## Urania

## Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir
Beranda jurnal: http://jurnal.batan.go.id/index.php/urania/

## ANALISIS PERILAKU ISOTERM, TERMODINAMIKA, DAN KINETIKA ADSORPSI STRONTIUM MENGGUNAKAN TiO 2 – ZEOLIT LAMPUNG
M. Fiqri Sholahudin 1 , Henny Purwaningsih 1 , Erlina Noerpitasari 2 , Boybul 2 , Yanlinastuti 2
1 Departemen Kimia, Fakultas MIPA, Institut Pertanian Bogor Gedung Kimia Lantai 3, Jalan Tanjung Kampus IPB, Dramaga, Bogor, Jawa Barat, 16680
2 Pusat Riset Teknologi Daur Bahan Bakar Nuklir dan Limbah Radioaktif – BRIN K.S.T. B.J. Habibie, Gedung 720, Serpong, Tangerang Selatan, Banten, 15314 e-mail: fiqrisholahudin43@gmail.com
(Naskah diterima: 20 –03–2023, Naskah direvisi: 20–10–2023, Naskah disetujui: 22–10–2023)

## ABSTRAK
ANALISIS PERILAKU ISOTERM, TERMODINAMIKA, DAN KINETIKA ADSORPSI STRONTIUM MENGGUNAKAN  TiO 2 – ZEOLIT  LAMPUNG. Bahan  bakar  nuklir  setelah  digunakan  di  reaktor menghasilkan beberapa hasil fisi, dimana salah satunya adalah strontium ( 90 Sr). Isotop strontium dapat  dimanfaatkan  menjadi  bahan  baku  pembuatan  baterai,  tetapi  strontium  tersebut  masih tercampur dengan hasil fisi atau isotop lainnya sehingga diperlukan proses pemisahan. Salah satu metode pemisahan strontium adalah dengan adsorpsi. Dalam penelitian ini, campuran TiO 2 -zeolit Lampung  dievaluasi  kinerjanya  sebagai  adsorben  sehingga  dapat  digunakan  untuk  adsorpsi strontium. Zeolit Lampung awal diaktivasi menggunakan asam sulfat pekat untuk membersihkan pori-pori  yang  masih  mengandung  pengotor.  Kemudian  zeolit  dicampurkan  dengan  TiO 2 menggunakan  metode stir  casting .  Adsorben  TiO 2 -zeolit  Lampung  yang  diperoleh  kemudian dikarakterisasi menggunakan Fourier  Transform  Infrared (FTIR), X-Ray  Diffraction  Spectrometer (XRD), dan Scanning Electron Microscope (SEM). Setelah itu dilakukan uji adsorpsi dengan model isoterm,  termodinamika,  dan  kinetika.  Terbentuknya  TiO 2 -zeolit  yang  dicirikan  menggunakan spektroskopi  FTIR    ditunjukkan  dengan  adanya  puncak  serapan  Ti-O-Si  pada  zeolit  Lampung setelah  ditambahkan  TiO 2 .  Hasil  analisis  menggunakan  XRD  memperlihatkan  zeolit  Lampung berjenis klinoptilolit dan mordenit, serta TiO 2 yang digunakan memiliki fase anatase. Hasil analisis menggunakan  SEM  mengindikasikan  TiO 2 tersebar  pada  permukaan  zeolit  Lampung.  Model isoterm  adsorpsi  untuk  adsorben  TiO 2 -zeolit  memenuhi  model  isoterm  Langmuir.  Kajian termodinamika  menunjukkan  proses  adsorpsi  bersifat  endoterm  dan  tidak  spontan,  dan  kinetika adsorpsi strontium mengikuti orde kedua semu.
Kata kunci : Isoterm, adsorpsi, strontium, TiO 2 , zeolit.
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir (Vol. 29 No. 2 Tahun 2023) 115 – 124
Analisis Perilaku Isoterm, Termodinamika, dan Kinetika Adsorpsi Strontium Menggunakan TiO 2 – Zeolit Lampung (M. Fiqri Sholahudin, Henny Purwaningsih, Erlina Noerpitasari, Boybul, Yanlinastuti)

## ABSTRACT
ANALYSIS OF ISOTHERM, THERMODYNAMICS, AND ADSORPTION KINETICS BEHAVIOUR OF STRONTIUM USING TiO 2 – ZEOLITE LAMPUNG. After being used in the reactor, nuclear fuel produces several fission products, one of which is strontium ( 90 Sr). Strontium isotopes can be used as raw material for making batteries, but the strontium is still mixed with fission products or other isotopes so a separation process is needed. One method of separating strontium is by adsorption. In  this  research,  the  Lampung  TiO 2 -zeolite  mixture  was  evaluated  for  its  performance  as  an adsorbent so that it can be used for strontium adsorption. Lampung Zeolite was initially activated using  concentrated  sulfuric  acid  to clean  pores  that still  contained  impurities.  Then  the  zeolite is mixed with TiO 2 using the stir casting method. The Lampung TiO 2 -zeolite adsorbent obtained was then characterized using Fourier Transform Infrared (FTIR), X-Ray Diffraction Spectrometer (XRD), and  Scanning  Electron  Microscope  (SEM).  After  that,  adsorption  tests  were  carried  out  using isotherm,  thermodynamic  and  kinetic  models.  The  formation  of  TiO 2 -zeolite  which  was characterized using FTIR spectroscopy was shown by the presence of a Ti-O-Si absorption peak in  the  Lampung  zeolite  after  TiO 2 was  added.  The  results  of  analysis  using  XRD  show  that  the Lampung  zeolite  is  clinoptilolite  and  mordenite,  and  the  TiO 2 used  has  an  anatase  phase.  The results of analysis using SEM indicate that TiO 2 is distributed on the surface of the Lampung zeolite. The adsorption isotherm model for the TiO 2 -zeolite adsorbent fulfills the Langmuir isotherm model. Thermodynamic  studies  show  that  the  adsorption  process  is  endothermic  and  not spontaneous, and the kinetics of strontium adsorption follows pseudo second order.
