Synthesis of Poly(di-allylcalix[4]arene) resin as Cationic Heavy Metal.
Sintesis Resin Poli(di-allilkaliks[4]arena) sebagai Adsorben Kation Logam Berat
Desi Suci Handayani, Maulidan Firdaus, Jumina
RINGKASAN
Fenol merupakan salah satu produk petrokimia yang murah dan mudah
didapatkan di pasaran. Pada penelitian ini dilakukan upaya pengubahan fenol menjadi
produk-produk strategis yang mempunyai nilai ekonomi dan kemanfaatan lebih tinggi,
salah satunya melakukan transformasi fenol menjadi kaliks[4]arena. Sisi aktif dari
molekul kaliksarena yang berperan penting pada proses adsorpsi, ekstraksi, dan
kompleksasi adalah adanya sejumlah gugus OH yang terletak berjajar membentuk
struktur lingkaran dan eksistensi rongga molekul yang memiliki bentuk seperti vas
bunga atau mangkok. Dalam hal kaliks[4]arena, telah dibuktikan dapat digunakan
untuk adsorpsi terhadap kation logam berat. Dalam keadaan terpolimerisasi maka
lingkaran gugus OH dan rongga molekul kaliks[4]arena tersusun berjajar secara teratur
membentuk struktur yang menyerupai terowongan. Atas dasar ini maka di dalam
penelitian ini dilakukan pembuatan polimer kaliks[4]arena, dimana mempunyai dua
allil pada kaliks[4]arena. Dalam proses polimerisasi, karena ada dua allil maka akan
terjadi cross link antar molekul kaliks[4]arena, hal ini akan membuat senyawanya
menjadi immobil, sehingga diprediksikan mempunyai daya adsorpsi yang lebih tinggi
terhadap kation-kation logam berat.
Tahun pertama dilakukan pembuatan seri senyawa poli(di-allilkaliks[4]arena)
dari fenol akan dilakukan dalam rangkaian percobaan yang terdiri atas: (1) reaksi
alkilasi fenol dengan pereaksi p-t-butilklorida dan AlCl3 menghasilkan p-t-butil fenol,
(2) siklotetramerisasi p-t-butil fenol menggunakan NaOH dan paraformaldehide
menghasilkan p-t-butilkaliks[4] arena (3) reaksi debutilasi terhadap p-t-butil
kaliks[4]arena menggunakan AlCl3 dan fenol membentuk tetrahidroksikaliks[4]arena,
(4)
reaksi
allilasi
menggunakan
allilbromida
menghasilkan
di-alliloksi-
dihidroksikaliks[4]arena, (5) Reaksi penataan ulang Claisen, (6) polimerisasi kationik
terhadap di-allilkaliks[4]arena.
Tahun kedua dilakukan pemanfaatan poli-diallilkaliks[4]arena hasil sintesis
pada tahun pertama sebagai adsorben kation logam berat (Pb2+, dan Cr3+), serta
mengkaji kinetika dan isoterm adsorpsi. Adsorben yang digunakan dalam proses
adsorpsi ada 3 yaitu 25,26,27,26-tetrahidroksikaliks[4]arena (M), poli-25,27dialliloksi-26,28-dihidroksikaliks[4]-arena
(PD)
dan
poli-5,7-diallil-25,26,27,28-
tetrahidoksikaliks[4]arena (PCD).
Adsorpsi dilakukan dalam tiga kondisi percobaan, yaitu variasi pH, variasi
waktu adsorpsi, dan variasi konsentrasi logam. Adsorpsi dilakukan dengan metode
batch (diskontinyu), pada variasi keasaman (pH), waktu kontak dan konsentrasi awal
ion logam. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa pH optimum adsorpsi ion logam
Pb(II) adalah pH 5,0 untuk ketiga adsorben; sedangkan adsorpsi ion logam Cr(III) pada
pH 5,5 untuk adsorben M dan PCD, serta pH 5,0 untuk adsorben PD. Waktu kontak
optimum adsorpsi ion logam Pb(II) adalah 180 menit untuk adsorben M dan 135 menit
untuk adsorben PD dan PCD. Sedangkan untuk ion logam Cr(III) adalah 180 menit
untuk adsorben M dan PD, serta 135 menit untuk adsorben PCD. Kajian kinetika
adsorpsi menunjukkan bahwa adsorpsi ion logam Pb(II), dan Cr(III) menggunakan
ketiga adsorben M, PD dan PCD mengikuti model kinetika Ho, pseudo orde 2. Kajian
isotherm
menunjukkan bahwa adsorpsi ion logam Pb(II) untuk ketiga adsorben
cenderung mengikuti isotherm Langmuir. Sedangkan adsorpsi ion Cr(III) untuk ketiga
adsorben cenderung mengikuti isotherm Freundlich. Kapasitas maksimum adsorpsi ion
logam Pb(II) untuk adsorben M, PD dan PCD, masing-masing sebesar 115,03; 102,19
dan 125,82 µmol/g, dengan energi adsorpsi berturut-turut 27,69; 28,74 dan 28,12
KJ/mol. Sedangkan kapasitas maksimum adsorpsi ion logam Cr(III) untuk adsorben
M, PD dan PCD, masing-masing sebesar 163,98; 178,57 dan 238,59 µmol/g, dengan
energi adsorpsi berturut-turut 25,63; 27,65 dan 25,53 KJ/mol.
