hill, M.A. Carreon, Structural
effects on SAPO-34 and ZIF-8 materials exposed to seawater solutions, and their
potential as desalination membranes, Desalination. 377 (2016) 128–137.
https://doi.org/10.1016/j.desal.2015.09.004.
[30] A. Ayati, M.N. Shahrak, B. Tanhaei, M. Sillanpää, Emerging adsorptive removal of
azo dye by metal–organic frameworks, Chemosphere. 160 (2016) 30–44.
https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2016.06.065.
[31] H. Zhang, M. Zhao, Y.S. Lin, Stability of ZIF-8 in water under ambient conditions,
Microporous Mesoporous Mater. 279 (2019) 201–210.
https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2018.12.035.
[32] B. Liu, M. Jian, R. Liu, J. Yao, X. Zhang, Highly efficient removal of arsenic(III)
from aqueous solution by zeolitic imidazolate frameworks with different morphology,
Colloids Surfaces A Physicochem. Eng. Asp. 481 (2015) 358–366.
https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2015.06.009.
[33] M.A. Ahmad, N.A. Ahmad Puad, O.S. Bello, Kinetic, equilibrium and
thermodynamic studies of synthetic dye removal using pomegranate peel activated
carbon prepared by microwave-induced KOH activation, Water Resour. Ind. 6 (2014)
18–35. https://doi.org/10.1016/j.wri.2014.06.002.
[34] I. UZUN, Kinetics of the adsorption of reactive dyes by chitosan, Dye. Pigment. 70
(2006) 76–83. https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2005.04.016.
24
[35] K. Nuithitikul, S. Srikhun, S. Hirunpraditkoon, Kinetics and equilibrium adsorption
of Basic Green 4 dye on activated carbon derived from durian peel : Effects of
pyrolysis and post-treatment conditions, J. Taiwan Inst. Chem. Eng. 41 (2010) 591–
598. https://doi.org/10.1016/j.jtice.2010.01.007.
[36] H. Cherifi, B. Fatiha, H. Salah, Kinetic studies on the adsorption of methylene blue
onto vegetal fiber activated carbons, Appl. Surf. Sci. 282 (2013) 52–59.
https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2013.05.031.
[37] K. D. Belaid, S. Kacha, M. Kameche, Z. Derriche, Adsorption kinetics of some textile
dyes onto granular activated carbon, J. Environ. Chem. Eng. 1 (2013) 496–503.
https://doi.org/10.1016/j.jece.2013.05.003.
[38] N.H. Othman, N.H. Alias, M.Z. Shahruddin, N.F. Abu Bakar, N.R. Nik Him, W.J.
Lau, Adsorption kinetics of methylene blue dyes onto magnetic graphene oxide, J.
Environ. Chem. Eng. 6 (2018) 2803–2811.
https://doi.org/10.1016/j.jece.2018.04.024.
[39] M. Dogan, M. Alkan, A. Türkyilmaz, Y. Özdemir, Kinetics and mechanism of
removal of methylene blue by adsorption onto perlite, J. Hazard. Mater. B109 (2004)
141–148. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2004.03.003.
[40] Y. Yao, F. Xu, M. Chen, Z. Xu, Z. Zhu, Adsorption behavior of methylene blue on
carbon nanotubes, Bioresour. Technol. 101 (2010) 3040–3046.
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.12.042.
[41] L. Wang, Z. Huang, M. Zhang, B. Chai, Adsorption of methylene blue from aqueous
solution on modified ACFs by chemical vapor deposition, Chem. Eng. J. 189–190
(2012) 168–174. https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.02.049.
[42] H. Karaer, I. Kaya, Synthesis, characterization of magnetic chitosan/active charcoal
composite and using at the adsorption of methylene blue and reactive blue4,
Microporous Mesoporous Mater. 232 (2016) 26–38.
https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2016.06.006.
[43] M. Ghaedi, A. Golestani Nasab, S. Khodadoust, M. Rajabi, S. Azizian, Application
of activated carbon as adsorbents for efficient removal of methylene blue: Kinetics
and equilibrium study, J. Ind. Eng. Chem. 20 (2014) 2317–2324.
https://doi.org/10.1016/j.jiec.2013.10.007.
