## SINTESIS BAHAN HIBRIDA AMINO-SILIKA DARI ABU SEKAM PADI MELALUI PROSES SOL-GEL
Sriyanti, Taslimah 1) , Nuryono dan Narsito 2)
1) Jurusan Kimia FMIPA Universitas Diponegoro, Semarang
2) Jurusan Kimia FMIPA Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta

## ABSTRAK
Silika dengan imobilisasi gugus amino dengan bahan dasar abu sekam padi telah dibuat melalui proses sol-gel. Sebagai perbandingan, dibuat pula silika gel tanpa gugus organik.Larutan mendidih  natrium  silikat  (1,5  N)  ditambahkan  pada  abu  sekam  padi,  kemudian  filtratnya dipisahkan  sebagai larutan  natrium  silikat.  Selanjutnya  ,  kedua filtrat digunakan  untuk sintesis silika gel dengan dan tanpa gugus organik. 3- Aminopropiltrimetoksisilan (APTS) ditambahkan ke dalam  larutan  natrium  silikat,  dilanjutkan  dengan  penambahan  asam  klorida  perlahan-lahan sampai pH 7 dan pH 3. Gel yang terbentuk diperam selama 18 jam dengan temperatur 80 o C, dicuci dengan air kemudian dikeringkan pada temperatur 80 o C selama 9 jam. Silika gel dibuat dengan cara  yang  sama.  Kedua  produk  dikarakterisasi  dengan  FTIR  dan  XRD, serta  diuji kemampuan adsorpsinya terhadap logam Ni (II). Hasil menunjukkan bahwa silika gel hasil mempunyai pola yang  sama  dengan  silika  Kiesel  Gel  60  dari  Merck,  baik  spektra  FTIR  maupun  defraktogram XRDnya,  sedangkan  bahan  hibrida  amino-silika  mempunyai  puncak-puncak  serapan  yang menunjukkan adanya gugus amin (-NH 2 ) dan rantai alifatik (-CH 2 -) di samping kesamaan pola dengan  silika  standar.  Dalam  uji  adsorpsi,  amino-silika  mengadsorpsi  Ni  (II)  lebih  tinggi dibanding silika gel dengan kapasitas adsorpsi masing-masing 0, 106 mol/g adsorben dan 0,0088 mol/g adsorben.
Kata Kunci: abu sekam padi, hibrida amino-silikai, silika gel, 3-aminopropil-trimetoksisilan.

## SYNTHESIS OF AMINO-SILICA HYBRID FROM RICE HULL ASH BY SOL- GEL METHODE

## ABSTRACT
Silicas with immobilised amino group from rice hull ash have been prepared through sol- gel methode. For comparison purposes, silica gel without amino group was also prepared. Sodium hydroxide boiled solution (1.5 N) were added to rice hull ash, then the filtrat were separated as sodium silicate solution. Moreover, both the filtrat were used to synthesis the silica gel either with molecul organic or not. 3- aminopro-piltrimethoxysilane were added to sodium silicate solution, and then hydrochloride acid were added slowly until pH 7 and 3. The gel were aging at 80 o C for 18  hours,  wash  with  water  and  dried  at  80 o C  for  9  hours.  Silica  gel  without  amino  group immobilization were done by the same way. Both the product were characterize with FTIR, XRD and Ni (II) adsorption.The results shows that the silica gel were obtained had similar pattern in FTIR and XRD with silicas Kiesel Gel 60 from Merck, while the hybrid of amino-silica had new peaks in organic vibration that indicated ammine group (-NH 2 ) and chain aliphatic (-CH 2 -) area besides  the  similar  pattern  with  silicas standard.  The  adsorption  of  Ni  (II)  on  amino-silica  had higher capacity adsorption (0.106 mol/g adsorbent) than silica gel (0.0088 mol/g adsorbent). Key words: rice hull ash, silica gel, amino silica hybrid, 3-aminopripiltrimethoxysilane.

## PENDAHULUAN
Silika  secara  luas  banyak  digunakan  dalam penyulingan minyak tumbuhan, produk farmasi, detergen,  adesif,  kolom  kromatografi  dan keramik.  Natrium  silikat  sebagai  prekursor untuk produksi silika secara langsung
kebanyakan  dibuat  dari  peleburan  pasir  kuarsa dengan  natrium  karbonat  pada  temperatur 1300 o C (Brinker dan Scherer, 1990).