Keywords: Isotherm, adsorption, strontium, TiO 2 , zeolite.
Analisis Perilaku Isoterm, Termodinamika, dan Kinetika Adsorpsi Strontium Menggunakan TiO 2 – Zeolit Lampung (M. Fiqri Sholahudin, Henny Purwaningsih, Erlina Noerpitasari, Boybul, Yanlinastuti)

## PENDAHULUAN
Strontium-90  ( 90 Sr)  salah  satu  isotop produk  fisi  yang  berasal  dari  bahan  bakar nuklir bekas dan memiliki waktu paruh cukup lama,  yaitu  28,80  tahun.  Isotop 90 Sr  juga merupakan isotop radioaktif berbahaya yang memancarkan  radiasi  β[1].  Menurut  Dion et al. (2020), fission  yield isotop 90 Sr  dalam produk  hasil  fisi  bahan  bakar 235 U,  yaitu sekitar  5,8%[2],  sehingga    kandungan 90 Sr dalam bahan bakar bekas  cukup banyak. Hal ini menyebabkan Isotop 90 Sr sangat ekonomis  untuk    dipisahkan  dan  dapat dimanfaatkan  untuk  keperluan  lain,  seperti bahan  pembuatan  baterai[3].  Pemisahan isotop 90 Sr  dapat  mengurangi limbah radioaktif  radiasi  tinggi  (LiRaRT)  yang tersimpan di ruang penyimpanan sementara limbah radioaktif (R.013) sebelum dikirim ke Instalasi  Pengelolaan  Limbah  Radioaktif (IPLR).  Metode  pemisahan  isotop  strontium yang mudah dilakukan salah satunya adalah metode adsorpsi[1]. Metode adsorpsi memiliki cara aplikasi yang mudah dan tidak menggunakan  banyak  persiapan.  Metode adsorpsi ion strontium lebih banyak digunakan pada pengolahan limbah radioaktif cair.
Salah  satu  adsorben  yang  digunakan untuk memisahkan strontium dengan selektif adalah resin penukar ion strontium (Eichrom Sr  resin)[4].  Tetapi  resin  tersebut  memiliki harga yang mahal dan menghasilkan limbah yang merusak lingkungan. Alternatif adsorben  yang  murah,  ramah  lingkungan, serta  memiliki  kinerja  yang  baik  adalah menggunakan adsorben alami seperti zeolit.
Zeolit memiliki struktur berpori-pori dan kemampuan  penukar  ion,  sehingga  zeolit banyak  dimanfaatkan  sebagai  katalis  dan sebagai  adsorben.  Salah  satu  jenis  zeolit yang  memiliki  kemampuan  adsorpsi  yang baik adalah zeolit Lampung. Zeolit Lampung memiliki  pori-pori  dan  luas  permukaan  yang lebih  besar,  sehingga  memiliki  kemampuan adsorpsi  yang  baik[5].  Meskipun  memiliki kemampuan  adsorpsi  yang  baik,  masih terdapat  beberapa  kelemahan  pada  zeolit alam,  seperti  terdapat  pengotor  yang menutupi  pori-pori  dan  sisi  aktif  zeolit  yang masih sedikit.
Kelemahan  zeolit  alam  dapat  diatasi dengan  melakukan  aktivasi  pada  zeolit. Aktivasi dapat membersihkan pengotor pada pori-pori  zeolit,  sehingga  dapat  menambah pori-pori  dan  sisi  aktif  zeolit  untuk  adsorpsi.
Selain  aktivasi,  kapasitas  dan  selektivitas adsorpsi  zeolit  juga  dapat  ditingkatkan dengan  menggabungkan  zeolit  dengan material  lainnya[6].  Basuki et  al .  (2021) dalam  penelitiannya,  menambahkan  zeolit mordenit  dengan  TiO 2 untuk  menambah kapasitas adsorpsi zeolit[7].
Zeolit (Mn + ) + H 2 SO 4 → H-Zeolit + Mn +2 SO 4 -
Titanium  dioksida  (TiO 2 )  merupakan material  yang  juga  memiliki  pori-pori  dan kemampuan  adsorpsi,  sehingga  banyak digunakan sebagai fotokatalis atau adsorben limbah  industri[8].  TiO 2 banyak  digunakan sebagai adsorben untuk limbah logam berat, tetapi  TiO 2 mempunyai  daya  serap  yang rendah,  sehingga  diperlukan  cukup  banyak TiO 2 jika  digunakan  sebagai  adsorben.  oleh karena  itu,  untuk  mendapatkan  adsorben yang murah, ramah lingkungan, dan memiliki kinerja  baik,  penelitian  ini  menggabungkan material  zeolit  Lampung  dengan  TiO 2 untuk meningkatkan kinerja material sebagai adsorben.
