Abstrak — Padatan  HKUST-1,  UiO-66,  dan  MOF  biner  UiO- 66/HKUST-1  telah  berhasil  disintesis  menggunakan  metode solvotermal  secara  one  pot  process.  Sintesis  padatan  MOF biner  UiO-66/HKUST-1  dilakukan  dengan  penambahan variasi jumlah UiO-66 sebesar 5, 10, dan 20% terhadap jumlah HKUST-1. Padatan hasil sintesis dikarakterisasi menggunakan instrumen  XRD,  FTIR  dan  SEM.  Difraktogram  hasil  sintesis memiliki  puncak  karakteristik pada 2θ = 6,7°;  9,5°;  11°,  54°; dan 19° untuk padatan HKUST-1; 7, 34°, 8,3° dan 25,6°  untuk padatan  UiO-66;  6,64°,  7,18°,  9,36°,  11,5°  dan  18,9°  untuk padatan MOF biner. Analisa FTIR menunjukkan bahwa MOF biner  hasil  sintesis  memiliki  daerah    serapan  yang  sama dengan padatan HKUST-1 dan UiO-66. Mikrograf MOF Biner hasil  sintesis  menunjukkan  terdapat  perpaduan  morfologi antara HKUST-1 dan UiO-66.
Kata Kunci — HKUST-1,  MOF  biner  UiO-66/HKUST-1, Solvotermal.

## I. PENDAHULUAN
etal  Organic  Framework (MOF)  merupakan  senyawa hibrida  anorganik-organik  yang  terbentuk  dari  ion logam  dan  ligan  organik  melalui  ikatan  koordinasi  [1]. Variasi  logam  dan  ligan  organik  yang  digunakan menghasilkan Metal  Organic  Framework (MOF)  dengan sifat  kimia,  struktur,  dan  topografi  yang  berbeda-beda, sehingga Metal  Organic  Framework (MOF)  memiliki keunggulan  dan  keunikan  dibandingkan  material  berpori lainnya.  Pada  umumnya  MOF  memiliki  (i)  luas  permukaan yang  besar,  (ii)  porositas  yang  tinggi,  (iii)  struktur  yang bervariasi, dan (iv) ukuran pori yang teratur [2]. Ukuran dan volume  pori  pada Metal  Organic  Framework (MOF)  dapat disesuaikan terhadap aplikasi dari Metal Organic Framework (MOF). Metal  Organic  Framework (MOF) banyak digunakan sebagai katalisis, adsorben, serta template padatan [1].
Salah satu MOF yang sering digunakan sebagai adsorben adalah  HKUST-1  ( Hongkong  University  Of  Science  And Technology  -  1 ).  Besarnya  luas  permukaan  dan  keteraturan pori  yang  dimiliki  oleh  HKUST-1  menjadikannya  sebagai adsorben  yang  selektif.  Namun,  HKUST-1  memiliki  pori berukuran  mikro  yang  dapat  menghambat  laju  difusi  pada proses  adsorpsi.  Peningkatan  ukuran  pori  dapat  dilakukan melalui  penambahan  logam  atau  senyawa  mesopori  pada MOF  [3].  Penelitian  sebelumnya  menyebutkan  bahwa penambahan  senyawa  mesopori  jenis  polioksometalat (H 6 P 2 W 19 O 62 ) pada HKUST-1 meningkatkan luas permukaan  dan  ukuran  pori  komposit  yang  dihasilkan dibandingkan HKUST-1 murni [4]. Hal ini dapat membantu meningkatkan kinerjanya sebagai adsorben maupun katalis.
Baru-baru ini,  [5]  dan  [6]  melaporkan  tentang  sintesis MOF  biner  untuk  meningkakan  ukuran  pori  dari  MOF. Berdasarkan  uraian  diatas,  maka  pada  penelitian  ini dilakukan  sintesis  MOF  biner  UiO-66/HKUST-1  secara solvotermal.

