Sintesis nanosilika dari limbah sludge geothermal dengan menggunakan metode sol-gel dan pengeringan microwave

Abstract

Nanosilika merupakan silika dalam ukuran nanopartikel yang umum digunakan sebagai bahan pengeras beton dan pengirim obat pada tubuh pada masa kini. Silika amorf merupakan jenis silika yang diminati dalam dunia industri karena kegunaan serta sifat yang unik dan umum diaplikasikan pada berbagai dunia industri. Salah satu sumber silika amorf yang kini giat dikembangkan adalah limbah geothermal dari PT. Geo Dipa, Dieng yang berjumlah 165 ton/bulan. Limbah geothermal tersebut hanya ditampung pada tempat penampungan dan tidak mengalami proses lebih lanjut padahal limbah geothermal tersebut terdiri atas sludge geothermal yang mengandung silika amorf sebesar 90-98% yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber utama silika pada sintesis nanosilika. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan nanosilika dengan metode sol-gel yang memiliki kemurnian tinggi dan luas permukaan terbesar dengan bahan baku limbah sludge geothermal. Penelitian ini melakukan variasi konsentasi NaOH untuk menghasilkan precursor yang dapat mempengaruhi kemurnian partikel dan pada tahap pengeringan akhir menggunakan microwave dengan variasi daya microwave low, medium, medium-high, dan high yang dapat mempengaruhi luas permukaan nanopartikel tersebut. Nanosilika tersintesis dari penelitian ini dikarakterisasi dengan XRF, XRD, SEM, TEM, BET, dan PSA untuk mengetahui komposisi, kristalinitas, ukuran partikel, luas permukaan, dan morfologi pada nanosilika yang disintesis. Sintesis nanosilika dari limbah sludge geothermal dengan metode sol-gel berhasil menghasilkan partikel dalam ukuran nanometer dalam waktu pengeringan yang singkat akibat penggunaan pengeringan microwave. Kemurnian nanosilika tertinggi diperoleh sebesar 98%-massa pada variasi NaOH 1 N dengan daya pengeringan low (100W), sedangkan luas permukaan terbesar tercapai pada nanosilika dengan daya pengeringan high (700 W) dengan waktu pengeringan tercepat selama 20 menit. Kemurnian nanosilika tidak dipengaruhi oleh perlakuan leaching terhadap sludge geothermal. Peningkatan konsentrasi NaOH menyebabkan perolehan massa nanosilika yang lebih banyak dengan kemurnian tinggi, sedangkan perubahan daya pengeringan microwave pada nanosilika menghasilkan luas permukaan yang besar dengan waktu pengeringan yang relatif cepat.