## SINTESIS GRANUL KOMPOSIT ZEOLIT-GEOPOLIMER DAN ADSORPSINYA PADA METILEN BIRU

## Synthesis of Zeolite-Geopolymer Composite Granules and Their Adsorption on
Methylene Blue
Haditsah Salsabila 1) , Zaenal Abidin 1) * , Irma Isnafia Arief 2) dan Trivadila 1)
1) Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam IPB, Jl. Meranti Kampus IPB Darmaga Bogor 16680
2) Departemen Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan, Fakultas Peternakan IPB, Jl. Meranti Kampus IPB Darmaga Bogor 16680

## ABSTRACT
Indonesia is one of the largest textile industrial producers in Southeast Asia. The high production of textile goods and the  inadequate  processing  of  textile  wastewater  have  made  Indonesia  is  the  country  which  has  the  largest  textile  industry wastewater in Southeast Asia. Textile liquid waste, which is mostly dye waste, needs to be managed so that it does not have a negative impact when the liquid waste is released into the waters. One of the dye waste management techniques is by using adsorbent materials such as zeolite. In this study, zeolite was composited with geopolymer and formed into granules in order to have high adsorption capacity and resistance. The composite was synthesized by mixing zeolite, metakaolin and sodium silicate (Na 2 SiO 3 ), then dried in an oven at 100 °C for 2 hours. The samples used were then tested for adsorption on methylene blue. Sample  precursors  were  also  characterized  using  XRD  and  SEM.  The  results  of  the  adsorption  test  showed  that  the  zeolite- geopolymer granule composite has an adsorption capacity of 52.68 mg/g for small granules and 20.85 mg/g for large granules so that it can be applied in aquatic environments and could be applied to aquatic environments.
Keywords: geopolymer, granule, methylene blue, zeolite

## ABSTRAK
Indonesia merupakan salah satu produsen industri tekstil terbesar di Asia Tenggara. Produksi barang tekstil yang tinggi dan kurang memadainya proses pengelolaan limbah cair tekstil membuat Indonesia menjadi negara dengan limbah cair industri tekstil terbesar di Asia Tenggara. Salah satu teknik pengelolaan limbah pewarna yakni dengan menggunakan bahan adsorben seperti  zeolit.  Pada  penelitian  ini,  zeolit  dikompositkan  dengan  geopolimer  dan  dibentuk  menjadi  granul  agar  memiliki kemampuan adsorpsi dan ketahanan  yang tinggi. Komposit disintesis dengan  mencampurkan zeolit,  metakaolin, dan natrium silikat (Na 2 SiO 3 ), kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 100 °C selama 2 jam. Sampel-sampel yang digunakan kemudian diuji  adsorpsi  pada  metilen  biru.  Prekursor  sampel  dikarakterisasi  menggunakan  XRD  serta  SEM.  Hasil  pengujian  adsorpsi menunjukkan bahwa komposit granul zeolit-geopolimer memiliki kemampuan adsorpsi sebesar 52.68 mg/g untuk granul kecil dan 20.85 mg/g untuk granul besar sehingga dapat diaplikasikan pada lingkungan perairan.
Kata kunci: geopolimer, granul, metilen biru, zeolit

