Pembuatan Silika dari Biomassa (Serat) Kelapa

Pembuatan Silika dari Biomassa (Serat) Kelapa

Karisma Nur Saleha (1); Aliffa Kevi Humaira (1); M. Arif Sidik (2)

Penanggungjawab :  Muhammad Ihsan Sofyan (3)

Ket.: (1) Program Studi Kimia Universitas Pertamina (2019-2023)

           (2) Program Studi Kimia UIN Syarif Hidayatullah (2019- ...... )

           (3) Pusat Riset Kimia , Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN), Republik Indonesia

1.Pendahuluan

Salah satu zat yang paling umum dan berguna di Bumi adalah silikon dioksida (silika), kombinasi yang terdiri dari silikon dan oksigen (Iler, 1979).  Ada dua jenis silikon dioksida: kristal dan non-kristal, dan masing-masing memiliki kegunaan dan sifat yang unik (Yadav et al., 2010). Untuk memenuhi kebutuhan berbagai bisnis, silikon dioksida harus diekstraksi dan disintesis dari sumber daya alam atau limbah industri (Rafiee et al., 2012). Karena karakteristik kimia dan fisiknya yang khusus, serta keserbagunaannya, silikon dioksida sangat penting dalam banyak proses industri (Guggenheim et al., 2002) dan merupakan komponen yang diperlukan untuk banyak kemajuan lingkungan dan teknologi (Santos et al., 2015). 

Di alam, silikon dioksida ditemukan dalam berbagai bentuk, termasuk pasir, kuarsa, kaca, dan mineral lainnya (Gtze, 2009). Aplikasi silikon dioksida di berbagai bidang meliputi: keramik, kromatografi, pencegahan korosi, dan katalisis (Brinker & Scherer, 1990). 

Pemanfaatan silikon dioksida secara luas di banyak sektor telah mendorong para peneliti untuk mengidentifikasi sumber dan metodologi potensial untuk produksi silikon dioksida (Fariraia, 2020). Salah satu jalan keluarnya adalah pemanfaatan limbah pertanian sebagai prekursor silikon dioksida (Liou & Yang, 2011; Kumar & Singh, 2014). Beberapa peneliti saat ini terlibat dalam penelitian dan pengembangan studi tentang sintesis silikon dioksida, mengingat aplikasi material yang terkenal di berbagai bidang, termasuk pertanian, biomedis, keramik, industri, lingkungan, nanoteknologi, dan pemurnian air (Santos & Riella, 2021; Della et al., 2002). Salah satu metode yang saat ini sedang dieksplorasi oleh para peneliti untuk mengurangi biaya silikon dioksida dengan kemurnian tinggi adalah ekstraksi silikon dioksida dari limbah pertanian (Chandrasekhar et al., 2003; Kamath & Proctor, 1998). Limbah pertanian, terutama abu yang mengandung silikon dioksida, memiliki potensi signifikan sebagai bahan baku untuk produksi silikon dioksida (Kalapathy et al., 2000; Yalçın & Sevinç, 2001).

Pada laporan praktikum ini, kami menggunakan biomassa serat kelapa sebagai sumber silikon dioksida, karena ia mudah didapatkan di sekitar permukiman manusia, baik di desa, maupun di kota. Dengan mengisolasi (baca:membuat) silikon dioksida dari biomassa serat kelapa, diharapkan dapat menjadi suatu pengetahuan tambahan dalam kegiatan praktikum, juga dapat dimanfaatkan lebih jauh, misalnya dalam studi atau skala eksperimen yang lebih besar.

2.Metode

Serat kelapa (atau coconut fiber-CF) awalnya dibersihkan dan ditimbang (100 g). Kemudian dimasukkan ke dalam chamber, untuk selanjutnya masuk ke dalam tungku, di mana ia mengalami pirolisis pada suhu 450 °C selama waktu penahanan satu jam (Vadery et al., 2016). Setelah pirolisis selesai, serat kelapa didinginkan, dikeluarkan, dan digiling dengan mortar dan alu. Produk dari proses ini disebut sebagai abu serat kelapa atau coconut fiber ash (CFA).

Selanjutnya, 0,5 g CFA ditimbang dan dipindahkan ke dalam labu Enlenmeyer. Setelah langkah ini, 20 mL NaOH 2,5 N ditambahkan ke dalam labu, dan campuran dipanaskan pada suhu 100 °C selama 1 jam. Setelah dingin, campuran disaring menggunakan kertas saring Whatman 41. Filtrat kemudian didinginkan, dan setelah itu, dititrasi dengan larutan asam sulfat 5 N. Pembentukan endapan terjadi ketika pH turun di bawah 10. Endapan kemudian disaring dan dicuci dengan air suling. Setelah langkah ini, endapan dikeringkan dalam oven pada suhu 70°C selama 2 jam untuk memperoleh hasil silikon dioksida (SiO2) berwarna keputihan (Anuar et al., 2018).

3.Hasil dan Diskusi

Serat kelapa (CF), menurut penelitian sebelumnya memiliki kandungan elemen silicon yang cukup besar (>20%) (Afghani et al., 2023). Tabel/gambar berikut ini menjabarkan hasil X-Ray Fluoresence (XRF) dari CF dan CFA.     

Kemudian, kami melakukan perhitungan yield dari proses pirolisis CF menjadi CFA, didapati yield sebesar 30%. Sebelumnya kami melakukan pirolisis tanpa menggunakan chamber (menggunakan cawan porselen biasa) dan didapati yield jauh di bawah 30%. Sehingga dapat disimpulkan bahwa penggunaan chamber dapat meningkatkan efektifitas proses pirolisis.

Pyrolisis Chamber (Sumber:Pribadi-MIS)

Terakhir, gambar berikut adalah produk silikon dioksida atau silika hasil praktikum kami sesuai metode yang dijelaskan sebelumnya di atas. Dengan metode tersebut, elemen-elemen lain selain Si menjadi terdekontaminasi sehingga didapatkan Silika murni. Semoga bermanfaat!

Silika hasil percobaan di Laboratorium Kimia BRIN (Sumber:Pribadi-MIS)