Sintesis dan Karakterisasi Silika Mesopori Dari Limbah Kaca Bening

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar 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).

Universitas Sumatera Utara

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.

Universitas Sumatera Utara

3

1.2 Permasalahan
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.

1.3 Tujuan Penelitian
1. Untuk memperoleh silika mesopori dari limbah kaca bening.
2. Untuk mengetahui karakterisasi silika mesopori yangdiperoleh dari limbah
kaca bening.

1.4 Manfaat Penelitian
Penelitian mengenai silika dari limbah kaca ini diharapkan dapat
meningkatkan nilai tambah terhadap silika darilimbah kaca serta menambah
wawasan ilmu pengetahuan.

1.5 Lokasi 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).

1.6 Metodologi 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

Universitas Sumatera Utara

4

silika dikalsinasi kembali pada suhu 9000C. Hasilnya dikarakterisasi dengan
menggunakan analisa FT-IR, XRD, BET dan SEM.

Universitas Sumatera Utara