[44] P. Wang, M. Cao, C. Wang, Y. Ao, J. Hou, J. Qian, Kinetics and thermodynamics of
adsorption of methylene blue by a magnetic graphene-carbon nanotube composite,
Appl. Surf. Sci. 290 (2014) 116–124. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2013.11.010.
[45] A. Ronix, O. Pezoti, L.S. Souza, I.P.A.F. Souza, K.C. Bedin, P.S.C. Souza, T.L. Silva,
S.A.R. Melo, A.L. Cazetta, V.C. Almeida, Hydrothermal carbonization of coffee
husk: Optimization of experimental parameters and adsorption of methylene blue dye,
J. Environ. Chem. Eng. 5 (2017) 4841–4849.
https://doi.org/10.1016/j.jece.2017.08.035.
[46] V. Vadivelan, K.V. Kumar, Equilibrium , kinetics , mechanism , and process design
25
for the sorption of methylene blue onto rice husk, J. Colloid Interface Sci. 286 (2005)
90–100. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2005.01.007.
[47] S. Nethaji, A. Sivasamy, A.B. Mandal, Adsorption isotherms , kinetics and
mechanism for the adsorption of cationic and anionic dyes onto carbonaceous
particles prepared from Juglans regia shell biomass, Int. J. Environ. Sci. Technol. 10
(2013) 231–242. https://doi.org/10.1007/s13762-012-0112-0.
26
BAB VII LAMPIRAN
Lampiran 1 Bukti accepted jurnal Microporous Mesoporous Materials
27
Lampiran 2 Bukti sertifikat seminar ISST 2020
28
Lampiran 3 Draf paper sintesis komposit ZIF-8@kitosan
29
LAMPIRAN 1 Tabel Daftar Luaran
Program :
Nama Ketua Tim : Dra. Ratna Ediati, M.S., Ph.D
Judul :
1.Artikel Jurnal
No Judul Artikel Nama Jurnal Status Kemajuan*)
1 Facile synthesis of ZIF-8
nanoparticles using polar acetic acid
solvent for enhanced adsorption of
methylene blue
Microporous and
Mesoporous Materials
Accepted
2 In-Situ Synthesis Of Zif-8/Chitosan
And Their Increased Performance
As Adsorbent Of Methylene Blue
From Aqueous Solution
Materials Today
Chemistry
Persiapan Draf
*) Status kemajuan: Persiapan, submitted, under review, accepted, published
2. Artikel Konferensi
No Judul Artikel Nama Konferensi (Nama
Penyelenggara, Tempat,
Tanggal)
Status Kemajuan*)
1 One-Pot Synthesis and
Characterization of ZIF-
67/Chitosan Composites
ISST, Online seminar, 25
Juli 2020
Submitted
*) Status kemajuan: Persiapan, submitted, under review, accepted, presented
3. Paten
No Judul Usulan Paten Status Kemajuan
*) Status kemajuan: Persiapan, submitted, under review
4. Buku
No Judul Buku (Rencana) Penerbit Status Kemajuan*)
*) Status kemajuan: Persiapan, under review, published
5. Hasil Lain
No Nama Output Detail Output Status Kemajuan*)
*) Status kemajuan: cantumkan status kemajuan sesuai kondisi saat ini
30
6. Disertasi/Tesis/Tugas Akhir/PKM yang dihasilkan
No Nama Mahasiswa NRP Judul Status*)
1 M. Yasin 01211540000079 Sintesis In-Situ
Zif-8/Kitosan
Serta
Peningkatan
Kinerjanya
Sebagai
Adsorben
Remazol
Brilliant Blue R
Dalam Air
Tahun lulus 2019
2 Nurul Yaumawulida 01211540000054 Sintesis
Komposit
Kitosan/Zif-8
Serta
Kinerjanya
Sebagai
Adsorben
Remazol
Brilliant Blue R
Dalam Air
Tahun lulus 2019
3. Eko Santoso 01211760010007 Sintesis
Material Karbon
Berpori
Dari Komposit
Nanopartikel
Zif-8/Kitosan
Dan
Aplikasinya
Sebagai
Adsorben
Metilen Biru
Dalam Air
In progress
*) Status kemajuan: cantumkan lulus dan tahun kelulusan atau in progress
