Jurnal Matematika, Sains, dan Pembelajarannya
Vol.7, No.1, Januari 2021, pp. 76~86
ISSN 2622-8904 (online)

## Karakterisasi Abu Dasar Batubara Termodifikasi 8-Hidroksikuinolin sebagai Adsorben Ion Logam Cu(II) dan Cd(II)

## Agusriyadin
Universitas Sembilanbelas November Kolaka e-mail: Agusriyadin85@gmail.com

## Abstrak
Telah dilakukan penelitian tentang adsorpsi ion Cu(II) dan Cd(II) menggunakan abu dasar batubara teraktivasi (ADT) dan abu dasar batubara termodifikasi 8-hidroksikuinolin (ADO). Penelitian ini bertujuan untuk  mempelajari  kemampuan  ADT  dan  ADO  dalam  mengadsorpsi  ion  logam  Cu(II)  dan  Cd(II). Karakterisasi  adsorben  dilakukan  menggunakan  SEM-EDS  untuk  mengamati  morfologi/kenampakan permukaan  adsorben  serta  mengidentifikasi  komponen  kimia  unsur-unsur  penyusun  abu  dasar,  Fourier Transform  Infrared  (FTIR)  untuk  mengidentifikasi  gugus  fungsi  yang  terdapat  pada  adsorben,  X-ray diffraction  (XRD)  untuk  melihat  perubahan  kristalinitas  mineral  penyusun  adsorben,  dan  Gas  Sorption Analyzer  (GSA) untuk menentukan  sifat  pori adsorben  seperti  ukuran diameter,  luas permukaan, distribusi ukuran pori, dan volume pori dari adsorben yang digunakan. Karakterisasi ini dilakukan sebelum dan sesudah adsorpsi.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  pH  optimum  semua  kondisi  perlakuan  tercapai  pada  pH  6 dengan kapasitas adsorpsi ADQ  terhadap logam Cu(II) dan Cd(II) masing-masing 24, 64 mg.g -1 dan 22,50 mg.g -1 .  Kapasitas  adsorpsi  ADQ  selalu  lebih  tinggi  dibandingkan  ADT.  Afinitas adsorpsi ion  logam Cu(II) juga lebih baik dibandingkan ion Cd(II) terhadap kedua adsorben.
Kata Kunci:8-Hidroksikuinolin, Abu Dasar, Adsorpsi, Cd(II), Cu(II)

## 1. PENDAHULUAN
Sejalan dengan pertumbuhan dan perkembangan penduduk, kebutuhan air untuk berbagai keperluan semakin meningkat.  Pemenuhan  kebutuhan  air  bersih  saat  ini  sudah  menjadi  masalah  yang  cukup  serius  karena meningkatnya  pencemaran  air  oleh  logam  berat,  seperti  Cu(II)  dan  Cd(II)  yang  merupakan  limbah  dari industri-industri  elektroplating,  pengolahan  logam,  tekstil,  cat  maupun  tinta.  Pencemaran  ini  menimbulkan berbagai  pengaruh  terhadap  manusia  dan  sangat  merugikan  karena  sebagian  besar  zat-zat  tersebut  bersifat karsinogenik (Haryoto dan Wibowo, 2004). Tingginya resiko pencemaran lingkungan oleh ion logam berat, memberikan  konsekuensi  perlunya  sistem  pengelolaan  limbah  yang  baik. Sistem  pengelolaan  limbah  harus dapat  menurunkan  kadar  polutan  seperti  ion  logam  berat  hingga  batas  aman.  Organisasi  Kesehatan  Dunia (WHO) menetapkan batas yang diperbolehkan Cu 2+ dalam air minum adalah 1,5 mg L -1 (Bilal dkk., 2013). Mengacu pada PP RI No.82 tahun 2001 tentang pengelolaan kualitas air dan pengendalian pencemaran air, batas kandungan logam kadmium (Cd) tidak boleh melebihi 0,01 mg L -1 pada suatu perairan.
Penelitian  sebelumnya  telah  memanfaatkan  abu  dasar  sebagai  abu  adsorben  untuk  mengadsorpsi logam berat Pb (Gorme dkk., 2010), polutan organik (Gupta dkk., 2004) dan zat warna (Dincer dkk., 2007; Saleh dkk., 2012; Jarusiripot, 2014). Kemampuan interaksi abu dasar terhadap logam berat dimungkinkan oleh adanya komponen mineral kuarsa (SiO 2 ) dan mullit (Al 2 O 3 ) dalam fasa amorf (Jarusiripot, 2014). Kapasitas adsorpsi  abu  dasar  terhadap  logam  Cu(II)  pada  konsentrasi  50  ppm menunjukkan nilai  sebesar  0,981  mg/g (Yanti, 2014) dan 1,657 mg/g (Septiana, 2013) sedangkan Cd(II) berkisar 2,29 mg/g (Handayani, 2014). Nilai ini  masih  tergolong  rendah  bila  dibandingkan  dengan  nilai  kapasitas  adsorpsi  Cu(II)  oleh  silika  gel  hasil modifikasi yang mencapai angka 40 mmol/g (Shahata, 2012). Oleh karena itu, dibutuhkan modifikasi abu dasar batubara yang secara selektif dapat meningkatkan kapasitas adsorpsi terhadap Cu(II) dan Cd(II).