Kelemahan  penggunaan  pasir  kuarsa  sebagai bahan  dasar  pembuatan  bahan  berbasis  silika adalah  tingginya kekristalan  bahan  dan
banyaknya komponen logam. Tingginya kekristalan  mengakibatkan  proses  peleburan berlangsung  pada  temperatur  tinggi  dan  perlu waktu yang relatif lama. Banyaknya komponen logam  berakibat  pada  rendahnya  kemurnian logam yang dihasilkan. Berdasarkan komposisi kimia  dengan  silika  merupakan  komponen utama (94,5 %, Priyosulistyo, 1999), abu sekam padi  kemungkinan  dapat  menggantikan  posisi pasir kuarsa sebagai bahan pembuatan silika gel. Pembuatan  silika  gel  dari  abu  sekam  padi diperkirakan  lebih  menguntungkan  daripada dengan menggunakan pasir kuarsa. Di samping kandungan  silika  yang  tinggi,  abu  sekam  padi bersifat  amorf  dan  tidak  sekeras  pasir  kuarsa sehingga untuk peleburan abu sekam padi tidak memerlukan  waktu  yang  lama  dan  temperatur yang tinggi.
Penambahan suatu bahan aktif pada matriks atau bahan  pendukung  (kebanyakan  padatan)  untuk meningkatkan  fungsi  dari  bahan  aktif  tersebut dikenal  dengan  proses  imobilisasi.  Dewasa  ini penggunaan padatan anorganik sebagai matriks imobilisasi  suatu  bahan  tertentu  telah  banyak dilakukan  seperti  untuk  pembuatan  adsorben selektif, katalis imobilisasi enzim dan lain-lain.
Proses  penambahan  bahan  aktif  terhadap matriks pendukung ini dapat dilakukan melalui berbagai  cara.  Adsorpsi  fisik  merupakan  cara yang  paling  mudah  dilakukan.  Sebagai  contoh adalah imobilisasi senyawa organik 2- merkaptobenzotiazol  pada  padatan  pendukung zeolit alam untuk mengadsorpsi Cd (II) dan Fe (III)  (Sriyanti  dkk.,  2001).  Selain  mudah dilakukan,  dalam  metode  ini  harus  digunakan suatu bahan perantara, seperti polistirena, tetapi interaksi  antara  padatan  dan  bahan  yang diimobilkan tidak cukup kuat karena interaksinya  bersifat  fisik,  sehingga  mudah untuk terlepas kembali.
Metode  lain  yang  banyak  digunakan  adalah melalui  pengikatan  kovalen.  Metode  ini menghasilkan  suatu  bahan  terimobilisasi  yang
interaksinya kuat, tetapi prosesnya relatif rumit dan memerlukan waktu yang relatif lama.
Metode lain yang banyak dikembangkan saat ini adalah melalui proses sol-gel, yaitu penambahan bahan  yang  diimobilkan  dilakukan  pada  saat matriks berbentuk sol, kemudian menuju ke arah pembentukan  padatan  (gel)  bersamaan  dengan terbentuknya  padatan  pendukung.  Metode  ini relatif  mudah  dilakukan,  tidak  memerlukan waktu  yang  lama  dan  interaksi  antara  padatan dan bahan yang diimobilkan relatif kuat.
Padatan yang banyak digunakan sebagai matriks pendukung  kebanyakan  adalah  zeolit,  clay, alumina  dan  silika  (Oscik,  1982).  Zeolit merupakan material anorganik yang mempunyai kestabilan termal yang cukup tinggi, tetapi pori- pori  kaku  yang  dimiliki  menyebabkan  zeolit tidak mudah untuk dimodifikasi. Demikian juga dengan  clay,  pori  antar  layernya  mudah  untuk dimodifikasi  tetapi  sifat  mudah  mengembang dari clay ( swelling ), untuk tujuan-tujuan tertentu kadang  tidak  dikehendaki.  Alumina  juga mempunyai stabilitas termal yang tinggi, tetapi sifatnya  yang  cenderung  polar  juga  harus dipertimbangkan.
Silika mempunyai kelebihan tersendiri dibanding bahan yang lain, karena secara kimia bersifat inert, hidrofobik dan transparan. Selain itu  juga  menunjukkan  kekuatan  mekanik  dan stabilitas  termal  yang  tinggi  dan  tidak mengembang  dalam  pelarut  organik  (Bhatia, 2000).
