12
Gambar 2
. Gugus silanol tunggal terisolasi, vicinal silanol dan geminal silanol
Sumber: Vera Barlianti, 2009 Dua gugus silanol dengan jarak kurang dari 2,8 Å, membentuk ikatan
hidrogen yang kuat antara gugus silanol satu dengan yang lain. Jika jarak antara dua gugus silanol tersebut lebih dari 3,1 Å, maka tidak dapat terjadi
ikatan hidrogen. Oleh karena itu, dapat diperkirakan bahwa pada proses modifikasi terhadap silika gel yang sudah jadi, kapasitas modifier akan
dipengaruhi oleh banyaknya gugus silanol. Adanya gugus silanol pada permukaan akan berinteraksi dengan molekul air. Air akan mengadakan
deaktivasi pada permukaan silika gel, sehingga pada proses pemisahan menjadi lemah karena daya retensinya menurun Scott, 1993: 139.
3. Proses Sol Gel
Sol-gel processing merupakan teknik pembentukan senyawa inorganic
melalui suatu reaksi kimia dalam larutan pada suhu rendah. Dalam proses ini terjadi perubahan fasa dari suspensi koloid sol menjadi fasa cair kontinyu
gel. Keuntungan dari metode sol-gel antara lain stabilitas termalnya baik,
13
stabilitas mekanik yang tinggi, daya tahan pelarut baik, modifikasi permukaan dapat dilakukan dengan berbagai kemungkinan, prosesnya relatif
mudah, menghasilkan produk dengan kemurnian dan kehomogenan yang tinggi jika parameternya divariasikan.
Metoda sol gel meliputi tahap hidrolisis, kondensasi, pematangan dan pengeringan Fernandez, 2012.
a. Hidrolisis Tahap hidrolisis ini diawali dengan alkoksida logam prekursor
dilarutkan dalam alkohol yang terhidrolisis. Pada tahap ini diberi tambahan air dalam kondisi asam, basa atau netral sehingga
menghasilkan sol koloid. Dengan reaksi hidrolisis, ligan alkoksi -OR akan tergantikan oleh gugus hidroksil -OH dengan reaksi seperti
berikut : MOR
z
+ H
2
O MOR
z-1
OH + ROH Untuk silika SiO
2
, pada saat reaksi hidrolisis berlangsung, gugus etoksi C
2
H
5
dari TEOS akan bereaksi dengan molekul air. Reaksi ini membentuk intermediet [SiOC
2
H
5 4-x
OH
x
] dimana gugus etoksi akan digantikan oleh gugus-gugus hidroksil.
SiOR
4
+ H
2
O SiOR
3
OH + ROH SiOR
4
+ H
2
O SiOR
2
OH
2
+ ROH SiOR
4
+ H
2
O SiOR
3
OH
3
+ ROH SiOR
4
+ H
2
O SiOH
4
+ ROH
14
b. Kondensasi Tahap selanjutnya adalah reaksi kondensasi dimana pada tahap ini
akan terjadi proses transisi dari sol menjadi gel. Reaksi kondensasi melibatkan ligan hidroksil untuk menghasilkan polimer dengan ikatan
M-O-M. Reaksi kondensasi ini menghasilkan produk samping berupa air atau alkohol. Persamaan reaksinya yaitu :
M-OH + HO-M M-O-M + H
2
O kondensasi air M-OH + M-OR M-O-M + R-OH kondensasi alkohol
Produk dari reaksi intermediet hasil reaksi hidrolisis berperan juga dalam reaksi kondensasi. Menurut Beganskiene, et al 2004 didapatkan
hasil nanopartikel silika dengan reaksi kimia sebagai berikut : OR
3
SiOH + OHSiOR
3
OR
3
Si-O-SiOR
3
+ H
2
O kondensasi air
OHSiOR
3
+ SiOR
4
OR
3
Si-O-SiOR
3
+ ROH kondensasi alkohol
Pada tahap kondensasi ini, gugus hidroksil dari produk intermediet [OH
x
SiOR
4-x
] akan bereaksi dengan gugus etoksi dari TEOS yang lain kondensasi alkohol. Namun dapat juga dengan gugus hidroksil
dari produk intermediet yang lainnya kondensasi air untuk membentuk jembatan Si-O-Si. Kondensasi air memiliki kecepatan berkondensasi
ribuan kali lebih cepat dari kondensasi alkohol Ibrahim et al, 2010.
15
c. Pematangan Ageing Tahap berikutnya yaitu reaksi pematangan gel yang telah
terbentuk pada reaksi kondensasi. Pada reaksi pematangan ageing, terbentuk jaringan gel yang lebih kuat, kaku, dan menyusut dalam
larutan. d. Pengeringan
Tahap terakhir yaitu pengeringan yaitu proses penguapan larutan dan cairan yang tidak diinginkan agar didapatkan struktur sol gel yang
memiliki luas permukaan yang tinggi.
4. Tembaga