TiO 2 akan  menggantikan  hidrogen pada  zeolit  dan  berikatan  dengan  Si-O  atau Al-O seperti pada Gambar 1[9]. Kemampuan adsorpsi  pada  zeolit  bergantung  pada  rasio Si/Al. Saat proses adsorpsi, zeolit mengalami pertukaran  ion  antara  gugus  hidroksi  yang bermuatan  negatif  pada  zeolit  dengan  ion target  yang  bermuatan  positif.  Reaksi  yang terlihat pada Gambar 1, TiO 2 yang ditambahkan pada zeolit akan menggantikan gugus hidroksi pada zeolit dan meningkatkan sisi  negatif  pada  zeolit,  sehingga  sisi  aktif pada  zeolit  juga  meningkat  dan  dapat  lebih banyak  mengadsorpsi  ion  positif  seperti strontium.  Hasil  adsorpsi  juga  dipengaruhi oleh beberapa parameter, seperti komposisi kimia  dari  zeolit  yang  digunakan,    jumlah adsorben  dan  adsorbat,  temperatur  selama proses  adsorpsi,  dan  lama  waktu  proses adsorpsi[9]. Komposisi zeolit yang berpengaruh  pada  proses  adsorbsi  adalah rasio  kandungan  Si/Al,  dengan  rasio  Si/Al yang  semakin  besar,  maka  kemampuan adsorpsi  dari  zeolit  juga  semakin  tinggi. Parameter tersebut dapat dikaji dan disesuaikan untuk proses adsorpsi, sehingga mendapatkan hasil  yang optimal. Parameter dalam  adsorpsi  dapat  diketahui  dengan mempelajari  sifat  isoterm,  termodinamika, dan kinetika adsorpsi.
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir (Vol. 29 No. 2 Tahun 2023) 115 – 124
Analisis Perilaku Isoterm, Termodinamika, dan Kinetika Adsorpsi Strontium Menggunakan TiO 2 – Zeolit Lampung (M. Fiqri Sholahudin, Henny Purwaningsih, Erlina Noerpitasari, Boybul, Yanlinastuti)

## Gambar 1. Reaksi pencampuran TiO
2 dengan Zeolit[9]
Isoterm  adsorpsi  merupakan  fungsi yang  menjelaskan  jumlah  adsorbat  yang dapat menempel pada permukaan adsorben. Isoterm  adsorpsi  juga  dapat  menjelaskan mekanisme  proses  adsorpsi  tersebut[9]. Parameter  termodinamika  adsorpsi  dapat menjelaskan  informasi  mengenai  energi internal,  seperti  perubahan  entalpi,  entropi, dan  energi  bebas  Gibbs[10].  Parameter kinetika adsorpsi dapat memberikan informasi  laju  adsorpsi  dan  waktu  kontak untuk mencapai kesetimbangan adsorpsi[11]. Berdasarkan
analisis parameter
tersebut dapat
diketahui kemampuan adsorben untuk proses adsorpsi.  Penelitian  ini  bertujuan  membuat adsorben dari zeolit Lampung yang dimodifikasi  dengan  TiO 2 serta  menguji kinerja  adsorben  berdasarkan  sifat  isoterm, termodinamika, dan kinetika adsorpsinya.

## METODOLOGI
Pembuatan adsorben dilakukan dengan mencampurkan zeolit Lampung yang telah  diaktivasi  dengan  TiO 2 ,  setelah  itu dipanaskan pada temperatur tinggi. Penentuan  isoterm,  termodinamika,  dan kinetika  adsorpsi  strontium  menggunakan TiO 2 -zeolit  tidak  langsung  menggunakan
90 Sr, tetapi dilakukan secara simulasi dengan menggunakan  Larutan  standar  strontium nitrat.
a.  Aktivasi zeolit Lampung
Zeolit Lampung
diaktivasi menggunakan  asam  sulfat  (H 2 SO 4 )  2  M dengan perbandingan zeolit dan asam sulfat 1:4.  Campuran  zeolit  dengan  H 2 SO 4 diaduk selama  3  jam  pada  temperatur  ruang. Setelah  itu,  zeolit  dicuci  menggunakan akuades sampai pH netral.  Campuran zeolit dengan H 2 SO 4 kemudian dikeringkan dalam oven pada temperatur 120 ℃ selama 2 jam. Zeolit  yang  telah  teraktivasi  kemudian dikarakterisasi  menggunakan  FTIR,  XRD, dan SEM.
b.  Pembuatan adsorben TiO 2 -zeolit Zeolit teraktivasi ditumbuk dan disaring  dengan  saringan  berukuran  100 mesh. Zeolit yang melewati saringan diambil sebanyak  20  g,  kemudian  ditambahkan etanol  sebanyak  50  mL,  dan  diaduk  pada temperatur ruang. Selanjutnya sebanyak 2 g TiO 2 ditambahkan  dalam  campuran  dan diaduk  lagi  selama  3  jam  pada  temperatur ruang. Campuran kemudian disaring menggunakan  kertas  saring  whatman  41. Selanjutnya campuran dikeringkan menggunakan  oven  selama  2  jam  pada temperatur 120 ℃ . Setelah kering, campuran dimasukkan  ke  dalam  tanur  selama  5  jam pada  temperatur  500 ℃ .  Adsorben  yang telah    terbentuk    dilakukan  karakterisasi menggunakan FTIR, XRD, dan SEM.
c.  Uji isoterm adsorpsi TiO 2 -zeolit terhadap strontium
Uji isoterm adsorpsi dilakukan menggunakan metode batch . larutan standar strontium disiapkan dengan variasi konsentrasi    50,  100,  200,  dan  250  ppm. sebanyak  10  mL  larutan  standar  berbagai konsentrasi    dimasukkan  ke  dalam  tabung reaksi  dan    ditambahkan    adsorben  pada masing-masing  tabung  sebanyak  0,1  g. Selanjutnya campuran dikocok pada temperatur  ruang    (24 ℃ )  selama  60  menit.