Proses sol-gel adalah pelarutan pada temperatur rendah  yang  merupakan  dasar  pada  sintesis gelas.  Pembentukan  matriks  silika  dicapai dengan  hidrolisis  pada  suatu  alkoksi  (biasanya tetrametil orto silikat/ TMOS) diikuti kondensasi  untuk  menghasilkan  suatu  polimer jaringan SiO 2 dengan jembatan okso. Hidrolisis menghasilkan konversi ikatan Si-OR ke Si-OH yang  memadat  membentuk  suatu  polimer berjembatan  okso  Si-O-Si.  Reaksi  ini  terjadi dalam  suatu  daerah  terlokalisasi  menuju pembentukan  partikel  sol.  Derajat  pertautan
silang  sebagai  hasil  polikondensasi  meningkat dan  viskositas  sol  juga  meningkat.  Kekentalan material kemudian mengeras menuju pembentukan  suatu  gel  yang  porous  (Brinker dan Scherer, 1990).
Proses  sol  gel  dimulai  dengan  mengasamkan larutan  natrium  silikat  sampai  terbentuk  gel karena silika mempunyai kelarutan yang tinggi pada pH > 10 (Scott, 1993). Sriyanti dkk. (2004) melaporkan bahwa pengasaman natrium silikat dengan  HCl  menyebabkan  pembentukan  gel yang sangat cepat (pH: 9-7), dan jika HCl terus- menerus  ditambahkan  maka  gel  akan  melarut kembali.  Hal  ini  kemungkinan  disebabkan  ion logam  Na  akan  terjebak  ke  dalam  matriks  gel dan tidak larut dengan pencucian. Hal ini sejalan dengan pendapat Kalapathy dkk. (2000), bahwa penggunaan  HCl  pada  pengasaman  langsung menghasilkan  silika  gel  dengan  kandungan  Na yang  tinggi  (>  4%).  Pengendalian  proses pembentukan  gel  (gelasi)  kemungkinan  dapat dilakukan dengan mengamati pembentukan gel pada  kondisi  tertentu  (melalui  variasi  jenis asam, jenis prekursor dan pengaturan keasaman medium).
Pada  penelitian  ini  dikaji  pengaruh  masuknya gugus  organik  dan  pengaturan  keasaman medium (pH gelasi) terhadap karakter gel yang dihasilkan. Karakterisasi hasil dilakukan dengan FTIR spektroskopi dan XRD, serta uji adsorpsi terhadap ion logam Ni (II).

## METODE PENELITIAN

## Bahan dan Peralatan
Bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini meliputi: sekam  padi dari daerah  Sragen, Jawa Tengah, NaOH pelet, HCl, dan NiCl 2 .6H 2 O dari Merck  dan  3-aminopropiltrimetoksisilan  dari Sigma. Peralatan utama yang digunakan adalah tungku  pemanas  (furnace),  oven,  hot  plate, lumpang  porselen  dan  ayakan  200  mesh, spektrofotometer  Shimadzhu  FTIR-8201  PC (lab. Kimia Organik FMIPA UGM), Defraktometer  sinar-x  Shimadzhu  X-2000  dan
Spektrofotometer  serapan  atom  model  Hitachi Z-8000 (Lab. Kimia Analitik FMIPA UGM).

## Preparasi abu sekam padi
Sekam  padi  dari  daerah  Sragen,  Jawa  Tengah, dikeringkan di bawah matahari dan dibersihkan dari kotoran-kotoran pengikut seperti daun-daun padi,  pasir  dan  kerikil.  Selanjutnya  dipanaskan di  atas  kompor  hingga  membentuk  arang  yang berwarna  hitam.  Arang  dimasukkan  ke  dalam cawan  porselen  untuk  selanjutnya  dipanaskan dalam tungku pemanas (furnace) selama 4 jam dengan temperatur 700 o C. Abu yang dihasilkan digerus  kemudian  diayak  hingga  lolos  ayakan 200 mesh.

## Pembuatan larutan natrium silikat
Dibuat  larutan  NaOH  1,5  N  dari  NaOH  pelet yang ada. Enampuluh mililiter larutan NaOH 1,5 N ditambahkan ke dalam abu sekam, kemudian dididihkan  sambil  diaduk.  Setelah  dingin disaring, dan residu ditambah lagi dengan 60 mL larutan  NaOH  1,5  N  dan  kembali  dididihkan setelah dingin, disaring dan filtratnya disatukan denagn  fitrat  pertama  sebagai  larutan  natrium silikat dan disimpan dalam botol plastik.