Modifikasi  adsorben  dapat  dilakukan  dengan  menggunakan  ligan  organik  untuk  meningkatkan kapasitas  adsorpsi  dan  selektivitas  pemisahan.  8-hidroksikuinolin  (8-HQ)  juga  dikenal  sebagai  8-quinolinol atau  oksin merupakan  pengkhelat  logam  bidentat  yang  mengandung  atom  donor  oksigen  dan  atom  donor
nitrogen yang dapat mengikat atom logam. Immobilisasi 8-HQ ke dalam bahan mesopori dapat berlangsung melalui  interaksi  fisik  (non  kovalen)  maupun  interaksi  kimia  (kovalen).  8-HQ  dilaporkan  telah  digunakan sebagai agen pengkhelat pada permukaan adsorben seperti amberlite IR-20 (Daneshfar dkk., 2011), silika gel (Shahata, 2012), bentonit (Chen dkk., 2014), karbon nanotube (Salam dkk., 2014), alumina (Kamal dkk, 2011), dan  silika  mesopori  (Badiei  dkk.,  2011;  Guo  dkk.,  2015).  Modifikasi  yang  berlangsung  menunjukkan peningkatan yang cukup baik untuk menghilangkan ion logam berat dari larutan.
Berdasarkan uraian yang telah dipaparkan, penelitian ini memfokuskan pada pemanfaatan abu dasar batubara  yang  dimodifikasi  dengan  8-HQ  sebagai  adsorben dalam  mengurangi keberadaan  ion  logam berat Cu(II) dan Cd(II) di dalam larutan. Metode ini diharapkan dapat berlangsung akibat adanya interaksi logam Cu(II)    maupun  Cd(II)  dengan  gugus  fungsional  yang  berada  di  permukaan  adsorben  abu  dasar  batubara termodifikasi.

## 2. METODE PENELITIAN
Aktivasi  abu  dasar  batubara.  Abu  dasar  batubara  yang  akan  diaktivasi  sebelumnya  diayak  dengan ayakan  250  mesh  untuk  mendapatkan  ukuran  partikel  yang  homogen.  Proses  aktivasi  dilakukan  dengan merefluks 20 g abu dasar batubara menggunakan 60 mL HCl 6 M selama 4 jam pada suhu 110 º C. Hasil refluks selanjutnya disaring dan dicuci hingga filtratnya netral. Endapan yang diperoleh dikeringkan dalam oven pada suhu 140 o C selama 12 jam. Selanjutnya adsorben yang terbentuk diletakkan dalam desikator hingga hendak digunakan. Sebagian abu dasar batubara aktif ini digunakan sebagai adsorpsi Cu(II) dan Cd(II) dan sebagian lagi dimodifikasi permukaannya dengan 8-HQ.
Modifikasi abu dasar batubara dengan 8-hidroksikuinolin. Sebanyak 2 gram 8-HQ dilarutkan dalam 20 mL etanol murni. Abu dasar batubara sebanyak 10 gram ditambahkan dalam larutan 8-HQ yang telah dibuat kemudian diencerkan dengan 50 mL akuades dan diaduk dengan variasi waktu 4, 5, 6 dan 9 jam. Hasil yang diperoleh  kemudian dicuci  aquades  hingga  pH  netral.  Padatan  yang  diperoleh dikeringkan  pada  temperatur kamar  kemudian  diayak  dengan  ayakan  250  mesh  untuk  mendapatkan  ukuran  partikel  yang  seragam.  Abu dasar batubara termodifikasi 8-HQ ini digunakan sebagai adsorben dalam proses adsorpsi Cu(II) dan Cd(II) yang akan dibandingkan kemampuannya dengan adsorben abu dasar batubara.
Karakterisasi adsorben. Abu dasar sebelum dan setelah aktivasi dikarakterisasi menggunakan SEM- EDS untuk mengamati perbandingan morfologi permukaan adsorben serta mengidentifikasi komponen kimia unsur-unsur  penyusun  abu  dasar  terhadap  pengaruh  aktivasi  yang  dilakukan.  Keberhasilan  interaksi  proses modifikasi  adsorben  diidentifikasi  menggunakan  spektrofotometer  FTIR  dan  difraksi  sinar  X  dengan mengamati  perubahan  gugus-gugus  fungsi  yang  terjadi  dan  perubahan  kristalinitas  adsorben  baru  yang terbentuk. Perubahan sifat fisik adsorben seperti ukuran jari-jari pori, luas permukaan dan volume pori total diidentifikasi menggunakan GSA.
Pengaruh pH. Sebanyak 0,1 g ADQ diinteraksikan dengan masing-masing 50 mL larutan Cu(II) dan Cd(II) 50 mg L -1 pada berbagai variasi pH (3, 4, 5, 6, 7 dan 8). pH larutan diatur menggunakan buffer sitrat. Campuran  diaduk  dengan  selama  60  menit,  kemudian  disaring.  Konsentrasi  Cu(II)  dalam  filtrat  dianalisis dengan  AAS.  Prosedur  yang  sama  dilakukan  terhadap  ADT.  Larutan  kontrol  dibuat  dengan  prosedur  yang sama namun tanpa penambahan adsorben.