Kemudian  larutan  dipisahkan  dari  adsorben menggunakan  centrifuge  dengan  kecepatan 1000  rpm  selama  10  menit.  Konsentrasi larutan akhir diukur
menggunakan spektrofotometer
UV-Vis
dengan peng ompleks  arsenazo  III  pada  serapan  λ maksimalnya.  Nilai kapasitas adsorpsi (Q e ) dihitung menggunakan persamaan 1.
𝑄 𝑒 = 𝐶𝑖−𝐶𝑒 𝑚 ×   𝑉 𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 (1)
C i = Konsentrasi awal (mg/L) C e = Konsentrasi akhir (mg/L) m  = Massa adsorben (g) V  = Volume larutan (L)
Analisis Perilaku Isoterm, Termodinamika, dan Kinetika Adsorpsi Strontium Menggunakan TiO 2 – Zeolit Lampung (M. Fiqri Sholahudin, Henny Purwaningsih, Erlina Noerpitasari, Boybul, Yanlinastuti)
Hasil pengukuran konsentrasi menggunakan spektrofotometer UV-Vis diplotkan  menjadi  persamaan  linear  isoterm Langmuir  dan  Isoterm  Freundlich.  Nilai    r 2 pada  kurva  linear  yang  mendekati  satu menentukan jenis isotermnya.
Persamaan  linear  isoterm  Langmuir mengikuti persamaan 2.
𝐶𝑒
𝑄𝑒 = 1 𝑄𝑚𝑎𝑥𝑘1 + 𝐶𝑒 𝑄𝑚𝑎𝑥 (2) C e = Kapasitas adsorpsi (mg/L) Q e = Kapasitas adsorpsi (mg/g)
Q maks = Kapasitas maks. adsorben (mg/g) K 1 = Kontanta Langmuir
Persamaan linear isoterm Freundlich mengikuti persamaan 3.
log 𝑄 𝑒 = 1 𝑛 log 𝐶 𝑒 + log 𝑘 𝑓 (3)
n = konstanta Freundlich K f = kapasitas maksimum adsorben
d.  Uji termodinamika adsorpsi TiO 2 -zeolit terhadap strontium
Uji  termodinamika  adsorpsi  memiliki metode  yang  sama  dengan  uji  isoterm. Perbedaan uji termodinamika adsorpsi terdapat  pada  konsentrasi  strontium  yang dibuat  tetap    dan  variasi  temperatur  yang digunakan.  Uji  termodinamika  adsorpsi digunakan  standar  strontium  100  ppm  dan diadsorpsi  pada  variasi  temperatur    40,    50, dan 60 °C. Konsentrasi akhir strontium diukur dengan  cara  yang  sama  seperti  pada prosedur  sebelumnya.  Hasil  pengukuran dibuat kurva persamaan Van Hoff (persamaan 4) untuk menghitung parameter- parameter termodinamika. Hasil perhitungan entropi  dan  entalpi  selanjutnya  digunakan untuk  menghitung  energi  bebas  Gibb s  (∆G) mengikuti persamaan 5.
ln 𝑄 𝑒 𝐶 𝑒 = ∆𝑆 0 𝑅 − ∆𝐻 0 𝑅 1 𝑇 (4)
∆𝐺 = ∆𝐻 − 𝑇(∆𝑆) (5)
∆S ° = Entropi ∆H ° = Entalpi
∆G  = Energi bebas Gibbs
R = Tetapan gas ideal (8,314 J/mol K)
T = Temperatur (K)
e.  Uji kinetika adsorpsi TiO 2 -zeolit terhadap strontium
Uji kinetika adsorpsi memiliki metode yang sama dengan  prosedur uji isoterm dan termodinamika  adsorpsi,  tetapi  pada  uji kinetika  adsorpsi  digunakan  konsentrasi strontium 100 ppm dan  variasi waktu kontak selama 20, 40, 60, dan 80 menit. Konsentrasi akhir  strontium  diukur  dengan  cara  yang sama  seperti  prosedur  sebelumnya.  Hasil konsentrasi  dikonversi  dan  dimasukan  ke dalam persamaan laju adsorpsi orde 1 semu dan orde 2 semu.
Persamaan  linear  orde  1  semu mengikuti persamaan 6.
ln(𝑄 𝑒 − 𝑄 𝑡 ) = ln 𝑄 𝑒 − 𝑘 1 𝑡 (6)
Persamaan  linear  orde  2  semu mengikuti persamaan 7.