## Pembuatan silika gel dan hibrida amino- silika
Sebagai  pembanding,  sebelum  dibuat  bahan hibrida  melalui  proses  sol-gel,  terlebih  dahulu dibuat silika gel dari natrium silikat yang sudah disiapkan. Larutan natrium silikat yang berasal dari 10 g abu sekam ditambah dengan HCl 6 N bertetes-tetes,  sambil  diaduk  hingga  terbentuk gel berwarna putih pada pH 7 dan 3. Gel yang terbentuk ditambah aquades, kemudian dipanaskan 80 o C selama 18 jam. Setelah dingin dicuci dengan air dan dikeringkan 80 o C selama 9  jam,  selanjutnya  digerus  dan  diayak  hingga lolos  ayakan  200  mesh.  Pembuatan  silika  gel termodifikasi  gugus  organik  dilakukan  seperti pada  pembuatan  silika  gel,  tetapi  sebelum penambahan asam ditambahkan terlebih dahulu 3-aminopropiltrimetoksisilan  (APTS)  dengan perbandingan  (natrium  silikat  dari  10  g  abu:  2 mL (APTS). Produk yang dihasilkan selanjutnya
dikarakterisasi dengan spektrofotometer Inframerah dan defraktometer sinar-x.

## Adsorpsi Ni (II)
Sebanyak  10  mL  larutan  ion  logam  Ni  (II) dengan variasi konsentrasi : 5, 10, 20, 50, 100, dan  200  mg/L,  masing-masing  diinteraksikan dengan 100 mg adsorben silika gel dan amino- silika  selama  30  menit  kemudian  disaring. Konsentrasi  ion  logam  yang  tersisa  dalam larutan ditentukan dengan AAS, dan jumlah ion logam  yang  teradsorpsi  dihitung  dari  selisih jumlah logam sebelum dan sesudah adsorpsi.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Natrium silikat hasil ekstraksi abu sekam padi
Pembuatan  larutan  natrium  silikat  sebagai prekursor  pembuatan  silika  gel  maupun  bahan hibrida amino-silika, diawali dengan pengabuan sekam  padi.  Sekam  padi  diambil  dari  daerah Sragen,  Jawa  Tengah,  yang  merupakan  salah satu  daerah  penghasil  padi  yang  cukup potensial,  sehingga  sekam  merupakan  limbah yang sangat berlimpah dan belum dimanfaatkan secara optimal.
Sekam  padi  dikeringkan  di  bawah  terik matahari,  dan  dibersihkan  dari  pengotor- pengotor  fisik,  seperti  daun-daun  dan  batang padi maupun kerikil-kerikil. Selanjutnya sekam yang  sudah  kering  diarangkan  di  atas  kompor minyak  sampai  berwarna  hitam.  Arang  yang berwarna hitam ini kemudian dipanaskan dalam tungku  pemanas  ( furnace )  pada  suhu  700  C selama  4  jam.  Pemanasan  ini  bertujuan  untuk menghilangkan fraksi organik dari sekam padi, sehingga yang tertinggal hanya fraksi anorganiknya  saja.  Abu  yang  dihasilkan berwarna  putih  keabu-abuan,  dan  untuk menyeragamkan  ukuran,  abu  tersebut  digerus dan  diayak  dengan  ayakan  200  mesh, selanjutnya siap digunakan sebagai bahan dasar.
Tahap  selanjutnya  adalah  mengekstrak  silika yang  ada  dalam  abu  sekam  padi.  Sriyanti  dkk. (2004), telah melakukan ekstraksi silika dari abu
sekam  padi  melalui  dua  cara,  yaitu  ekstraksi basah  dan  ekstraksi  kering.  Ekstraksi  kering merupakan ekstraksi yan umum dilakukan, yaitu dengan melebur abu sekam dengan NaOH pada pemanasan 500  C selama 30 menit; sedangkan cara  basah  adalah  dengan  mengekstrak  abu sekam  padi  menggunakan  larutan  NaOH mendidih, seperti yang dilakukan oleh Kalapathy  dkk.  (2000).  Menurut  Sriyanti  dkk
(2004), silika gel yang dihasilkan dari prekursor larutan natrium silikat hasil dari ekstraksi kering maupun  basah  secara  kualitatif  tidak  memiliki perbedaan  yang  signifikan.  Hal  tersebut  bisa dilihat  dari  spektra  inframerah  dari  keduanya. Menurut  Nuryono  dkk.  (2004),  ekstraksi  silika dari abu sekam padi secara basah optimum pada konsentrasi  NaOH  sebesar  1,5  N.  Untuk  itu dalam  penelitian  ini  dilakukan  ekstraksi  basah terhadap  abu  sekam  padi  dari  Sragen  dengan NaOH 1,5 N.