Banyaknya ion logam yang teradsorpsi (kapasitas adsorpsi) dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:
𝑞 𝑒 = (𝐶 0 −𝐶 𝑒 ) 𝑚 х 𝑉 (1)
q e = Kapasitas adsorpsi/jumlah ion logam yang teradsorpsi (mg g -1 ) C 0 = Konsentrasi awal ion logam (mg L -1 ) C e = Konsentrasi ion logam dalam larutan saat kesetimbangan (mg L -1 ) m  = Massa adsorben (g) V  = Volume larutan ion logam (mL)

## 3.1 Karakterisasi Adsorben 3.1.1 Karakterisasi dengan SEM-EDS
Karakterisasi  SEM  merupakan  mikroskop  optis  untuk  studi  tekstur,  topografi  dan  gambaran  suatu serbuk atau padatan dengan ukuran hingga 10 μm yang dapat memperlihatkan morfologi permukaan abu dasar sebelum aktivasi dan setelah aktivasi, seperti yang tersaji dalam Gambar 1. Komposisi unsur penyusun AD dan  ADT  secara  semikuantitatif  dapat  diketahui  dengan  metode  EDS,  (Tabel  1).  Keberadaan  karbon  yang menutupi permukaan AD maupun ADT lebih dikenali sebagai unburned carbon . Unburned carbon itu sendiri terdistribusi acak di permukaan abu dasar. Hasil SEM menampakkan keberadaan karbon ini sebagai gumpalan halus yang menutupi permukaan kristal SiO 2 maupun Al 2 O 3 (Gambar 1). Keberadaan unburned carbon sebagai salah satu komponen penyusun AD telah dikemukakan dalam penelitian Gorme dkk. (2010) serta Geetha dan Ramamurthy  (2010).  Meskipun  tidak  cukup  signifikan,  proses  aktivasi  mengurangi  komposisi unburned carbon serta  mampu  meningkatkan  komposisi  mineral  kuarsa  (SiO 2 )  dengan  cukup  besar.  Disamping  itu, proses aktivasi ini cukup berhasil dalam menghilangkan keberadaan pengotor-pengotor oksida yang dibawa oleh Mg, Ca dan Fe.
Perubahan komposisi Al 2 O 3 memberikan informasi bahwa ikatan Al–O (d=1,60 Å) lebih cenderung lepas  dibandingkan  ikatan  Si–O  (d=1,71  Å)  (Brown,  dkk.,  1969).  Berkurangnya  alumina  pada  abu  dasar meningkatkan  rasio  perbandingan  Si/Al.  Semakin  rendah  rasio  perbandingan  Si/Al  menunjukkan  bahwa distribusi gugus silanol dan siloksan di permukaan abu dasar semakin besar (Vucinic, 2003).  Hasil pengukuran yang disajikan pada Tabel 1 sejalan dengan hasil penelitian yang telah dilaporkan Jarusiripot (2014) mengenai komponen utama dan minor mineral penyusun abu dasar batubara.
Gambar 1 Morfologi permukaan (a)AD dan (b)ADT (Pembesaran 10.000×)
Tabel 1 Komposisi Kimia Abu Dasar Batubara PLTU Cirebon Metode Penguji an Jenis Abu Dasar Komposisi Senyawa (%) C SiO 2 Al 2 O 3 MgO K 2 O CaO Fe 2 O 3 ZnO EDS AD 24,46 29,89 15,29 5,19 0,20 4,28 17,87 0,32 ADT 22,87 48,05 9,67 2,97 0,18 0,17 2,09 0,27

## 3.1.2 Karakterisasi dengan XRD
Karakterisasi XRD bertujuan untuk menentukan sistem kristal suatu mineral. Metode difraksi sinar-X dapat  menerangkan  parameter  kisi,  jenis  struktur,  susunan  atom  yang  berbeda  pada  kristal,  adanya ketidaksempurnaan pada kristal, orientasi, butir-butir dan ukuran butir (Smallman, 1991). Setiap pola difraksi dicirikan  sebagai  sekumpulan  posisi  sudut  difraksi  (2 )  dan  sekumpulan  intensitas  relatif  (I/I o ).  Intensitas puncak dalam suatu difraktogram memberikan gambaran tentang derajat kristalinitas komponen mineral dalam campuran.
Unburned carbon menutupi
permukaan abu dasar uoi Unburned carbon terdistribusi acak di antara mineral abu dasar uoi
(a)
(b)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 In te n si ta s (a .u) 2θ (º)
Fasa  amorf  abu  dasar  memiliki  ikatan  struktur  yang  tidak  stabil  (Querol  dkk.,  1997).  Hasil difraktogram  XRD  pada  Gambar  2  menunjukkan  bahwa  komposisi  utama  abu  dasar  muncul  pada  sudut difraksi pada 26,53º (d = 3,35 Å); 23,91º (d = 3,71 Å) dan 20,77º (d = 4,27 Å). Interpretasi data untuk setiap pola  difraksi  ini  disesuaikan  dengan  JCPDS  sehingga  komponen  mineral  penyusun  abu  dasar  dapat diidentifikasi.