𝑡 𝑞 𝑡 = 1 𝑘 2 𝑞 𝑒 2 + 1 𝑞 𝑒 𝑡 (7)
Q e = Kapasitas adsorpsi saat setimbang Q t = Kapasitas adsorpsi saat waktu (t)
t = waktu (menit)
k 1 = Konstanta laju orde 1 semu k 2 = Konstanta laju orde 2 semu

## HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Karakterisasi  adsorben  TiO 2 -zeolit Lampung
Hasil  karakterisasi  zeolit  Lampung dan  adsorben  TiO 2 -zeolit    menggunakan FTIR ditunjukkan pada Gambar 2. Karakterisasi yang pertama dilakukan dengan  menggunakan  spektroskopi  FTIR untuk  melihat  terbentuknya  ikatan  TiO 2 dengan  zeolit.    Spektrum  FTIR  zeolit  dan TiO 2 -zeolit dapat dilihat pada Gambar 2. Gambar  2  menunjukkan  jika  zeolit Lampung  dan  TiO 2 zeolit  memiliki  gugus fungsi yang mirip. Terdapat puncak serapan gugus O-H, Si-O, dan Al-O yang merupakan puncak  serapan  zeolit.  Perbedaan  mulai terlihat dari
bilangan gelombang 790 –  500  cm -1 .  Zeolit  Lampung  memiliki puncak  serapan  pada  bilangan  gelombang 608  cm -1 ,  sedangkan  TiO 2 -zeolit  memiliki puncak  serapan  pada  bilangan  gelombang 705  cm -1 .  Puncak  serapan  TiO 2 -zeolit  juga mengalami pergeseran pada bilangan gelombang  532  cm -1 .  Perbedaan  puncak serapan zeolit dan TiO 2 -zeolit tercantum juga pada Tabel 1.
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir (Vol. 29 No. 2 Tahun 2023) 115 – 124
Analisis Perilaku Isoterm, Termodinamika, dan Kinetika Adsorpsi Strontium Menggunakan TiO 2 – Zeolit Lampung (M. Fiqri Sholahudin, Henny Purwaningsih, Erlina Noerpitasari, Boybul, Yanlinastuti)
Gambar 2. Spektrum FTIR zeolit lampung (biru) dan TiO 2 -zeolit (merah)
Tabel 1.  Puncak serapan FTIR zeolit lampung dan TiO 2 -zeolit.
Zeolit Lampung (cm -1 ) TiO 2 -Zeolit (cm -1 ) Gugus Fungsi 3434 3422 O-H 1634 1642 O-H 1058 1053 Si-O-Si 792 791 Si-O 608 705 Si-O 526 532 Ti-O-Si 475 474 Al-O TiO 2 -zeolit  memiliki  puncak  serapan yang  melebar  pada  bilangan  gelombang 705  cm -1 karena  adanya  ikatan  Ti-O-Si[12]. Puncak serapan lain TiO 2 -zeolit  juga mengalami pergeseran pada bilangan gelombang  532  cm -1 ,  di  mana  serapan puncak  tersebut  mengalami  pergeseran mendekati  puncak  serapan  TiO 2 ,  yaitu 536  cm -1 [13].  Spektrum  FTIR menunjukkan TiO 2 telah berikatan dengan zeolit Lampung yang  ditandai  dengan  munculnya  puncak serapan dari ikatan Ti-O-Si dan Ti-O-Al, serta terdapat pergeseran puncak serapan setelah penambahan TiO 2 .
Karakterisasi
juga dilakukan menggunakan  XRD  untuk  mengetahui  tipe zeolit  dan  fase  TiO 2 yang  digunakan,  serta mengetahui  keberadaan  TiO 2 pada  zeolit berdasarkan  puncak  difraktogram  yang muncul.  Difraktogram  zeolit  Lampung  dan TiO 2 -zeolit dapat dilihat pada Gambar 3.
Puncak  difraktogram  yang  muncul pada zeolit Lampung identik dengan puncak difraksi  pada  zeolit  dengan  tipe  klinoptilolit dan  mordenit.  Hal  ini  menunjukkan  zeolit Lampung  memiliki  tipe  campuran  antara klinoptilolit  dan  mordenit.  Pernyataan  ini sesuai  dengan  penelitian  sebelumnya  yang mengatakan jika zeolit Lampung, tasikmalaya,  dan  bayah  merupakan  zeolit dengan tipe mordenit dan klinoptilolit [14].
Puncak  difraktogram  TiO 2 -zeolit  pada Gambar  3,  menunjukkan  puncak  TiO 2 yang dominan. Puncak yang muncul mengindikasikan TiO 2 yang digunakan memiliki  fase  anatase.  Selain  itu,  puncak TiO 2 yang dominan muncul juga mengindikasikan  jika  TiO 2 telah  tersebar merata pada permukaan zeolit [13].
Karakterisasi lainnya dilakukan menggunakan  SEM  untuk  melihat  morfologi permukaan  zeolit  dan  TiO 2 -zeolit.  Gambar morfologi  permukaan  zeolit  dan  TiO 2 -zeolit dapat dilihat pada Gambar 4. Zeolit Lampung sebelum  penambahan  TiO 2 memiliki  bentuk permukaan  yang  halus,  sedangkan  pada zeolit yang sudah ditambahkan dengan TiO 2 memiliki permukaan yang lebih kasar karena terdapat butiran-butiran TiO 2 yang menempel pada  zeolit.  Hasil  gambar  SEM  dapat menguatkan  hasil  difraktogram  TiO 2 -zeolit yang  mengindikasikan  jika  TiO 2 tersebar pada  permukaan  zeolit. Berdasarkan  hasil karakterisasi telah  terbentuk adsorben TiO 2 - zeolit Lampung.
