Penentuan kondisi optimum pembuatan silica gel menggunakan silika geothermal dengan metode sol-gel

https://doi.org/10.22146/jrekpros.77696

Vincent Sutresno Hadi Sujoto(1), I Wayan Christ Widhi Herman Tangkas(2), Widi Astuti(3), Slamet Sumardi(4), Siti Nurul Aisyiyah Jenie(5), Aron Pangihutan Christian Tampubolon(6), Syamsumin Syamsumin(7), Andhika Putera Utama(8), Himawan Tri Bayu Murti Petrus(9), Yuni Kusumastuti(10*)

(1) Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada Jl Grafika No. 2 Kampus UGM, Yogyakarta, 55281
(2) Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada Jl Grafika No. 2 Kampus UGM, Yogyakarta, 55281
(3) BRIN Lampung, Jl. Ir. Sutami, Serdang, Lampung Selatan, Lampung 35361
(4) BRIN Lampung, Jl. Ir. Sutami, Serdang, Lampung Selatan, Lampung 35361
(5) BRIN Serpong, Jl. Puspitek Serpong Gate, Tanggerang Selatan, Banten, 15314
(6) PT. Geo Dipa Energi (Persero), Sikunang, Banjarnegara, Wonosobo, Jawa Tengah
(7) PT. Geo Dipa Energi (Persero), Sikunang, Banjarnegara, Wonosobo, Jawa Tengah
(8) PT. Geo Dipa Energi (Persero), Sikunang, Banjarnegara, Wonosobo, Jawa Tengah
(9) Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada Jl Grafika No. 2 Kampus UGM, Yogyakarta, 55281
(10) Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada Jl Grafika No. 2 Kampus UGM, Yogyakarta, 55281
(*) Corresponding Author

Abstract


Salah satu permasalahan yang muncul di lapangan pembangkit listrik panas bumi (PLTP) adalah terjadinya silica scaling dalam sistem pemipaaan akibat konsentrasi padatan terlarut yang tinggi pada air geotermal (geothermal brine). Silica scalling dapat menyebabkan penurunan efisiensi pembangkitan energi listrik dari panas bumi. Pada penelitian ini lumpur silika yang dihasilkan dari lapangan pembangkit listrik panas bumi akan dimanfaatkan sebagai raw material sintesis silica gel. Silica gel disintesis menggunakan metode sol-gel dengan variasi rasio natrium silikat dan air (1:3 ; 1:4 ; dan 1:5) dan konsentrasi asam klorida ( 0,5 M ; 1 M; dan 2 M). Karakteristik silica gel dilihat menggunakan analisis Forier Transform Infra Red (FTIR). Secara umum, pita serapan yang muncul pada spektra sample silica gel menunjukkan bahwa gugus fungsional yang terdapat pada silica gel adalah gugus silanol (Si-OH) dan gugus siloksan (Si-O-Si). Panjang gelombang 1055,86 cm-1­ menunjukkan gugus Si-O, yang mengindikasikan adanya vibrasi SiO4 dan polimerisasi Si-O-Si saat pembentukan silica gel. Selain itu, kapasitas penjerapan air oleh silika gel menunjukkan bahwa sampel dengan kode A7 memiliki kapasitas penjerapan air terbesar, yaitu mencapai 0,9331 gr air/ gram silica gel. Analisis Response Surface Methodology (RSM) mengindikasikan bahwa konsentrasi asam memberikan pengaruh singnifikan terhadap pembentukan silica gel dibandingkan dengan variasi pengenceran natrium silikat.


Keywords


geothermal;lumpur silika;penjerapan;silica gel; sol-gel

Full Text:

PDF


References

Adelizar AS, Olvianas M, Adythia DM, Syafiyurrahman MF, Pratama IGAAN, Astuti W, Petrus HTBM. 2020. Fly ash and bottom ash utilization as geopolymer: correlation on compressive strength and degree of polymerization ob- served using FTIR. IOP Conference Series: Materials Sci- ence and Engineering. 742(1):012042. doi:10.1088/1757-8 99X/742/1/012042.

Adi AC, Lasnawatin F. 2021. Handbook of energy & economic statistics of Indonesia.

Breig SJM, Luti KJK. 2021. Response surface methodology: A review on its applications and challenges in microbi- al cultures. Materials Today: Proceedings. 42:2277–2284. doi:10.1016/j.matpr.2020.12.316.

Ciriminna R, Fidalgo A, Pandarus V, Béland F, Ilharco LM, Pa- gliaro M. 2013. The Sol–Gel Route to Advanced Silica- Based Materials and Recent Applications. Chemical Re- views. 113(8):6592–6620. doi:10.1021/cr300399c.