Gambar 2a menunjukkan adanya pola difraksi yang berbeda pada 33,18º ( d = 2,69 Å); 35,51º( d =2,53 Å) yang merupakan pola difraksi dari hematit (Fe 2 O 3 ) (Morris, 1981). Pola lain juga muncul pada sudut difraksi 29,31º ( d =3,04 Å) menunjukkan adanya kalsit (CaCO 3 ) sedangkan sudut difraksi 31,13º (d=2,87Å) merupakan pola difraksi dari CaO (Faridah dkk., 2012).  Kandungan logam oksida seperti hematit dan kalsit dapat dengan mudah bereaksi dengan HCl sehingga mudah untuk dipisahkan. Keberadaan mullit (Al 2 O 3 ) ditunjukkan pada sudut difraksi 39,36º ( d = 2,28 Å) dengan  intensitas yang cukup rendah. Oksida-oksida silika dan natrium aluminat  yang  bersifat  amorf  digambarkan  sebagai  pola  difraksi  melebar  pada  daerah  2 =10º-20º  yang memberikan kenaikan baseline.
Puncak-puncak baru teramati pada difraktogram ADQ (Gambar 2c). Puncak tersebut muncul pada sudut difraksi  12,31º  ( d =7,14Å),  15,12º  ( d= 5,61Å),  dan  23,38º  ( d =3,67Å)  yang  karakteristik  dengan  puncak difraktogram  8-HQ  pada  sudut  difraksi  12,35º  ( d =7,15Å),  15,48º  ( d =5,72Å),  dan  23,41º  ( d =3,79Å).  Selain memberikan  puncak  baru,  sebagian  sudut  difraksi  ADQ  menunjukkan  pergeseran  sudut  difraksi  ke  sudut bidang yang lebih kecil. Hal ini terjadi sebagai akibat adanya interaksi 8-HQ terhadap ADT yang menutupi permukaan  abu  dasar  sehingga  menggeser  sudut  bidang  kristal  yang  terbentuk.  Secara  umum,  proses modifikasi tidak mengubah struktur ADT namun mampu meningkatkan kristalinitas ADQ.
Gambar 2 Difraktogram Sinar-X: (a) AD; (b) ADT; (c) ADQ; dan (d) 8-HQ

## 3.1.3 Identifikasi dengan Spektrofotometer IR
Setiap  gugus  mempunyai  serapan  inframerah  yang  karakteristik  pada  bilangan  gelombang  tertentu sehingga  dapat  diidentifikasi  secara  kualitatif.  Pola  serapan  ADT  dan  ADQ  ditampilkan  pada  Gambar  3. Berdasarkan Gambar 3, nampak bahwa keberadaan serapan lebar vibrasi gugus –OH dari Si–OH (3425 cm -1 ), vibrasi  tekuk  siloksan  Si–O–Si  (462  cm -1 ),  beserta  vibrasi  ulur  asimetris  Si–O  dari  Si–O–Si  (1087  cm -1 ) menjadi gugus dominan yang muncul sebagai serapan khas abu dasar.
Pengaruh aktivasi HCl diamati pada Gambar 3b yang menunjukkan hilangnya pita serapan kuat 1442 cm -1 dari  AD  (Gambar  3a)  sebelum  aktivasi.  Serapan  ini  diduga  kuat  sebagai  serapan  Ca–O  (Atalay  dkk.,
K
H  H K H K M K   M  K          K              M           K             c K   M  K          K              M           K              b K   M K Kt He  K  M        K              M                            a K   – Kuarsa M  – Mullit He – Hematit Kt  – Kalsit Kp – Kapur H  – Hidroksiquinolin Kp K   M K d
2001). Hal ini diperkuat dengan perubahan komposisi senyawa AD dan ADT hasil karakterisasi EDS (Tabel 1).  Peningkatan  intensitas  serapan  secara  tajam  teramati  pada  bilangan  gelombang  462  cm -1 menunjukkan terbentuknya vibrasi tekuk siloksan Si–O–Si yang diikuti dengan terjadinya pergeseran serapan pada 1095 cm - 1 .  Pergeseran  bilangan  bilangan  gelombang  ini  menunjukkan  keberadaan  situs  Si–O–Si  yang  lebih  terbuka sebagai dampak hilangnya pengotor yang menutupi permukaan abu dasar, dan umumnya karena perubahan rasio silikon terhadap aluminium.
Variasi  waktu  modifikasi  dilakukan pada  4, 5, 6 dan  9  jam.  Waktu  modifikasi  yang  terlalu  singkat memungkinkan interaksi gugus pada 8-HQ terhadap permukaan AD kurang optimal. Sebaliknya, bila terlalu lama, dikhawatirkan ikatan yang terbentuk akan terlepas kembali karena pengadukan. Awalnya, semakin lama waktu kontak yang diberikan, semakin tajam serapan yang muncul (Gambar 3c, d, e). Akan tetapi, intensitas ini  berkurang  setelah  9  jam  (Gambar  3f).  Berdasarkan  hal  tersebut,  disimpulkan  bahwa  waktu  interaksi optimum terjadi pada 6 jam.
