Sintesis dan Karakterisasi Zeolit dari Mineral Alam Toraja Utara sebagai Adsorben Ion Pb(II) dan Fe(III) = Synthesis and Characterization of Zeolite from North Toraja Natural Minerals as Pb(II) and Fe(III) Ions Adsorbents

Latar belakang. Mineral alam Toraja Utara memiliki kandungan silika dan alumina yang berpotensi sebagai bahan baku dalam sintesis zeolit. Zeolit merupakan salah satu material berpori untuk pengolahan limbah cair yang mengandung ion logam berat. Tujuan utama penelitian adalah untuk mensintesis dan mengarakterisasi zeolit dari mineral alam Toraja Utara, kemudian diaplikasikan sebagai adsorben ion Pb(II) dan Fe(III). Zeolit disintesis menggunakan bahan baku mineral alam Toraja Utara yang mengandung silika dan alumina melalui metode hidrotermal dengan penambahan NaOH pada berbagai variasi konsentrasi, juga waktu reaksi untuk evaluasi lebih lanjut. Hasil analisis XRD mengonfirmasi bahwa jenis zeolit murni yang berhasil disintesis yaitu analsim (ANA) dengan struktur kristal tetragonal dan kankrinit (CAN) dengan struktur kristal heksagonal. Rasio molar Si/Al yang diperoleh dari analisis EDX adalah 2,40 untuk ANA dan 1,27 untuk CAN. Spektra FTIR menunjukkan pita serapan khas zeolit, dengan peningkatan intensitas yang diamati pada konsentrasi NaOH yang lebih tinggi. Zeolit ANA menampilkan pita serapan khas di bawah 650 cm⁻¹ yang berkaitan dengan getaran cincin ganda dalam strukturnya, sementara pita triplet pada 676, 622, dan 565 cm⁻¹ mengonfirmasi struktur khas CAN. Hasil analisis SEM menunjukkan bahwa kristal ANA berbentuk trapezium dengan ukuran rata-rata 24 µm, sedangkan kristal CAN berbentuk batang dengan panjang rata-rata 1,66 µm. Hasil analisis SAA menunjukkan bahwa zeolit ANA dan CAN termasuk dalam kategori material mesopori. Zeolit ANA memiliki ukuran pori rata-rata 4,97 nm dengan luas permukaan spesifik sebesar 75,49 m²/g. Zeolit CAN memiliki ukuran pori rata-rata 6,84 dan 5,38 nm dengan luas permukaan spesifik sebesar 43,03 dan 51,97 m²/g. Zeolit CAN yang dihasilkan kemudian digunakan sebagai adsorben ion logam Pb(II) dan Fe(III). Kondisi optimal untuk adsorpsi ion Pb(II) dicapai dengan waktu kontak 180 menit dan pH 5, sedangkan untuk ion Fe(III), kondisi optimal dicapai dengan waktu kontak 30 menit dan pH 3. Isoterm adsorpsi dievaluasi menggunakan model Langmuir, Freundlich, dan Sips, dengan model Sips memberikan kesesuaian terbaik. Kapasitas adsorpsi maksimum menurut isoterm Sips non-linear untuk ion Pb(II) dan Fe(III) masing-masing adalah 194,95 mg/g dan 196,63 mg/g. Kinetika adsorpsi untuk kedua ion logam mengikuti model kinetika orde dua semu. Kesimpulan penelitian ini menunjukkan bahwa zeolit yang disintesis dari mineral alam Toraja Utara berupa zeolit CAN dapat digunakan sebagai adsorben yang efektif untuk menghilangkan ion logam berat.

Keyword : Mineral alam, Toraja Utara, Zeolit, Metode hidrotermal, Logam berat, Adsorpsi.