## II. METODOLOGI PENELITIAN

## A.  Sintesis  HKUST-1,  UiO-66  dan  MOF  Biner  UiO- 66/HKUST-1
HKUST-1 disintesis  mengikuti prosedur  yang dilaporkan oleh  Chowdhury  dan  kawan-kawan  [7].  Sintesis  HKUST-1 dimulai  dengan  melarutkan  2,077  g  Cu(NO 3 ) 2 .3H 2 O  dalam 15  mL  aqua  DM  sedangkan  1  g  BTC  dilarutkan  dalam  30 mL  campuran  etanol  dan  DMF  dalam  botol  duran  terpisah. Masing-masing  larutan  diaduk  menggunakan  pengaduk magnetik  selama  30  menit.  Campuran  reaksi  dipanaskan dalam  oven  pada  suhu  100  °C  selama  10  jam,  kemudian didinginkan  pada  suhu  kamar  selama  dua  hari  setelah  itu dilanjutkan  dengan  dekantasi.  Endapan  yang  dihasilkan dicuci  menggunakan  40  mL  DMF  kemudian  direndam selama  semalam  setelah  itu  dilanjutkan  dengan  dekantasi. Metode  pencucian  diulangi  menggunakan  60  mL  metanol dalam  penangas  minyak  pada  suhu  berkisar  40  °C  -  55  °C selama 72 jam. Endapan yang dihasilkan dikeringkan dalam oven pada suhu 55 ºC selama 4 jam.
UiO-66  disintesis  mengikuti  prosedur  yang  dilaporkan oleh  Azhar  dan  kawan-kawan  [5].  Sintesis  UiO-66  dimulai dengan  melarutkan  0,3496  g  ZrCl 4 dalam  15  mL  DMF sedangkan  0,2492  g  H 2 BDC  dilarutkan  dalam  15  mL  DMF dalam  botol  duran  terpisah.  Masing-masing  larutan  diaduk menggunakan  pengaduk  magnetik  selama  30  menit. Campuran reaksi dipanaskan dalam oven pada suhu 120 °C selama  24  jam  kemudian  didinginkan  pada  suhu  kamar selama  semalam  dilanjutkan  dengan  dekantasi.  Endapan yang dihasilkan dicuci menggunakan 40 mL DMF kemudian didekantasi kembali. Metode pencucian diulangi menggunakan  30  mL  kloroform.  Endapan  yang  dihasilkan dikeringkan dalam oven pada suhu 60 °C selama 4 jam.
Sintesis  MOF  biner  UiO-66/HKUST-1  memiliki  metode hampir  sama  dengan  sintesis  HKUST-1  dan  UiO-66.  UiO- 66  yang  telah  dipanaskan  dalam  oven  pada  120  °C  selama 24  jam  ditambahkan  ke  dalam  prekursor  HKUST-1. Selanjutnya,  metode  sintesis  serupa  dengan  metode  sintesis HKUST-1.

## B. Karakterisasi Padatan Hasil Sintesis
Masing-masing  padatan  hasil  sintesis  dikarakterisasi menggunakan  instrumen X-Ray Diffraction (XRD), Fourier  Transform  Infra  Red (FTIR),    dan Scanning Electron Microscope (SEM).

## III. HASIL DAN DISKUSI
A.  Hasil  Sintesis  HKUST-1,  UiO-66,  dan  MOF  Biner  UiO- 66/HKUST-1
Sintesis  padatan  HKUST-1  dan  UiO-66  dilakukan menggunakan metode solvotermal sedangkan padatan MOF biner  UiO-66/HKUST-1  menggunakan one  pot  process . Padatan  HKUST-1  hasil  sintesis  berwarna  biru  cerah  yang memiliki  kesamaan  dengan  penelitian  sebelumnya  [7].
Liyana Labiba Zulfa, Ratna Ediati, dan Yuly Kusumawati Departemen Kimia, Fakultas Sains, Institut Tekologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : ratna.ediati@gmail.com