Reaksi  pengabuan  yang  terjadi  menurut Nuryono, dkk., 2004 adalah sebagai berikut:
Senyawa C, H, dan Si + O 2 → CO 2 (g) + H 2 O
(g) + SiO 2 (p)
Dimungkinkan  juga  terjadi  kondensasi  gugus silanol (≡Si-OH) seperti penjelasan Iler (1979):
2 ≡Si-OH → ≡Si-O-Si≡ + H 2 O
Pada  ekstraksi  silika  dari  abu  sekam  hingga terbentuk  larutan  natrium  silikat  mengikuti reaksi sebagai berikut (Scott, 1993):
SiO 2 + 2 NaOH  Na 2 SiO 3 + H 2 O
Dari  90  gram  abu,  setelah  diekstraksi  dengan 540 mL NaOH 1,5 N dan penambahan aquades, diperoleh  larutan  natrium  silikat  sebanyak  620 mL,  yang  selanjutnya  digunakan  sebagai prekursor pada pembuatan adsorben.

## Hibrida Amino-Silika dan silika gel
Pembuatan hibrida amino-silika diawali dengan menambahkan  2  mL  ligan  APTS  ke  dalam  20 mL larutan natrium silikat, selanjutnya
diasamkan dengan HCl hingga pH:7, dan yang lain  hingga  pH:3,  sedangkan  pembuatan  silika gel  tanpa  penambahan  APTS.  Selanjutnya dilakukan  aging,  pencusian  dan  pengeringan, sehingga  diperoleh  hibrida  amino-silika  dan silika gel.
Menurut  Schubert  dan  Husing ( 2000),  pada kondisi  basa,  proses  reaksi  pembentukan  gel atau lebih dikenal dengan proses sol-gel terjadi akibat  penyerangan  nukleofilik  atom  silikon oleh  ion – OH  atau  Si-O - ,  seperti  ditampilkan pada  gambar  1.  Ion – OH  atau  Si-O - terbentuk oleh disosiasi H + dari molekul air atau gugus Si- OH.  Pada  reaksi  hidrolisis,  anion  hidroksi menyerang  atom  silikon  dengan  mekanisme reaksi SN 2 ( substitusi nukleofilik) di mana - OH menggantikan – OR.  Pada  reaksi  kondensasi, suatu  nukleofilik  ion  silanolat  menyerang spesies  netral  silikat  dan  akan  menggantikan –
OH  atau – OR.  Reaksi  kondensasi  relatif  lebih cepat terhadap hidrolisis.
Si-OX Si OY OX Si Si Y-O-Si +  YO - - + XO - Ket: Y= H,
Reaksi hidrolisis : X=R, Y=H
Reaksi kondensasi : X=R atau H, Y=
Gambar 1.  Mekanisme  reaksi  sol-gel  pada keadaan  basa  (Scubert  dan  Husing, 2000)
Mekanisme  reaksi  dalam  kondisi  asam  dapat dilihat pada gambar 2.
Si-OX Si O + H X Si Si O + H X Y-O-Si Si +  H + ket: X= R, H Y-OH  + +  HOX
ket: Y= H, reaksi hidrolisis : X=R, Y= H reaksi kondensasi : X= R atau H, Y=
Gambar 2.  Mekanisme  reaksi  proses  sol-gel pada kondisi asam
Pada kondisi asam, atom oksigen dari gugus Si- OH  atau  Si-OR  terprotonasi  pada  langkah pertama  dengan  cepat,  seperti  pada  persamaan di atas. Gugus pergi yang baik terbentuk melalui protonasi tersebut. Kerapatan elektron dari atom pusat Si akan berkurang sehingga bersifat lebih elektrofilik dan lebih mudah untuk diserang oleh air ( reaksi hidrolisis) atau gugus silanol ( reaksi kondensasi).  Pada  kondisi  ini,  reaksi  hidrolisis berlangsung  lebih  cepat  dari  pada  reaksi kondensasi.  Dengan  melihat  dua  mekanisme yang  berbeda  dari  kondisi  asam  dan  basa  ini, dapat  dipahami  mengapa  jika  gelasi  dilakukan pada kondisi basa, akan berlangsung lebih cepat dibanding kondisi asam. Hal tersebut disebabkan pada kondisi basa, reaksi kondensasi berlangsung  lebih  cepat  relatif  terhadap  reaksi hidrolisis, sedangkan pada kondisi asam terjadi sebaliknya,  reaksi  hidrolisis  relatif  lebih  cepat dibanding reaksi kondensasi.
Mengacu  pada  gambar  1  dan  gambar  2  di  atas maka  mekanisme  reaksi  pembentukan  hibrida amino-silika kemungkinan mengikuti mekanisme  reaksi  SN 2 ,  diperkirakan  seperti disajikan dalam gambar 3, dilanjutkan gambar 4.