H Tangkas IWCW, Astuti W, Sutijan, Sumardi S, Petrus HTBM. 2021. Lithium titanium oxide synthesis by solid-state re- action for lithium adsorption from artificial brine source. IOP Conference Series: Earth and Environmental Scien- ce. 882(1):012005. doi:10.1088/1755-1315/882/1/012005.

Jenie ASN, Krismastuti FSH, Ningrum YP, Kristiani A, Yunia- ti MD, Astuti W, Petrus HTBM. 2020. Geothermal silica- based fluorescent nanoparticles for the visualization of latent fingerprints. Materials Express. 10(2):258–266. doi: 10.1166/mex.2020.1551.

Jenie SNA, Ghaisani A, Ningrum YP, Kristiani A, Aulia F, Pe- trus HTMB. 2018. Preparation of silica nanoparticles from geothermal sludge via sol-gel method. p. 020008. doi:10.1063/1.5064968.

Muljani S, Setyawan H, Wibawa G, Altway A. 2014. A facile me- thod for the production of high-surface-area mesoporo- us silica gels from geothermal sludge. Advanced Powder Technology. 25(5):1593–1599. doi:10.1016/j.apt.2014.05.012.

Muljani S, Wahyudi B, Sumada K, Suprihatin. 2016. Potassi- um silicate foliar fertilizer grade from geothermal sludge and pyrophyllite. MATEC Web of Conferences. 58:01021. doi:10.1051/matecconf/20165801021.

Muljani S, Wahyudi BW, Suprihatin S, Sumada K. 2018. Syn- thesis of matrix Si-K-HAs gel from geothermal sludge and peat. Reaktor. 18(2):76. doi:10.14710/reaktor.18.2. 76-83.

Nuryono, Narsito. 2005. Pengaruh konsentrasi asam terha- dap karakter silika gel hasil sintesis dari natrium silikat. Indo. J. Chem. 5(1):23–30.

Pambudi NA. 2018. Geothermal power generation in Indone- sia, a country within the ring of fire: Current status, futu- re development and policy. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 81:2893–2901. doi:10.1016/j.rser.2017.06.096.

Petrus HTBM, Fairuz FI, Sa’dan N, Olvianas M, Astuti W, Je- nie SA, Setiawan FA, Anggara F, Ekaputri JJ, Bendiyasa IM. 2021. Green geopolymer cement with dry activator from geothermal sludge and sodium hydroxide. Journal of Cle- aner Production. 293:126143. doi:10.1016/j.jclepro.2021.1 26143.

Petrus HTBM, Olvianas M, Shafiyurrahman MF, Pratama IGA- AN, Jenie SNA, Astuti W, Nurpratama MI, Ekaputri JJ, Ang- gara F. 2022. Circular Economy of Coal Fly Ash and Silica Geothermal for Green Geopolymer: Characteristic and Kinetic Study. Gels. 8(4):233. doi:10.3390/gels8040233.

Sdiri A, Higashi T, Bouaziz S, Benzina M. 2014. Synthesis and characterization of silica gel from siliceous sands of so- uthern Tunisia. Arabian Journal of Chemistry. 7(4):486– 493. doi:10.1016/j.arabjc.2010.11.007.

Setiawan FA, Rahayuningsih E, Petrus HTBM, Nurpratama MI, Perdana I. 2019. Kinetics of silica precipitation in geother- mal brine with seeds addition: minimizing silica scaling in a cold re-injection system. Geothermal Energy. 7(1):22. doi:10.1186/s40517-019-0138-3.

Sujoto VSH, Sutijan, Astuti W, Sumardi S, Louis ISY, Petrus HTBM. 2022. Effect of operating conditions on lithi- um recovery from synthetic geothermal brine using ele- ctrodialysis method. Journal of Sustainable Metallurgy. 8(1):274–287. doi:10.1007/s40831-021-00488-3.

Sutijan S, Wahyudi S, Ismail MF, Mustika PCB, Astuti W, Prase- tya A, Petrus HTBM. 2022. Forward osmosis to concentra- te lithium from brine: the effect of operating conditions (pH and temperature). International Journal of Techno- logy. 13(1):136. doi:10.14716/ijtech.v13i1.4371.

Widiyandari H, Pardoyo P, Sartika J, Putra OA, Purwanto A, Ernawati L. 2021. Synthesis of mesoporous silica xero- gel from geothermal gludge using sulfuric acid as gela- tion agent. International Journal of Engineering. 34(7). doi:10.5829/ije.2021.34.07a.02.



DOI: https://doi.org/10.22146/jrekpros.77696

Article Metrics

Abstract views : 1374 | views : 1730

Refbacks

  • There are currently no refbacks.




Copyright (c) 2023 The authors

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Jurnal Rekayasa Proses  (print ISSN 1978-287X; online ISSN 2549-1490) is published by Chemical Engineering Department, Faculty of Engineering, Universitas Gadjah Mada. View website statistics.