## Sintesis MOF Biner UiO-66/HKUST-1 dengan Metode Solvotermal
M
Padatan  UiO-66  hasil  sintesis  berwarna  putih  yang memiliki  kesamaan  dengan  penelitian  sebelumnya  [5]. Padatan  MOF  biner  UiO-66/HKUST-1  variasi  5% selanjutnya  disebut  UH  (5),  MOF  biner  UiO-66/HKUST-1 variasi  10%  selanjutnya  disebut  UH  (10),  dan  MOF  biner UiO-66/HKUST-1 variasi 20% selanjutnya disebut UH (20) hasil  sintesis  berwarna  biru  yang  memiliki  kesamaan dengan  penelitian  sebelumnya  [5].  Massa  padatan  hasil sintesis ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Massa padatan hasil sintesis Sampel Massa (gram) HKUST-1 2,2129 UiO-66 0,3 UH (5) 2,0290 UH (10) 2,2070 UH (20) 2,4174
Berdasarkan  pada  Tabel  1,  terlihat  bahwa  semakin banyak  penambahan  jumlah  UiO-66  massa  padatan  MOF biner yang dihasilkan semakin bertambah.

## B. Karakterisasi Padatan Hasil Sintesis

## 1) B.1 Hasil Karakterisasi Difraksi Sinar-X (XRD)
Hasil  difraktogram  padatan  hasil  sintesis  ditunjukkan pada Gambar. 1.
Difraktogram  padatan  HKUST-1  hasil  sintesis  memiliki puncak  karakteristik  pada  daerah  2θ  = 6,7°;  9,5°;  11,54°; dan  19°.  Difraktogram  padatan  HKUST-1  hasil  sintesis sesuai  dengan  penelitian  yang  telah  dilakukan  sebelumnya [8]  yaitu  puncak  pada  daerah  6,7°  dan  9,5°  dengan intensitas  sedang;  puncak  utama  yang  khas  pada  daerah 11,5°  dengan  intensitas  tertinggi;  puncak  karakteristik lainnya pada daerah 13,4° dengan intensitas lemah.

## Gambar 1. Difraktogram padatan hasil sintesis.
Difraktogram  UiO-66  hasil  sintesis  memiliki  puncak karakteristik  pada  2θ  =  7,34°; 8,3°  dan  25,6°.  Puncak karakteristik  UiO-66  hasil  sintesis  sesuai  dengan  pola difraksi  yang  telah  disintesis  sebelumnya  [9]  yaitu  puncak yang  muncul  adalah  7,3°  sebagai  puncak  karakteristik  serta beberapa  puncak  lainnya  yang  muncul  p ada  daerah  2θ  = 8,4°  dan  25,6°.  Difraktogram  MOF  biner  hasil  sintesis memiliki  puncak  karakteristik  pada  2θ  =  11,5°,  serta beberapa puncak lainnya pada daerah 2θ = 6,64° ; 9,36°; dan 18,9°. Puncak karakteristik tersebut menandakan terdapatnya  padatan  HKUST-1  dalam  MOF  biner  hasil sintesis.  Puncak  karakteristik  UiO-66  juga  terdapat  dalam difraktogram  hasil  sintesis  namun  dengan  intensitas  rendah yaitu 2θ = 7,18°.