Analisis Perilaku Isoterm, Termodinamika, dan Kinetika Adsorpsi Strontium Menggunakan TiO 2 – Zeolit Lampung (M. Fiqri Sholahudin, Henny Purwaningsih, Erlina Noerpitasari, Boybul, Yanlinastuti)
Gambar 3. Difraktogram zeolit lampung (biru) dan TiO 2 -zeolit (merah)
(a) (b) Gambar  4.  Morfologi  dari  zeolit  lampung  (a) dan TiO 2 -zeolit
(b) pada perbesaran 20000x
b. Model  isoterm  adsorpsi  strontium menggunakan TiO 2 -zeolit
Model  isoterm  adsorpsi  yang  diujikan yaitu  model  isoterm  Langmuir  dan  isoterm Freundlich.  Model  kurva  isoterm  adsorpsi yang  akan  dipilih  adalah  yang  memiliki  nilai R 2 paling  mendekati  1  yang  menunjukkan model  isoterm  yang  paling  sesuai.  Kurva linear  Isoterm  Langmuir  dan  Freundlich dintunjukkan pada Gambar 5.
(a)
(b) Gambar 5. Kurva model isoterm Langmuir (a)
dan Freundlich (b)
y = 0.1067x + 1.7004 R² = 0.9983 0 5 10 15 20 25 0 100 200 Ce/Q e Ce (mg/L) y = 0.2927x + 0.3087 R² = 0.8474 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1 1.5 2 2.5 log Q e log Ce
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir (Vol. 29 No. 2 Tahun 2023) 115 – 124
Analisis Perilaku Isoterm, Termodinamika, dan Kinetika Adsorpsi Strontium Menggunakan TiO 2 – Zeolit Lampung (M. Fiqri Sholahudin, Henny Purwaningsih, Erlina Noerpitasari, Boybul, Yanlinastuti)
Pada  penelitian  ini,  model  isoterm yang  sesuai  untuk  adsorpsi  strontium menggunakan TiO 2 -zeolit mengikuti persamaan  Isoterm  Langmuir.  Parameter- parameter isoterm adsorpsi ditunjukkan pada Tabel  2.  Nilai  Q max pada  Isoterm  Langmuir menunjukkan kapasitas maksimum adsorben sebesar  9,372  mg/g.  Nilai  K 1 pada  Isoterm Langmuir  menunjukkan  afinitas  sisi  aktif adsorben.  semakin  tinggi  nilai  K 1 ,  maka kemampuan  adsorpsi  suatu  adsorben  akan semakin  tinggi  karena  afinitasnya  semakin kuat [15].
Tabel 2.  Nilai  parameter  isoterm  adsorpsi strontium Adsorben Isoterm Langmuir Isoterm Freundlich Q max K 1 R 2 K f n
R 2
TiO 2 -Zeolit 9,372 0,063  0,998 2,035 3,417  0,847
Berdasarkan  model  isoterm  adsorpsi langmuir dapat diketahui jika proses adsorpsi bersifat sorpsi kimia, homogen, dan adsorbat membentuk  monolayer,  sehingga  dapat diasumsikan  jika  satu  molekul  aktif  hanya mengikat  satu  molekul  adsorbat  [15]. Berdasarkan model isoterm langmuir jumlah kapasitas adsorben dapat ditingkatkan dengan  menambahkan  jumlah  adsorben, sehingga sisi aktif adsorben semakin banyak dan dapat semakin banyak menjerap molekul adsorbat.
c. Model termodinamika adsorpsi strontium menggunakan TiO 2 -zeolit .Model termodiamika
adsorpsi
mengikuti  persamaan  Van  Hoff.  Persamaan linear kurva termodinamika dapat memberikan  informasi  mengenai  entropi ( ∆S ° )  dan  entalpi (∆H ° ).  Kurva  model termodinamika ditunjukkan pada Gambar 6.
Nilai ∆S ° dapat diketahui dari intersep dan nilai ∆H ° dapat diketahui dari slope kurva termodinamika Gambar 6. Nilai energi Gibbs didapat  dari  perhitungan  menggunakan persamaan  5  setelah  mendapatkan  nilai  ∆S dan  ∆H  dari  kurva.  Nilai  parameter termodinamika ditunjukkan pada Tabel 3.
Tabel 3.  Nilai parameter termodinamika adsorpsi strontium
Adsorben ∆G (kJ.mol -1 ) ∆S (kJ.mol -1 ) ∆H (kJ.mol 1 ) 313 K 323 K 333 K TiO 2 - zeolit 6,297  6,123  5,948 0,0174 11,760
Nilai  ∆G    0  menunjukkan  proses adsorpsi  berlangsung  tidak  spontan  dan memerlukan  temperatur  yang  lebih  tinggi untuk proses adsorpsi berlangsung spontan. Hal ini ditunjukkan dengan semakin meningkatnya  temperatur ,  nilai  ∆G  semakin berkurang. Nilai ∆H positif menunjukkan jika proses  adsorpsi  bersifat  endotermis,  tetapi nilai ∆H  20 kJ mol -1 juga mengindikasikan jika proses mekanisme adsorpsi berlangsung secara sorpsi fisik[10]. Hal ini sedikit berbeda dari model isoterm Langmuir yang menunjukkan mekanisme  sorpsi kimia. Nilai ∆S    1  menunjukkan  persebaran  adsorbat pada  permukaan  adsorben  sangat  teratur. Hal  ini  bersesuaian  dengan  model  isoterm Langmuir  di  mana  satu  sisi  aktif  adsorben berikatan  dengan  satu  molekul  adsorbat, sehingga  membentuk  lapisan  monolayer yang lebih teratur.