Desi Suci Handayani, Maulidan Firdaus, Jumina
RINGKASAN
Fenol merupakan salah satu produk petrokimia yang murah dan mudah
didapatkan di pasaran. Pada penelitian ini dilakukan upaya pengubahan fenol menjadi
produk-produk strategis yang mempunyai nilai ekonomi dan kemanfaatan lebih tinggi,
salah satunya melakukan transformasi fenol menjadi kaliks[4]arena. Sisi aktif dari
molekul kaliksarena yang berperan penting pada proses adsorpsi, ekstraksi, dan
kompleksasi adalah adanya sejumlah gugus OH yang terletak berjajar membentuk
struktur lingkaran dan eksistensi rongga molekul yang memiliki bentuk seperti vas
bunga atau mangkok. Dalam hal kaliks[4]arena, telah dibuktikan dapat digunakan
untuk adsorpsi terhadap kation logam berat. Dalam keadaan terpolimerisasi maka
lingkaran gugus OH dan rongga molekul kaliks[4]arena tersusun berjajar secara teratur
membentuk struktur yang menyerupai terowongan. Atas dasar ini maka di dalam
penelitian ini dilakukan pembuatan polimer kaliks[4]arena, dimana mempunyai dua
allil pada kaliks[4]arena. Dalam proses polimerisasi, karena ada dua allil maka akan
terjadi cross link antar molekul kaliks[4]arena, hal ini akan membuat senyawanya
menjadi immobil, sehingga diprediksikan mempunyai daya adsorpsi yang lebih tinggi
terhadap kation-kation logam berat.
Tahun pertama dilakukan pembuatan seri senyawa poli(di-allilkaliks[4]arena)
dari fenol akan dilakukan dalam rangkaian percobaan yang terdiri atas: (1) reaksi
alkilasi fenol dengan pereaksi p-t-butilklorida dan AlCl3 menghasilkan p-t-butil fenol,
(2) siklotetramerisasi p-t-butil fenol menggunakan NaOH dan paraformaldehide
menghasilkan p-t-butilkaliks[4] arena (3) reaksi debutilasi terhadap p-t-butil
kaliks[4]arena menggunakan AlCl3 dan fenol membentuk tetrahidroksikaliks[4]arena,
(4)
reaksi
allilasi
menggunakan
allilbromida
menghasilkan
di-alliloksi-
dihidroksikaliks[4]arena, (5) Reaksi penataan ulang Claisen, (6) polimerisasi kationik
terhadap di-allilkaliks[4]arena.
Tahun kedua dilakukan pemanfaatan poli-diallilkaliks[4]arena hasil sintesis
pada tahun pertama sebagai adsorben kation logam berat (Pb2+, dan Cr3+), serta
mengkaji kinetika dan isoterm adsorpsi. Adsorben yang digunakan dalam proses
adsorpsi ada 3 yaitu 25,26,27,26-tetrahidroksikaliks[4]arena (M), poli-25,27dialliloksi-26,28-dihidroksikaliks[4]-arena
(PD)
dan
poli-5,7-diallil-25,26,27,28-
tetrahidoksikaliks[4]arena (PCD).
Adsorpsi dilakukan dalam tiga kondisi percobaan, yaitu variasi pH, variasi
waktu adsorpsi, dan variasi konsentrasi logam. Adsorpsi dilakukan dengan metode
batch (diskontinyu), pada variasi keasaman (pH), waktu kontak dan konsentrasi awal
ion logam. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa pH optimum adsorpsi ion logam
Pb(II) adalah pH 5,0 untuk ketiga adsorben; sedangkan adsorpsi ion logam Cr(III) pada
pH 5,5 untuk adsorben M dan PCD, serta pH 5,0 untuk adsorben PD. Waktu kontak
optimum adsorpsi ion logam Pb(II) adalah 180 menit untuk adsorben M dan 135 menit
untuk adsorben PD dan PCD. Sedangkan untuk ion logam Cr(III) adalah 180 menit
untuk adsorben M dan PD, serta 135 menit untuk adsorben PCD. Kajian kinetika
adsorpsi menunjukkan bahwa adsorpsi ion logam Pb(II), dan Cr(III) menggunakan
ketiga adsorben M, PD dan PCD mengikuti model kinetika Ho, pseudo orde 2. Kajian
isotherm
menunjukkan bahwa adsorpsi ion logam Pb(II) untuk ketiga adsorben
cenderung mengikuti isotherm Langmuir. Sedangkan adsorpsi ion Cr(III) untuk ketiga
adsorben cenderung mengikuti isotherm Freundlich. Kapasitas maksimum adsorpsi ion
logam Pb(II) untuk adsorben M, PD dan PCD, masing-masing sebesar 115,03; 102,19
dan 125,82 µmol/g, dengan energi adsorpsi berturut-turut 27,69; 28,74 dan 28,12
KJ/mol. Sedangkan kapasitas maksimum adsorpsi ion logam Cr(III) untuk adsorben
M, PD dan PCD, masing-masing sebesar 163,98; 178,57 dan 238,59 µmol/g, dengan
energi adsorpsi berturut-turut 25,63; 27,65 dan 25,53 KJ/mol.