Si OCH 3 H 2 N H 2 N Si +OCH 3 H - O-Si H 2 N HN 2 H 2 N Si +OCH 3 H O-Si Si O Si Si +OCH 3 H CH 3 OH +   H + + - +  H + +
Gambar 3.  Model mekanisme reaksi pembentukan  dimer  silosan  pada pembuatan hibrida amino-silika
Kemungkinan  pembentukan  hibrida  amino- silika  diawali  dengan  protonasi  atom  O  gugus metoksi ( -OCH 3 )  pada  senyawa  organik  3- aminopropiltrimetoksisilan ( APTS) akibat penambahan  asam.  Selanjutnya  spesies  anion
silikat  yang  berperan  sebagai  nukleofil  akan menyerang atom Si pada APTS di mana atom O pada  gugus  metoksi  telah  terprotonasi.  Spesies anion  silikat  yang  masuk  akan  menggantikan gugus metoksi -OCH 3 dengan atom O yang telah terprotonasi sehingga terbentuk ikatan siloksan.
Gugus  metoksi  dengan  atom  O  yang  telah terprotonasi  akan  dilepaskan  dalam  bentuk metanol. Penambahan asam yang terus berlanjut mengakibatkan  reaksi  dapat  terus  berlanjut sampai  semua  gugus  metoksi  dalam  senyaea organik  APTS  mengalami  reaksi  kondensasi denagn  spesies  anion  silikat  dengan  melepas metanol.
Si O - Si SiO H 3 CO H 3 CO NH 3 (A) -CH 3 OH Si O - Si SiO SiO H 3 CO NH 3 (B) -CH 3 OH Si NH 2 Si O Si O Si O Si SiO SiO H 3 CO NH 3 Si SiO SiO SiO NH 3 + + H + + + H + Polimeri kondensasi lanjut, transisi sol-gel dan aging
Gambar 4.  Pembentukan hibrida amino-silika
Karakterisasi hasil dilakukan dengan spektrofotometer  FTIR,  ditampilkan  dalam gambar  5.  Untuk  melihat  keberhasilan  sintesis bahan  hibrida  amino-silika  ini,  maka  spektra FTIR  dari  amino-silika  dibandingkan  dengan silika tanpa ligan baik pada pH gelasi 7 maupun 3,  dan  spektra  FTIR  silika  Kiesel  gel  60  dari Merck  sebagai  standar.  Serapan  karakteristik untuk  silika  gel ( Kiesel  Gel  60)  muncul  pada bilangan gelombang 3448,5 cm -1 yang mengindikasikan  adanya  vibrasi  –OH  dari  Si- OH, serapan lebar dan tajam pada 1101,3 cm -1 mengindikasikan vibrasi ulur asimetri Si-O dari Si-O-Si,  1637,5  cm -1 mengindikasikan  adanya vibrasi tekuk –OH dari molekul air, 970,1 cm -1 mengindikasikan  vibrasi  ulur  Si-O  dari  Si-OH, dan  serapan  di  800,4  cm -1 mengindikasikan adanya  vibrasi  ulur  simetri  Si-O  dari  Si-O-Si ( Silverstein dkk., 1991)
459.0 798.5 968.2 1095.5 1639.4 3452.3 331.7 470.6 794.6 956.6 1072.3 1473.5 1542.9 1635.5 2310.6 2966.3 3290.3 3425.3 316.3 354.5 470.6 798.5 960.5 1110.9 1517.0 1635.5 3448.5 1/Cm E. . Amino-Silika pH:3 D.  Silika Gel pH:3 C. Amino-Silika pH:7 B.  Silika Gel pH:7 3448.5 1637,5 1101,3 970,1 800,4 472,5 A. Silika kiesel Gel 60
Gambar 5.  Spektra  FTIR  dari  silika  gel  dan hibrida amino-silika
Serapan  di  472,5  cm -1 menunjukkan  adanya vibrasi  tekuk  dari  Si-O-Si ( Hamdan,  1992). Silika gel hasil sintesis baik dengan pH gelasi 7 maupun  3  mempunyai  serapan  yang  mirip dengan  silika  Kiesel  Gel  60.  Untuk  hibrida amino-silika  yang  terbentuk  pada  pH  gelasi  7, muncul  serapan-serapan  baru  yang  tidak dimiliki oleh silika gel. Serapan baru tersebut di antaranya  adalah  serapan  pada  bilangan gelombang  3290,3  cm -1 yang  menunjukkan vibrasi ulur simetris dari amina alifatik primer, serapan  di  2966,3  cm -1 yang  menunjukkan adanya  vibrasi  ulur  dari  rantai  alifatik  –C-H  , didukung dengan vibrasi bengkok simetris dari –CH 2 -  yang  muncul pada serapan 1473,5 cm -1 . Muncul  pula  serapan  pada  1542,9  cm -1 ,  yang kemungkinan  menunjukkan  adanya  vibrasi bengkok  simetris  dari  –N-H ( Silverstein  dkk., 1991).
