Lewati ke menu navigasi utama Lewati ke konten utama Lewati ke footer situs

Artikel penelitian

Vol 17 No 2 (2023): Volume 17, Number 2, 2023

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

DOI
https://doi.org/10.22146/jrekpros.77696
Telah diserahkan
November 29, 2023
Diterbitkan
Desember 31, 2023

Abstrak

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 SiOdan 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.

Referensi

  1. 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 observed using FTIR. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 742(1):012042. doi:10.1088/1757-8 99X/742/1/012042.
  2. Adi AC, Lasnawatin F. 2021. Handbook of energy & economic statistics of Indonesia.
  3. Breig SJM, Luti KJK. 2021. Response surface methodology: A review on its applications and challenges in microbial cultures. Materials Today: Proceedings. 42:2277–2284. doi:10.1016/j.matpr.2020.12.316.
  4. Ciriminna R, Fidalgo A, Pandarus V, Béland F, Ilharco LM, Pagliaro M. 2013. The Sol–Gel Route to Advanced SilicaBased Materials and Recent Applications. Chemical Reviews. 113(8):6592–6620. doi:10.1021/cr300399c.
  5. H Tangkas IWCW, Astuti W, Sutijan, Sumardi S, Petrus HTBM. 2021. Lithium titanium oxide synthesis by solid-state reaction for lithium adsorption from artificial brine source. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 882(1):012005. doi:10.1088/1755-1315/882/1/012005.
  6. Jenie ASN, Krismastuti FSH, Ningrum YP, Kristiani A, Yuniati MD, Astuti W, Petrus HTBM. 2020. Geothermal silicabased fluorescent nanoparticles for the visualization of latent fingerprints. Materials Express. 10(2):258–266. doi: 10.1166/mex.2020.1551.
  7. Jenie SNA, Ghaisani A, Ningrum YP, Kristiani A, Aulia F, Petrus HTMB. 2018. Preparation of silica nanoparticles from geothermal sludge via sol-gel method. p. 020008. doi:10.1063/1.5064968.
  8. Muljani S, Setyawan H,Wibawa G, Altway A. 2014. A facile method for the production of high-surface-area mesoporous silica gels from geothermal sludge. Advanced Powder Technology. 25(5):1593–1599. doi:10.1016/j.apt.2014.05.01 2.
  9. Muljani S, Wahyudi B, Sumada K, Suprihatin. 2016. Potassium silicate foliar fertilizer grade from geothermal sludge and pyrophyllite. MATEC Web of Conferences. 58:01021. doi:10.1051/matecconf/20165801021.
  10. Muljani S, Wahyudi BW, Suprihatin S, Sumada K. 2018. Synthesis of matrix Si-K-HAs gel from geothermal sludge and peat. Reaktor. 18(2):76. doi:10.14710/reaktor.18.2. 76-83.
  11. Nuryono, Narsito. 2005. Pengaruh konsentrasi asam terhadap karakter silika gel hasil sintesis dari natrium silikat. Indo. J. Chem. 5(1):23–30.
  12. Pambudi NA. 2018. Geothermal power generation in Indonesia, a country within the ring of fire: Current status, future development and policy. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 81:2893–2901. doi:10.1016/j.rser.2017.06 .096.
  13. Petrus HTBM, Fairuz FI, Sa’dan N, Olvianas M, Astuti W, Jenie SA, Setiawan FA, Anggara F, Ekaputri JJ, Bendiyasa IM. 2021. Green geopolymer cement with dry activator from geothermal sludge and sodium hydroxide. Journal of Cleaner Production. 293:126143. doi:10.1016/j.jclepro.2021.1 26143.
  14. Petrus HTBM, Olvianas M, Shafiyurrahman MF, Pratama IGAAN, Jenie SNA, AstutiW, NurpratamaMI, Ekaputri JJ, Anggara 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.
  15. Sdiri A, Higashi T, Bouaziz S, Benzina M. 2014. Synthesis and characterization of silica gel from siliceous sands of southern Tunisia. Arabian Journal of Chemistry. 7(4):486– 493. doi:10.1016/j.arabjc.2010.11.007.
  16. Setiawan FA, Rahayuningsih E, Petrus HTBM, NurpratamaMI, Perdana I. 2019. Kinetics of silica precipitationin geothermal 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.
  17. Sujoto VSH, Sutijan, Astuti W, Sumardi S, Louis ISY, Petrus HTBM. 2022. Effect of operating conditions on lithium recovery from synthetic geothermal brine using electrodialysis method. Journal of Sustainable Metallurgy. 8(1):274–287. doi:10.1007/s40831-021-00488-3.
  18. Sutijan S,Wahyudi S, Ismail MF, Mustika PCB, AstutiW, Prasetya A, Petrus HTBM. 2022. Forward osmosis to concentrate lithium from brine: the effect of operating conditions (pH and temperature). International Journal of Technology. 13(1):136. doi:10.14716/ijtech.v13i1.4371.
  19. Widiyandari H, Pardoyo P, Sartika J, Putra OA, Purwanto A, Ernawati L. 2021. Synthesis of mesoporous silica xerogel from geothermal gludge using sulfuric acid as gelation agent. International Journal of Engineering. 34(7). doi:10.5829/ije.2021.34.07a.02