Keberadaan vibrasi ulur –OH dengan intensitas lemah pada 3142 cm -1 dari 8-HQ dimungkinkan berada tumpang  tindih  dengan  serapan  gugus  OH dari  Si–OH  (3425  cm -1 )  spektra  ADQ.  Keberadaan  vibrasi  C–O juga  diperkirakan  berada  tumpang  tindih  dengan  serapan  C–N  pada  bilangan  gelombang  1300  cm -1 (Pavia dkk., 2009). Munculnya serapan baru pada bilangan gelombang 1300-1600 cm -1 merupakan serapan khas dari 8-HQ (Shahata, 2012; Pan dkk., 2007) menunjukkan bahwa ADT berhasil dimodifikasi.
.
Gambar 3 Spektra inframerah pengaruh aktivasi dan variasi waktu kontak abu dasar batubara:  (a)AD;
(b)ADT; (c)ADQ-4 jam; (d)ADQ-5 jam; (e)ADQ-6 jam; (f)ADQ-9 jam; (g) 8-HQ a b c d e f g
Gambar 4 Spektra inframerah: (a)ADT; (b)Cu-ADT; (c)ADQ; (d)Cu-ADQ
Hal  ini  diperkuat  dengan perubahan  vibrasi  tekuk  H–O–H dari  air  serta  vibrasi  ulur  –OH  dari  Si-OH  yang mengalami pergeseran bilangan gelombang. Pergeseran ini menunjukkan adanya perubahan lingkungan Si– O–Si akibat modifikasi. Interaksi 8-HQ pada permukaan ADT yang kaya akan gugus Si-OH dapat diterangkan melalui ikatan hidrogen (Badiei, 2011). Ikatan hidrogen menyebabkan puncak melebar dan terjadi pergeseran ke arah bilangan gelombang yang lebih kecil.
Keberadaan Cu teradsorpsi pada permukaan ADT maupun ADQ diidentifikasi untuk memperkirakan interaksi ikatan yang berlangsung. Perbedaan pita serapan sebelum dan sesudah diinteraksikannya ion logam terhadap ADT maupun ADQ ditunjukkan pada Gambar 4. Pergeseran bilangan gelombang suatu gugus fungsi setelah adsorpsi mengindikasikan adanya interaksi gugus fungsi tersebut terhadap ion logam (Gorgievski dkk., 2013). Peningkatan serapan ADQ (Gambar 4c dan 4d) pada bilangan gelombang 1327-1573 cm -1 menunjukkan bahwa interaksi Cu(II) terhadap situs aktif ADQ dominan terjadi pada situs aktif 8-HQ. Munculnya serapan baru pada bilangan gelombang 1465 cm -1 merupakan serapan Cu–O (Sekkiana & El Helbawy, 1985).

## 3.1.4 Karakterisasi menggunakan GSA
Salah  satu  sifat  padatan  berpori  adalah  luas  permukaan  dan  porositas.  Pengukuran kedua  faktor  ini merupakan  bagian  sangat  penting pada  setiap  karakterisasi  padatan,  baik  sebagai  katalis  maupun  adsorben. Jika adsorben yang berupa padatan berpori mengadsorpsi adsorbat, maka fenomena ini tidak hanya terjadi di permukaan luar saja tetapi juga di dalam pori (Lowell & Sheild, 1984).
Isoterm adsorpsi nitrogen ADT maupun ADQ menunjukkan pola yang serupa dimana terjadi kenaikan secara cepat pada tekanan relatif (P/P 0 ) rendah, kemudian naik perlahan pada pertengahan dan naik lagi dengan cepat pada P/P 0 mendekati satu. Kenaikan pertama terjadi karena molekul gas yang  teradsorpsi berinteraksi dengan daerah yang berenergi pada permukaan padatan. Pada pengisian ini telah terbentuk lapisan tunggal, kemudian pada daerah P/P 0 yang lebih tinggi, pertambahan molekul gas terjadi pada permukaan yang telah ditempati molekul gas dimana telah terbentuk lapisan tunggal.
Proses pertambahan molekul ini diikuti dengan terbentuknya lapisan berlapis ( multilayer )  dan pada akhir pengisian, terjadi efek pembatasan jumlah lapisan pada adsorbat sehingga memungkinkan kondensasi molekul gas yang teradsorpsi. Akibatnya, terbentuk suatu loop histerisis (Gambar 5). Adanya loop histerisis pada  daerah  pertengahan  merupakan  ciri  khusus  isoterm  tipe  IV  yaitu  jenis  adsorpsi  dari  padatan  berpori dengan ukuran pori 2-50 nm (Lowell dan Sheild, 1984). Ukuran pori (biasanya dinyatakan sebagai lebar pori)
a b c d
merupakan  jarak  antara  dua  dinding  pori.  Ukuran  pori  dibedakan  menjadi  mikropori  (diameter  <2  nm), mesopori (diameter 2-50 nm), dan makropori (diameter > 50 nm) (Do,1998).