## 2) Hasil Karakterisasi Fourier Transform Infra Red (FTIR)
Hasil  karakterisasi  spektra  FTIR  padatan  hasil  sintesis ditunjukkan pada Gambar 2.
Spektra  serapan  padatan  HKUST-1,  UiO-66,  dan  MOF biner  hasil  sintesis  menunjukkan  pita  serapan  yang  khas seperti  terlihat  pada  Gambar  2.  Daerah  pita  serapan  yang lebar  pada  bilangan  gelombang  sekitar  2600  -  3500  cm -1 merupakan  daerah  serapan  vibrasi  ulur  gugs  O-H  dari karboksilat  dalam  H 3 BTC  maupun  H 2 BDC.  Pita  serapan pada  bilangan  gelombang  sekitar  1630  -  1660  cm -1 merupakan  daerah  serapan  C=O  pada  asam  karboksilat dalam  H 3 BTC  maupun  H 2 BDC.  Pita  serapan  pada  bilangan gelombang  sekitar  1450  -  1650  cm -1 merupakan  daerah serapan  vibrasi  C=C  khas  cincin  aromatik  yang  terdapat dalam  penghubung  organik.  Pita  serapan  pada  bilangan gelombang  sekitar  1400  cm -1 merupakan  daerah  serapan vibrasi  ulur  C-O  dari  asam  karboksilat.  Padatan  HKUST-1 memiliki  pita  serapan  yang  khas  pada  bilangan  gelombang 731,05 cm -1 yang  menandakan terdapatnya vibrasi ulur dari Cu-O.  Hal  ini  mendandakan  bahwa  telah  terbentuk  ikatan antara Cu dari atom pusat dengan O pada ligan organik  [9]. Tidak  adanya  pita  vibrasi  pada  daerah  410,  500,  610  dan 615 cm -1 menandakan padatan hasil sintesis telah bebas dari pengotor kristal CuO dan Cu 2 O selama proses nukleasi dari HKUST-1.  Hal  ini  sesuai  dengan  hasil  karakterisasi  XRD yang  menyatakan  bahwa  tidak  terdapat  pengotor  CuO  dan Cu 2 O pada padatan HKUST-1 dan MOF biner hasil sintesis. Padatan  UiO-66  memiliki  pita  serapan  yang  khas  pada bilangan  gelombang  661,61  cm -1 yang  menandakan terdapatnya  vibrasi  dari  Zr-O.  Hal  ini  mendandakan  bahwa telah  terbentuk  ikatan  antara  Zr  dari  atom  pusat  dengan  O pada ligan organik yang dipengaruhi oleh ikatan C-H dan O- H  [10].  Padatan  UH  (5),  UH  (10),  dan  UH  (20)  memiliki pita serapan pada bilangan  gelombang 728 cm -1 merupakan vibrasi  dari  Cu-O  serta  pita  serapan  pada  bilangan gelombang  sekitar  745  cm -1 merupakan  vibrasi  dari  Zr-O. Puncak serapan pada MOF biner hasil sintesis sesuai dengan penelitian sebelumnya [5].
Gambar 2. Spektra FTIR padatan hasil sintesis.
3) Hasil  Karakterisasi  Scanning  Electron  Microscope (SEM)
Hasil karakterisasi SEM padatan hasil sintesis ditunjukkan pada Gambar 3.
Morfologi  padatan  HKUST-1  ditunjukkan  pada    Gambar 3.a  memiliki  bentuk  oktahedral.  Morfologi  ini  memiliki kesamaan  dengan  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan sebelumnya  [7]  menunjukkan  bahwa  sintesis  HKUST-1 menggunakan  pelarut  air  :  DMF  :  etanol  =  1  :  1  :  1  pada suhu  100  °C  memiliki  bentuk  oktahedral  dengan  ukuran kistal  yang  seragam  serta  bentuk  yang  tajam  pada  setiap sisinya.
Gambar  3.  Mikrograf  (a)  HKUST-1  (b)  UiO-66  (c)  MOF  biner  UiO- 66/HKUST-1 hasil sintesis.
Morfologi  UiO-66  seperti  ditunjukkan  pada  Gambar  3.b memiliki  bentuk  bulatan  yang  bergerombol.  Morfologi  ini memiliki  kesamaan  dengan  hasil  penelitian  yang  telah dilakukan  sebelumnya  [5]  menunjukkan  bahwa  sintesis UiO66  menggunakan  pelarut  DMF  pada  suhu  120  °C memiliki bentuk bulatan kecil yang bergerombol. Morfologi permukaan  padatan  UH  (20)  seperti  ditunjukkan  pada Gambar 3.c memiliki bentuk oktahedral dengan bagian luar ditutupi  oleh  bulatan  kecil  bergerombol.  Morfologi  ini memiliki  kesamaan  dengan  padatan  MOF  biner  yang  telah dilakukan  sebelumnya  [5]  memiliki  bentuk  oktahedral dengan  bagian  luar  terdapat  bulatan  kecil  bergerombol. Mikrograf  UH  (20)  masih  memperlihatkan  bentuk oktahedral  seperti  HKUST1  namun  tidak  seseragam  dan setajam padatan HKUST-1.