Untuk hibrida amino-silika yang terbentuk pada pH  gelasi  3,  hanya  muncul  satu  serapan  baru, yaitu di 1517,0 cm-1 dengan intensitas rendah,
sehingga  tidak  cukup  kuat  untuk  menunjukkan kemungkinan  terbentuknya  bahan  hibrida amino-silika.  Kalau  dianggap  sintesis  ini berhasil,  kemungkinan  gugus  –NH 2 yang berhasil  terimobilisasi  sangat  kecil.  Hal  ini kemungkinan bisa terjadi karena pada penambahn  asam  yang  terus  menerus  sampai pH=3 kemungkinan H + yang ditambahkan tidak hanya memprotonasi gugus metoksi dari APTS tetapi  justru  memutuskan  gugus  -NH 2 untuk membentuk spesies yang lain.
Pada  pH  gelasi  yang  berbeda,  kondisi  yang paling mencolok adalah serapan di 1635,5 cm -1 . Pada silika gel pH gelasi 3, pita ini intensitasnya jauh lebih besar dibanding pada pH gelasi 7, hal ini  kemungkinan  menunjukkan  bahwa  pada kondisi ini silika gel mengikat molekul air relatif lebih banyak; dan hal ini didukung menguatnya intensitas  serapan  pada  968,2  cm -1 .  Jika banyaknya  molekul  air  yang  terikat  setara dengan  porositas  padatan,  maka  dapat  dilihat bahwa  masuknya  gugus  organik  mengurangi intensitas  dari  kedua  serapan  ini.  Dengan  kata lain  imobilisasi  gugus  amino  dalam  silika terutama  pada  pH  gelasi  7  dapat  dinyatakan telah berhasil dilakukan.
Dilakukan  pula  karakterisasi  menggunakan defraktometer  sinar-X,  yang  akan  memberikan informasi mengenai struktur kristal dari hibrida amino-silika. Defraktogram dari hibrida amino- silika diberikan pada gambar 6.
10 15 20 25 30 35 40 45 50 Theta-2theta (deg) Silika Gel Amino-Silika Silika Kiesel Gel 60
Gambar 6.  Difraktogram  silika  gel  dan  hibrida amino-silika pada pH gelasi 7.
Dari  gambar  4.  dapat  dilihat  bahwa  seperti halnya  silika  gel,  hibrida  amino-silika  yang
terbentuk  pada  pH  gelasi  7  bersifat  amorf, karena  menunjukkan  satu  puncak  melebar dengan 2  = 21-22 O ( Kalapathy dkk., 2000).
Karakterisasi dilakukan pula dengan uji adsorpsi terhadap  logam  Ni ( II).  Menurut  aturan Hard and  Soft  Acids-Bases  (HSAB) Pearson,  Ni ( II) merupakan  logam  golongan  asam  menengah (borderline ),  sedangkan  gugus  –OH  dan  –NH 2 merupakan basa keras, di mana –OH lebih keras dibandingkan  –NH 2 ( Shriver  dkk.,  1990). Interaksi  Ni ( II)  dengan  silika  gel  dan  amino- silika bisa dilihat untuk menguji hal tersebut.
Persamaan  Isoterm  adsorpsi  Langmuir ( Oscik, 1982) digunakan untuk mengestimasi kapasitas adsorpsi  dari  masing-masing  padatan  sebagai adsorben. Harga parameter adsorpsi ditampilkan dalam tabel 1.
Tabel  1  menunjukkan  bahwa  amino-silika dengan  pH  gelasi  7  memberikan  kapasitas adsorpsi  jauh  lebih  tinggi  dibanding  adsorben lainnya.  Hal  ini  kemungkinan  mendukung asumsi  sebelumnya  menurut  aturan  Pearson, bahwa  interaksi  Ni ( II)  dengan  padatan  adalah interaksi  kimia,  yaitu  interaksi  asam-basa.  Di samping  itu  juga  mendukung  karakterisasi sebelumnya,  bahwa  pH  gelasi  7  lebih mendukung  keberhasilan  imobilisasi  amino dalam silika melalui proses sol-gel.