Gambar 6.  Kurva model termodinamika adsorpsi.
d. Model  kinetika  adsorpsi  strontium menggunakan TiO 2 -zeolit Model kinetika adsorpsi diujikan menggunakan persamaan kinetika orde satu semu dan orde dua semu (persamaan 6 dan 7).  Model  kinetika  adsorpsi  ditentukan berdasarkan nilai R 2 pada kurva yang paling mendekati  satu.  Kurva  model  kinetika  dapat dilihat pada Gambar 7. Berdasarkan nilai R 2 , kinetika adsorpsi mengikuti persamaan orde dua  semu. Persamaan  linear  kurva  tersebut digunakan  untuk  menghitung  parameter kinetika  adsorpsi  yang  dapat  dilihat  pada Tabel 4.
Nilai Q e adalah nilai kapasitas adsorpsi saat  kesetimbangan.  Q e hitung  orde  dua semu lebih mendekati dengan Q e percobaan, sehingga  laju  adsorpsi  mengikuti  orde  dua semu.  Nilai  K  menunjukkan  konstanta  laju
y = -1414.5x + 2.099 R² = 0.9421 -2.45 -2.4 -2.35 -2.3 -2.25 -2.2 -2.15 -2.1 0.0029 0.003 0.0031 0.0032 0.0033
Ln ( Q e/Ce ) 1/T (K)
Analisis Perilaku Isoterm, Termodinamika, dan Kinetika Adsorpsi Strontium Menggunakan TiO 2 – Zeolit Lampung (M. Fiqri Sholahudin, Henny Purwaningsih, Erlina Noerpitasari, Boybul, Yanlinastuti)
adsorpsi.  Pada  penelitian  ini,  nilai  K  yang didapat bernilai negatif, hal ini terjadi karena kapasitas adsorpsi semakin berkurang seiring  dengan  bertambahnya  waktu  kontak adsorben  dan  adsorbat.  Rentang  waktu kontak proses adsorpsi kemungkinan terlalu jauh, menyebabkan terlewatnya titik kesetimbangan  dan  turunnya  kemampuan adsorpsi.
(a) Laju adsorpsi yang mengikuti persamaan orde dua semu menjelaskan jika kemampuan  adsorpsi  berbanding  lurus dengan jumlah sisi aktif dan luas permukaan adsorben.  hal  ini  sesuai  dengan  model isoterm  Langmuir  yang  juga  menjelaskan kapasitas  adsorpsi  akan  meningkat  dengan meningkatnya sisi aktif adsorben.
(b)
Gambar 7. Kurva model isoterm kinetika orde satu semu (a) dan orde dua semu (b)
Tabel 4. Nilai parameter kinetika adsorpsi strontium
Adsorben Q e percobaan Orde 1 semu Orde 2 semu Q e hitung k 1 R 2 Q e hitung k 2 R 2 TiO 2 -zeolit 8,027 1,167 -0,0069 0,9706 5,577 -0,0259 0,9779

## SIMPULAN
Adsorben  TiO 2 -zeolit  Lampung  telah berhasil  dibentuk  dari  zeolit  Lampung  yang dimodifikasi  dengan  TiO 2 .  Karakterisasi menggunakan spektrofotometer FTIR menunjukkan  adanya  puncak  serapan  Ti-O- Si  pada  adsorben  TiO 2 -zeolit.  Karakterisasi XRD menunjukkan zeolit Lampung merupakan  zeolit  tipe  klinoptilolit  dan mordenit.  Karakterisasi  SEM  menunjukkan morfologi permukaan TiO 2 -zeolit yang menjadi  lebih  kasar  karena  TiO 2 yang terdapat  pada  permukaan  zeolit.  Proses adsorpsi  strontium  mengikuti  model  isoterm adsorpsi
Langmuir
dan perhitungan termodinamika menunjukkan proses adsorpsi strontium terjadi secara sorpsi fisik, endotermis,  dan  berlangsung  tidak  spontan. Laju adsorpsi mengikuti persamaan orde dua semu.  TiO 2 -zeolit  memiliki  kinerja  yang  baik sebagai adsorben karena kapasitas adsorpsinya  yang  tinggi,  tetapi  memerlukan penambahan temperatur untuk mempercepat proses adsorpsinya.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih kepada  Kepala  PRTDBBNLR  yang  telah memberikan  ijin  kepada  penulis  untuk melakukan  penelitian  ini,  serta  kepada seluruh  staf  IRM  yang  telah  membantu pelaksanaan kegiatan penelitian ini.

## PERNYATAAN KONTRIBUSI PENULIS
Kontributor  utama  dalam  makalah  ini adalah M. Fiqri Sholahudin, Henny Purwaningsih, dan Erlina Noerpitasari, sedangkan kontributor anggota adalah Yanlinastuti dan Boybul.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] N. Vajda and C. K. Kim, “Determination of radiostrontium isotopes:  A  review  of  analytical methodology,” Appl. Radiat. Isot. , vol. 68, no. 12, pp. 2306 –2326, 2010, doi: 10.1016/j.apradiso.2010.05.013.