## IV. KESIMPULAN
Padatan  HKUST-1,  UiO-66,  dan  MOF  biner  UiO- 66/HKUST-1  telah  berhasil  disintesis  pada  penelitian  ini menggunakan  metode  solvotermal  secra one  pot  process . Keberhasilan  sintesis  pada  penelitian  ini  dibuktikan  dengan kesesuaian  hasil  karakterisasi  dengan  XRD,  FTIR,  dan SEM.  Difraktogram  padatan  hasil  sintesis  memiliki  puncak karakteristik pada 2θ = 6,7°;  9,5°;  11°,  54°;  dan  19°  untuk padatan  HKUST-1;  7,  34°,  8,3°  dan  25,6°    untuk  padatan
UiO-66; 6,64°, 7,18°, 9,36°, 11,5° dan 18,9° untuk padatan MOF  biner.  Spektra  FTIR  menunjukkan  bahwa  MOF  biner hasil  sintesis  memiliki  daerah  serapan  yang  sama  dengan padatan  HKUST-1  dan  UiO-66.  Mikrograf  HKUST-1 mmemiliki  bentuk  oktahedral,  UiO-66  memiliki  bentuk bulat bergerombol, dan UH (20) memiliki bentuk oktahedral dengan  terdapat  bulatan  bergerombol  di  luar  permukaan oktahedral.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] M.  Ma, “ Preparation  and  Characterization  of  Metal-Organic Frameworks for Biological Applications, ” 2011. [2] Y.-R.  Lee,  J.  Kim,  and  W.-S.  Ahn, “ Synthesis  of  metal-organic frameworks: A mini review, ” Korean J. Chem. Eng. , vol. 30, no. 9, pp. 1667 – 1680, Sep. 2013.
[3] M. Bosch, M. Zhang, and H.-C. Zhou, “ Increasing the Stability of Metal-Organic  Frameworks, ” Adv.  Chem. ,  vol.  2014,  pp.  1 – 8, Sep. 2014.
[4] X.  Liu,  J.  Luo,  Y.  Zhu,  Y.  Yang,  and  S.  Yang, “ Removal  of methylene blue from aqueous solutions by an adsorbent based on metal-organic  framework  and  polyoxometalate, ” J.  Alloys Compd. , vol. 648, no. 648, pp. 986 – 993, Nov. 2015.
[5] M. R. Azhar, H. R. Abid, H. Sun, V. Periasamy, M. O. Tadé, and S. Wang, “ One-pot synthesis of binary metal organic frameworks (HKUST-1  and  UiO-66)  for  enhanced  adsorptive  removal  of water contaminants., ” J. Colloid Interface Sci. , vol. 490, pp. 685 – 694, Mar. 2017.
[6] Y.  Pan et  al. , “ Core – Shell  ZIF-8@ZIF-67-Derived  CoP Nanoparticle-Embedded  N-Doped  Carbon  Nanotube  Hollow Polyhedron  for  Efficient  Overall  Water  Splitting, ” J.  Am.  Chem. Soc. , vol. 140, no. 7, pp. 2610 – 2618, Feb. 2018.
[7] P.  Chowdhury,  C.  Bikkina,  D.  Meister,  F.  Dreisbach,  and  S. Gumma, “ Comparison of adsorption isotherms on Cu-BTC metal organic  frameworks  synthesized  from  different  routes, ” Microporous Mesoporous Mater. , vol. 117, no. 1 – 2, pp. 406 – 413,
Jan. 2009.
[8] Y. Chen, X. Mu, E. Lester, and T. Wu, “ High efficiency synthesis of  HKUST-1  under  mild  conditions  with  high  BET  surface  area and  CO2  uptake  capacity, ” Prog.  Nat.  Sci.  Mater.  Int. ,  vol.  28, no. 5, pp. 584 – 589, Oct. 2018.
[9] F.  Xu et  al. , “ Ultrafast  room  temperature  synthesis  of GrO@HKUST-1 composites with high CO 2 adsorption capacity and  CO  2  /N  2  adsorption  selectivity, ” Chem.  Eng.  J. ,  vol.  303, pp. 231 – 237, Nov. 2016.
[10] X.  Zhu et  al. , “ Inherent  anchorages  in  UiO-66  nanoparticles  for efficient capture of alendronate and its mediated release, ” Chem. Commun. , vol. 50, no. 63, pp. 8779 – 8782, Jul. 2014. ( a ) ( b ) ( c )