Bila  diamati,  terlihat  bahwa loop histerisis  paling  besar  terbentuk  pada  sampel  ADT.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  jumlah  adsorbat  (N 2 )  yang  tertinggal  dalam  pori  saat  desorpsi  paling  banyak.  Dengan kata lain, jumlah mesopori pada sampel ADT lebih banyak dibandingkan ADQ. Selain itu, adanya kemiripan pola isoterm adsorpsi antara ADT dan ADQ menunjukkan bahwa modifikasi adsorben tidak mengakibatkan perubahan struktur permukaan adsorben.
Karakteristik  padatan  berpori  dapat  pula  diamati  berdasarkan  data  distribusi  ukuran  pori  sampel berdasarkan  metode Barrett-Joyner-Halenda (BJH)  yang  tersaji  pada  Gambar  6.  Baik  ADT  maupun  ADQ menggambarkan distribusi ukuran pori sebagian besar berada pada kisaran <20 nm dan >50 nm. Dengan kata lain, baik ADT maupun ADQ mengandung campuran material berpori mikro dan meso.
Luas permukaan spesifik dan distribusi ukuran pori menyatakan tingkat selektivitas adsorben dalam menyerap adsorbat. Adsorben yang mempunyai ketersediaan situs aktif tinggi dan distribusi ukuran pori yang sesuai dengan ukuran adsorbat yang akan diserap, akan mempunyai kemampuan menyerap adsorbat yang lebih tinggi jika luas permukaan spesifik semakin besar. Besaran nilai luas permukaan spesifik, volume pori serta jari-jari  pori  hasil  karakterisasi  dalam  penelitian  ini  (Tabel  2)  berada  pada  rentang  nilai  yang  cukup  besar dibandingkan dengan nilai yang dilaporkan Jarusiripot (2014).
Gambar 5 Isoterm adsorpsi-desorpsi N 2 ADT dan ADQ
Tabel 2 Sifat Permukaan Adsorben Parameter Sifat Permukaan ADT ADQ Luas permukaan spesifik BET (m 2 g -1 ) 126,80 79,21 Volume pori total (mL g -1 ) 0,20 0,16 Jari-jari pori rata-rata ( Å ) 31,44 41,19
Gambar 6 Grafik (a)Distribusi pori; (b)Luas permukaan ADT dan ADQ
0 30 60 90 120 150 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Vo lum e (c c g -1 ) Tekanan Relatif (P/P 0 ) ADT ADQ 0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025 0,003 0,0035 0 20 40 60 80 dV (c c/Å /g) Jari-jari (nm) ADT ADQ 0 20 40 60 80 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 L ua s P er m uka an ( m 2 /g) Jari-jari (nm) ADT ADQ (b) (a)
(a)
(b)

## 3.2 Kajian Adsorpsi (pengaruh pH larutan logam)
Hasil penelitian yang ditunjukkan pada Gambar 7 memperlihatkan bahwa kapasitas adsorpsi meningkat pada kisaran pH 3-5 dan optimum pada pH 6. Keadaan ini berlaku untuk kedua logam, Cu(II) dan Cd(II) oleh ADT maupun ADQ. Nilai kapasitas adsorpsi pada pH 6 masing-masing logam Cu dan Cd adalah 24, 64 mg.g - 1 dan 22,50 mg.g -1 untuk ADQ dan 1,40 mg.g -1 dan 1,28 mg.g -1 untuk ADT. Hasil ini sejalan dengan penelitian sebelumnya yang melakukan adsorpsi ion logam Cu(II) (Asokbunyarat dkk., 2015) dan Cd(II) (Sukpreabprom dkk., 2015) oleh abu dasar yang optimum terjadi pada pH 6. Penyerapan Cd(II) oleh karbon aktif juga tercapai optimum pada pH 6 (Givianrad, 2011).
Keadaan ini menggambarkan bahwa pada kondisi asam, terjadi protonasi pada situs aktif, sehingga situs aktif justru cenderung bermuatan positif. Hal ini menyebabkan adanya gaya tolakan elektrostatik antara situs aktif dengan ion logam yang juga bermuatan positif sehingga adsorpsi sulit terjadi. Semakin tinggi pH larutan (keasaman  semakin  turun),  protonasi  berkurang  sehingga  situs  aktif  cenderung  bermuatan  negatif  (Pizarro dkk., 2015).
Gambar 7 Grafik pengaruh pH terhadap adsorpsi ion logam a)Cu(II); b)Cd(II) oleh ADT dan ADQ.
Banyaknya  jumlah  ion  teradsorpsi  dianggap  sama  dengan  banyaknya  jumlah  ion  logam  yang  terdesorpsi (Castellan, 1982).

## 4. KESIMPULAN DAN SARAN
Abu  dasar  batubara  dapat  dimodifikasi  dengan  menginteraksikan  sejumlah  8-HQ pada  abu dasar teraktivasi. Adsorben yang dihasilkan mampu meningkatkan kapasitas adsorpsi terhadap ion logam. Kapasitas adsorpsi ADQ pada pH 6 masing-masing ion logam Cu(II) dan Cd(II) adalah 24, 64 mg.g -1 dan 22,50 mg.g -1 , sedangkan  kapasitas adsorpsi ADT pada pH 6 masing-masing logam Cu dan Cd adalah 1,40 mg.g -1 dan 1,28 mg.g -1 .