Tabel 1.  Kapasitas adsorpsi dan energi adsorpsi Ni  (II)  pada  adsorben  silika  gel  dan hibrida silika-amino
Adsorbe n Kapasitas dan energi adsorpsi Ni (II) Kapasita s Adsorpsi (b) 10 -3 x mol/g Tetapan Kesetimbang an adsorpsi, K (L/mol) Energi Adsorpsi (kJ/mol) SG (I) 0,215 1.163,415 17,498 SG (II) 8,795 9.475,000 22,697 Am-SG (I) 1,230 579,372 15,770 Am-SG (II) 105,600 607,212 15,886 Keterangan:
SG (I): silika gel dengan pH gelasi 3 SG (II): silika gel dengan pH gelasi 7 Am-SG (I): Amino-silika dengan pH gelasi 3 Am-SG (II): Amino-silika dengan pH gelasi 7.

## KESIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  dan  pembahasan  dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Abu  sekam  padi  dapat  dijadikan  sebagai sumber silika pada pembuatan silika gel dan bahan hibrida amino-silika.
2. Pembuatan  bahan  hibrida  amino-silika dapat  dilakukan  dengan  mengimobilkan  3- aminopropiltrimetoksisilan dalam silika dari abu  sekam  padi  melalui  proses  sol-gel dengan pH gelasi 7.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis  mengucapkan  terimakasih  kepada Dirjen  Dikti  melalui  Program  Hibah  Pekerti Angkatan II/2 tahun 2005 yang telah membantu dalam pendanaan penelitian dan kepada saudari Agnes Retno Iswari yang telah membantu dalam pengumpulan data.

## DAFTAR PUSTAKA
Brinker,  C.J.,  dan  W.J.  Scherer,  1990, Sol-Gel Science: The Physics and Chemistry of Sol- Gel Processing , Academic Press, san Diego.
Priyosulistyo,  HRC.,  Sudarmoko,  Bambang
Supriyadi,  Bambang  Suhendro,  dan  P. Sumardi,  1999,  Pemanfaatan  Limbah  Abu Sekam  Padi  Untuk  Peningkatan  Mutu
Beton,  Laporan  Penelitian  Hibah  Bersaing VI/2, Lembaga Penelitian UGM
Sriyanti, Narsito, Nuryono, 2001, Selektivitas 2- Merkaptobenzotiazol  Terimpregnasi  pada Zeolit  Alam  untuk  Adsorpsi Kadmium  (II) dalam  Campuran  Kadmium  (II)-Besi  (III), Proseding  Seminar  Nasional  Kimia  IX, Yogyakarta
Oscik,  J.,  1982,  Adsorption,  Ellis  Horwood Limited, Chichester.
Bhatia,  R.B.,  and  C.J.  Brinker,  2000,
Chem.Mater., 12, 2434 – 2441.
Scott,  R.P.W.,  1993,  Silika  Gel  and  Bonded Phases:  Their  Production,  Properties  and Use in LC, John Wiley & Sons, Toronto.
Sriyanti, Taslimah, Nuryono dan Narsito, 2004, Selektivitas Silika Gel Termodifikasi Gugus Tiol  Untuk  Adsorpsi  Kadmium  (II)  dan Tembaga (II), Proceeding Seminar Nasional Hasil  Penelitian  MIPA  2004,  FMIPA Undip, Semarang.
Kalapathy, U., A. Proctor and J. Shultz, 2000, A Simple  Method  For  Production  of  Pure Silica  From  Rice  Hull  Ash,  Bioresource Technology 73, 257-262.
Nuryono, 2004, Effect of NaOH Concentration On Destruction of rice Husk Ash With Wet Technique,  Proceeding  Seminar  Nasional Hasil  Penelitian  MIPA  2004,  FMIPA Undip, Semarang
Iler, R.K., 1979, Silica Gels and Powder, dalam Iler,  R.K.  (Ed),  The  Chemistry  of  Silica, Wiley, New York.
Schubert, U., dan N. Husing, 2000, Synthesis of
Inorganic  Material,  Willey-VCH  Verlaq Gmbh, D-69469 Wernbeim, Federal Replublic of Germany.
Silverstein,  R.  M.,  G.  C.  Bassler  and  T.  C. Morril,  1991,  Spectrometric  Identification of Organic Compound, 5th ed, John Wiley & Sons, Inc., New York.
Hamdan,  H.,  1992,  Introduction  to  Zeolites:
Synthesis, Characterization and Modification, Universiti Teknologi Malaysia, Kualalumpur. Shriver, D.F., Atkins, P.W. dan Langford, C.H., 1990, Inorganic Chemistry, Oxford University Press, Oxford