Pengaruh jenis dan konsentrasi surfaktan terhadap karakteristik nanosilika dari limbah sludge geothermal dengan menggunakan metode sol-gel

Abstract

Indonesia merupakan salah satu negara yang memiliki banyak gunung berapi sehingga Indonesia memiliki sumber geothermal atau panas bumi yang berlimpah. Di Indonesia, panas bumi biasa digunakan sebagai energi untuk pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTPB). Salah satu PLTPB di Indonesia adalah PLTPB Geo Dipa Dieng di Jawa Tengah yang menghasilkan limbah geothermal yang terdiri dari limbah padat (sludge) dan limbah cair (brines). Limbah geothermal tersebut kemudian dibuang ke tempat penampungan limbah tanpa pengolahan lebih lanjut. Limbah tersebut berpotensi mencemari lingkungan karena limbah geothermal mengandung garam logam dan berbagai logam berat apabila tidak ditangani dengan baik. Selain itu limbah geothermal juga mengandung silika yang cukup tinggi yaitu sekitar 90 hingga 98 % sehingga dapat dimanfaatkan sebagai sumber silika pada penelitian ini. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan nanosilika yang tidak mengalami aglomerasi dari limbah sludge geothermal melalui metode sol – gel dengan penambahan surfaktan. Penelitian ini dilakukan dengan memvariasikan jenis suraktan yaitu alkyl benzene sulphonate (ABS), sodium dodecyl sulphate (SDS), cetyl trimethylammonium bromide (CTAB), dan poly vinyl pyrrolidone (PVP) pada konsentrasi CMC dalam larutan prekursor Na2SiO3. Nanosilika hasil dari penelitian ini akan dikarakterisasi dengan XRD, XRF, TEM, PSA dan FTIR untuk mengetahui komposisi, struktur kristal, ukuran, luas permukaan, dan morfologi pada nanosilika. Sintesis nanosilika pada metode sol – gel ini dilakukan penambahan surfaktan ABS, SDS, CTAB, dan PVP pada konsentrasi CMC dalam larutan prekursor Na2SiO3 secara berturut – turut diperoleh pada konsentrasi surfaktan sebesar 0,15 %-b, 0,5 %-b, 0,05 %-b, dan 1 %-b. Berdasarkan hasil karakterisasi TEM dihasilkan ukuran partikel nanosilika pada NS pada rentang 1,460 - 2,235 nm, NS_ABS_CMC pada rentang 4,554 - 6,193 nm, NS_SDS_CMC pada rentang 2,099 - 3,193 nm, NS_CTAB_CMC pada rentang 1,460 - 2,555 nm, dan NS_PVP_CMC pada rentang 2,007 - 3,650 nm. Nanosilika yang disintesis dengan penambahan surfaktan PVP pada konsentrasi CMC dapat menghasilkan nanosilika yang tidak mengalami aglomerasi. Nanosilika tersebut juga memiliki kemurnian pada rentang 56,67 – 98,03 % - berat dengan pengotor berupa NaCl.