## DAFTAR PUSTAKA
Asokbunyarat,  V.,  Hullebusch,  A.D.,  Lens,  P.N.L.  and  Annachhatre,  A.P.,  2015,  Coal  Bottom  Ash  as  Sorbing Material for Fe(II), Cu(II), Mn(II) and Zn(II) Removal from Aqueous Solutions, Water Air Soil Pollut., 226, 143.
Atalay,  S.,  Adiguzel,  H.I.  and Atalay,  F.,  2001,  Infrared  Absorption Study of  Fe 2 O 3 -CaO-SiO 2 Glass  Ceramics, Mater. Sci. Eng., A304-306, 796-799.
Badiei,  A.,  Goldooz,  H.  and  Ziarani,  G.M,.  2011,  A  Novel  Method  for  Preparation  of  8-hydroxyquinoline Functionalized Mesoporous Silica: Aluminum Complexes and Photoluminescence Studies, Appl. Surf. Sci. , 257, 4912–4918.
Bilal, M., Shah, J.A., Ashfaq, T., Gardazi, S.M.H., Tahir, A.A., Pervez, A., Haroon, H. and Mahmood, Q., 2013, Waste Biomass Adsorbents for copper Removal from industrial Wastewater—A Review, J. Hazard. Mater. , 263, 322– 333.
0 4 8 12 16 20 24 2 3 4 5 6 7 8 q e (m g g -1 ) pH ADT ADQ 0 5 10 15 20 25 2 3 4 5 6 7 8 q e (m g g -1 ) pH ADT ADQ
Brown, G.E., Gibbs, G.V. and Ribbe, P.H, 1969, The Nature and The Variation in Length of the Si-O and Al-O Bonds in Framework Silicates, Am. Mineral ., 54. Castellan, G.W., 1982, Physical Chemistry, 3 rd Ed ., General Graphic Services, New York.
Chen,  Y.,  Huang,  R.  and  Zhu,  C.,  2014,  Adsorptive  Removal  of  La(III)  from  Aqueous  Solutions  with  8- Hydroxyquinoline Immobilized GMZ Bentonite, J. Radioanal Nucl. Chem. , 299, 665-674.
Daneshfar, A., Ghaedi, M., Vafafard, S. and Shiri, L., 2012, Amberlite IR-20 Modified with 8-Hydroxyquinoline as  Efficient  Adsorbent  for  Sholid-Phase  Extraction  and  Flame  Atomic  Absorption  Determination  of  Trace Amounts of Some Metal Ions, Biol. Trace. Elem. Res. , 145, 240-247.
Dincer, A,R., Güneş, Y. and Karakaya, N., 2007, Coal-Based Bottom Ash (CBBA) Waste Material As Adsorbent for Removal of Textile Dyestuffs From Aqueous Solution , J. Hazard. Mater ., 141, 529–535.
Do, D.D., 1998, Adsorption Analysis: Equilibria and Kinetics . Imperial College Press, London, England. Faridah, A.M., Widiastuti, N. dan Prasetyoko, D., 2012, Karakterisasi Abu Dasar PLTU Paiton: Pengaruh Perlakuan Magnet, HCl, dan Fusi dengan NaOH, Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa , Surabaya.
Geetha, S. and Ramamurthy, K., 2010, Environmental Friendly Technology of Cold-bonded Bottom Ash Aggregate Manufacture Through Chemical Activation , J. Clean. Product. 18: 1563-1569.
Givianrad,  M.H.,  Rabani,  M.,  Tehrani,  M.S.,  Azar,  P.A.  and  Sabzevari,  M.H.,  2013,  Preparation  and Characterization of Nanocomposite, Silika Aerogel, Activated Carbon and Its Adsorption Properties for Cd (II) Ions from Aqueous Solution, Saudi. J. Chem. Soc., 17, 329–335.
Gorgievski M., Bozic D., Stankovic V., Strbac N. and Serbula S., 2013, Kinetics, Equilibrium and Mechanism of Cu 2+ , Ni 2+ and Zn 2+ Ions Biosorption using Wheat Straw, Ecol. Eng. , 58, 113– 122.
Gorme, J. B., Maniquiz, M.C., Kim, S.S., Son, Y.G., Kim, Y.T. and Kim, L.H., 2010, Characterization of Bottom Ash as an Adsorbent of Lead from Aqueous Solutions, Environ. Res. , 15(4), 207-213.
Guo, W., Meng, X., Liu, Y., Ni, L., Hu, Z., Chen, R., Meng, M., Wang, Y., Han, J. and Luo, M., 2014, Synthesis and Application of 8-HQ Modified MagnetiC Mesoporous Carbon for Adsorption of Multivariate Metal Ions from Aqueous Solutions, J. Ind.Eng. Chem ., 21, 340-349.
Gupta, V.K., Mittal, A., Krishnan, L. and Gajbe, V., 2004, Adsorption Kinetics and Column Operations for The Removal and Recovery of Malachite Green From Wastewater Using Bottom Ash, Sep. Purif. Technol., 40,
87–96
Handayani,  T.,  2014,  Adsorpsi  Ion  Pb(II)  dan  Cd(II)  pada  Abu  Dasar  Batubara  terimobilisasi  Ditizon, Tesis , FMIPA, UGM, Yogyakarta.