[2] M.  P.  Dion, et  al ,  “Analytical determination of radioactive strontium and  cesium  by  thermal  ionization
y = 0.0069x + 0.1534 R² = 0.9706 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 10 30 50 70 90 ln(Q e -Q t) t (menit) y = 0.1793x - 1.2377 R² = 0.9779 0 2 4 6 8 10 12 10 30 50 70 90 t/Q t t (menit)
Urania : Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir (Vol. 29 No. 2 Tahun 2023) 115 – 124
Analisis Perilaku Isoterm, Termodinamika, dan Kinetika Adsorpsi Strontium Menggunakan TiO 2 – Zeolit Lampung (M. Fiqri Sholahudin, Henny Purwaningsih, Erlina Noerpitasari, Boybul, Yanlinastuti)
mass  spectrometry,” Int.  J.  Mass Spectrom. , vol. 449, p. 116273, 2020, doi: 10.1016/j.ijms.2019.116273.
[3] M.  H.  Jahangiri  and  H.  Tavakoli- A nbaran,
“Optimization and minimization  of  dimensions  of  direct charging  nuclear  battery  based  on 90sr  radioactive  source  for  use  in mems,” Arab.J. Sci. Eng. , vol. 46, no.
6, pp. 5921 –5932,  2021,  doi: 10.1007/s13369-020-05068-3.
[4] A.  M.  Dianu  and  R.  I.  Dobrin, “Separation and quantification of 90sr from  ion-exchange  resin  radioactive waste:  methods  and  techniques  of analysis,” Radiochim.  Acta ,  vol.  108, no.  8,  pp.  627 –640,  2020,  doi: 10.1515/ract-2019-3213.
[5] A.  B.  Ginting,  D.  Anggraini,  S. Indaryati, dan R. Kriswarini, “Karakterisasi  komposisi  kimia,  luas permukaan  pori  dan  sifat  termal  dari zeolit bayah, tasikmalaya, dan lampung,” J.  Teknol.  Bahan  Bakar Nukl. , vol. 3, no. 1, hal. 38 –48, 2007.
[6] B.  Samiey,  C.  H.  Cheng,  and  J.  Wu, “Organic-inorganic  hybrid  polymers as  adsorbents  for  removal  of  heavy metal  ions  from  solutions:  A review,” Materials  (Basel). ,  vol.  7,  no.  2,  pp. 673 –726,
2014, doi:
10.3390/ma7020673.
[7] K.  T.  Basuki,  M.  Fatuzzahroh,  D. Ariyanti,  and  A.  S aputra, “Adsorption of strontium from an aqueous solution by TiO 2 - pillared zeolite,” vol. 12, no. 1,
pp. 625 –634, 2021, doi:
10.14716/ijtech.v12i3.4376.
[8] E.  Supriyanto,  A.  Holikin,  dan  S. S uwardiyanto, “The thermal annealing  effect  on  crystal  structure and  morphology  of  titanium  dioxide (TiO 2 ) powder,” J. Ilmu Dasar , vol. 15, no. 1, hal. 37, 2014, doi: 10.19184/jid.v15i1.638.
[9] S.  N afi’ah,  “Kinetika  adsorpsi  timbal dengan  adsorben  sabut  siwalan
terxanthasi  rohmatun,” J.  Chem.  Inf. Model. , vol. 53, no. 9, pp. 1689 –1699, 2017.
[10] Y. A. B. Neolaka, Y. Lawa, J. N. Naat,
Y. K. Nubatonis, dan A. A. P au, “Studi termodinamika adsorpsi Pb(ii) menggunakan  adsorben  magnetik
Go-Fe 3 O 4 yang  disintesis  dari  kayu kusambi  (schleichera  oleosa),” J. Saintek  Lahan  Kering ,  vol.  2,  no.  2, hal. 49 –51, 2019.
[11] B.  haryanto,  W.  K  Sinaga,  dan  F.  T S aragih, “kajian model interaksi pada adsorpsi logam berat kadmium (Cd 2+ ) dengan  menggunakan  adsorben  dari pasir hitam,” J. Tek. Kim. USU , vol. 8, no.  2,  hal.  79 –84,  2019,  doi: 10.32734/jtk.v8i2.2032.
[12] A. Rahman, M. Nurjayadi,  E.  Kusrini, dan  E.  A.  P rasetyanto,  “Enhanced activity  of  TiO 2 /  natural  zeolite composite  for  degradation  of  methyl orange under visible light irradiation,” Int.  J.  Technol. ,  vol.  6,  no.  1,  pp. 1159 –1167, 2018, doi: 10.14716/ijtech.v9i6.2368.
[13] Y. Utubira, K. Wijaya, T. Triyono, and E. S ugiharto,  “Preparation  and characterization of TiO 2 -zeolite and its application to degrade textille wastewater by photocatalytic method,” Indones.  J.  Chem. ,  vol.  6, no.  3,  pp.  231 –237,  2010,  doi: 10.22146/ijc.21724.
[14] I.  Setiawan et  al. ,  “Geologi  dan petrokimia  endapan  zeolit  daerah bayah dan sukabumi,” Ris. Geol. dan Pertamb. , vol. 30, no. 1, p. 39, 2020, doi:
10.14203/risetgeotam2020.v30.1048.
[15] A. D. Susanti, W. B. Sediawan, and S. K. W irawan, “Model isoterm kesetimbangan  adsorpsi  oryzanol dalam minyak bekatul pada adsorben silika  gel  dengan  fase  gerak  n- heksana : aseton,” pp. 1–5, 2015.