Haryoto dan Wibowo, A., 2004, Bioakumulasi Logam Berat Kadmium oleh Fitoplankton Chlorella sp. Lingkungan Perairan Laut, Jurnal Penelitian Sains & Teknologi , 5(2), 89 – 103.
Jarusiripot,  C.,  2014,  Removal  of Reactive  Dye  by  Adsorption over  Chemical  Pretreatment  Coal  Based  Bottom
Ash , Proc. Chem ., 9, 121 – 130.
Kamal, M.M., El-Sayed, A.Y.E., Ahmed, S.M., Omran, A.A., Shahata, M.M., 2011, Pre-concentration of Some Heavy  Metal  Ions  with  AlO–HQ  and  AlO–PHQ  and  Their  Studies  by  FTIR  and  Spectroscopy, Arabian  J. Chem., doi:10.1016/j.arabjc.2011.07.027. Lowell, S., Shields, J.E., 1984, Powder Surface Area and Porosity , 2 nd Ed., Quantachrome Corporation , USA . Morris, M.C., McMurdie, H.F., Evans, E.H., Paretzkin, B., Parker, H.S. and Panagiotopoulos, N.C., 1981 , Standard X-ray Diffraction Powder Patterns Section 18 Data for 58 Substances , Nat. Bur. Stand. (U.S.), Monogr.
Pan,  H.C.,  Liang  F.P.,  Mao,  C.J.,  Zhu,  J.J.  and  Chen,  H.Y.,  2007,  Highly  Luminescent  Zinc(II)-Bis(8- hydroxyquinoline)  Complex  Nanorods:  Sonochemical  Synthesis,  Characterizations,  and  Protein  Sensing, J. Phys. Chem. B , 111, 5767-5772.
Pavia, D.L., Lampman, G.M., Kriz, G.S. and Vyvyan, J.R., 2009, Introduction to Spectroscopy , Brooks or Cole Cenggage Learning, Washington.
Pizarro,  J.,  Castillo,  X.,  Jara,  S.,  Ortiz,  C.,  Navarro,  P.,  Cid,  H.,  Rioseco,  H.,  Barros,  D.  and  Belzile,  N.,  2015, Adsorption of Cu 2+ on Coal Fly Ash Modified with Functionalized Mesoporous Silica, Fuel, 156, 96–102. Salam, M,A., Al-Zhrani, G. and Kosa, S.A., 2014, Removal of Heavy Metal Ions from Aqueous Solution by Multi- walled Carbon Nanotubes Modified with 8-hydroxyquinoline: Kinetic Study, J. Ind. Eng. Chem., 20, 572–580. Saleh, S.M., Maarof, S.N.S.A., Rahim. and Nasuha, N., 2012, Adsorption of Congo Red onto Bottom Ash , J. App. Sci ., 12(12), 1181-1185.
Sekkiana, M.M.A. and El-Helbawy, S.M., 1985, Vibrational Spectra of Some Solid    8-Hydroxyquinoline Metal Complexes in Correlation with Their Coordination Bond Length and Type of Metal Ion, Proc. Indian natn. Sci. Acad., 6, 959-964.
Septiana,  A.,  2013,  Studi  Adsorpsi  Ion  Logam  Pb(II),  Cu(II),  dan  Cr(III)  menggunakan  Abu  Dasar  Batubara, Skripsi , FMIPA, UGM, Yogyakarta.
Shahata, M.M., 2012, Adsorption of Some Heavy Metal Ions by Used Different Immobilized Substances on Silica Gel, Arabian J. Chem . doi:10.1016/j.arabjc.2011.12.010. Smallman,  R.  and  Bishop,  R.,  1999, Modern  Physics  Metallurgy  and  Materials  Engineering. Butterworth- Heinemann Oxford, Inggris.
Sukpreabprom,  H.,  Arquero,  O.A.,  Naksata,  W.,  Sooksamiti,  P.  and  Janhom,  S.,  2014,  Isoterm,  Kinetic  and Thermodynamic Studies on the Adsorption of Cd(II) and Zn (II) ions from Aqueous Solutions onto Bottom Ash, Int. J. Environ. Sci. Dev., 5(2).
Sukpreabprom,  H.,  Arquero,  O.A.,  Naksata,  W.,  Sooksamiti,  P.  and  Janhom,  S.,  2015,  Single  and  Binary Adsorption of Cd(II) dan Zn(II) ion from Aqueous Solutions onto Bottom Ash, Korean J. Chem. Eng., 32(5), 896-902.
Vucinic, D, Miljavonic, I., Rosica and Lazic,  P., 2003, “Effect of Na 2 O/SiO 2 mole Ratio on the Crystal Type of Zeolite Synthesized from Coal Fly Ash”, J. Serb. Chem. Soc . 68 (6), 471-478.
Yanti,  S.,  2014,  Studi  Adsorpsi  Ion  Merkuri  dan  Tembaga  menggunakan  Abu  Dasar  Batubara  Termodifikasi Ditizon, Tesis , FMIPA, UGM, Yogyakarta.