## PENDAHULUAN
Indonesia merupakan negara terbesar ketiga dalam perkembangan industri  tekstil  di  Asia  Tenggara. Pengolahan  limbah  industri  tekstil  yang  kurang  memadai menjadikan  Indonesia  sebagai  negara  terbesar  penghasil limbah cair industri tekstil di Asia Tenggara (World Bank Group,  2016).  Pada  tahun  2013,  Indonesia  menghasilkan limbah  industri  tekstil  sebesar  256,07  ton/hari  yang mengandung  BOD  ( Biochemical  Oxygen  Demand ),  COD ( Chemical  Oxygen  Demand ),  pH,  temperatur,  turbiditas, salinitas,  dan  bahan  kimia  toksik  yang  tinggi  (Lolo  dan Pambudi, 2020). Limbah tekstil sebagian besar merupakan limbah  pewarna  sintesis.  Mayoritas  industri  tekstil menggunakan pewarna sintesis karena dinilai lebih murah, tahan  lama,  mudah  diperoleh,  dan  mudah  dalam penggunaannya.  Namun,  penggunaan  pewarna  sintesis menghasilkan  limbah  berwarna yang sulit untuk didegradasi (Agustina dan Amir, 2012).
Pewarna  dibedakan  menurut  struktur  kimianya yang terdiri atas gugus kromofor. Sebagian besar pewarna
memiliki  struktur  kimia  yang  rumit  sehingga  tahan  ketika diuraikan secara aerobik. Metilen biru merupakan pewarna sintesis  yang  paling  umum  digunakan,  seperti  untuk pewarnaan  kapas,  kayu,  dan  kulit.  Metilen  biru  dapat menyebabkan detak jantung meningkat, mual dan muntah, serta  mengakibatkan  iritasi  mata/kulit  termasuk  sianosis apabila mengalami kontak secara tidak sengaja (Meili et al., 2018).  Oleh  karena  itu,  perlu  adanya  suatu  teknik pengolahan untuk menangani limbah pewarna tersebut.
Limbah pewarna dalam lingkungan perairan dapat diatasi dengan penggunaan adsorben seperti zeolit, kaolin, bentonit, dan arang aktif. Rida et al. (2013) telah melakukan adsorpsi  metilen  biru  menggunakan  kaolin  dan  zeolit. Metilen  biru  juga  telah  terbukti  dapat  diadsorpsi  oleh bentonit  (Liu et  al., 2014)  dan  arang  aktif  (Kuang et  al., 2020). Penggunaan adsorben dalam bentuk serbuk memiliki kemampuan adsorpsi yang tinggi, namun dapat menyumbat filter maupun ikut larut dengan air limbah. Oleh karena itu, penggunaan  adsorben  dalam  bentuk  granul  akan  lebih aplikatif  ketika  digunakan  dalam  filter  pengolahan  air limbah.
*) Penulis Korespondensi: Telp. +62895349835332; Email. haditsah.salsabila07@gmail.com DOI: http://dx.doi.org/10.29244/jitl.26.1.12-20
Penelitian  sebelumnya  telah  dilakukan  oleh Fitriani  dan  Purbasari  (2021)  yaitu  menggunakan geopolimer  sebagai  adsorben  pada  limbah  pewarna.  Pada penelitian tersebut geopolimer dibentuk dari pencampuran material  aluminosilikat  dengan  alkali  hidroksida.  Tome et al. (2021) juga melakukan penelitian mengenai kemampuan adsorpsi geopolimer untuk menghilangkan pewarna kation dan anion dalam perairan. Geopolimer yang disintesis oleh Tome et  al. (2021)  menggunakan  abu  vulkanik  sebagai sumber material aluminosilikat dan larutan aktivator asam dan alkali. Adapun Sanguanpak et al. (2021) menggunakan geopolimer berbahan dasar metakaolin untuk menghilangkan ammonium dalam lingkungan perairan.
Pada  penelitian  ini,  zeolit  dikompositkan  dengan geopolimer  agar  memiliki  struktur  lebih  rigid.  Komposit zeolit-geopolimer kemudian dibentuk  menjadi granul agar penggunaanya  dalam  lingkungan  perairan  menjadi  lebih aplikatif.  Material  zeolit  tidak  memiliki  ketahanan  yang tinggi  dalam  perairan.  Ketika  zeolit  yang  tidak dikompositkan  dengan  geopolimer  diletakkan  dalam lingungan  perairan  maka  akan  membuat  zeolit  larut sehingga membuat zeolit sulit dipisahkan dengan air.
Zeolit  merupakan  mineral  yang  tersusun  dari kristal  aluminosilikat  terhidrasi  yang  mengandung  alkali tanah  dan  kation  alkali  dalam  kerangka  tiga  dimensinya (Parapaga,  2018).  Kerangka  dasar  zeolit  tersusun  dari susunan  tetrahedral  kation  silikon  (Si 4+ )  dan  kation alumumium  (Al 3+ )  yang  dikelilingi  empat  atom  oksigen (O 2 )  (Moshoeshoe et  al., 2017).  Terdapat  dua  jenis  zeolit yaitu  zeolit  alam  dan  zeolit  sintesis.  Pada  penelitian  ini digunakan  zeolit  alam  sebagai  bahan  baku  pembuatan komposit. Geopolimer merupakan polimer anorganik terdiri atas jaringan Si-Al tetrahedron yang berisi SiO 4 dan AlO 4 yang  saling  berbagi  atom  oksigen  (Villa et  al., 2010). Penelitian ini bertujuan menyintesis granul komposit zeolit- geopolimer  dan  menguji  kemampuan  adsorpsinya  pada metilen biru.

## BAHAN DAN METODE
Bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  di antaranya  zeolit,  akuades,  metakaolin,  Na 2 SiO 3 ,  dan metilen  biru.  Alat  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  di antaranya  wadah  sampel,  alat  gelas,  mikropipet,  oven, instrumen  spektrofotometri  UV-Vis,  XRD,  dan  SEM, neraca  analitik,  sudip,  serta  perangkat  lunak  Origin  dan Minitab.
Awalnya  metakaolin  dicampurkan  dengan  zeolit dengan perbandingan massa 9:1 dan dilakukan pengadukan hingga  homogen.  Campuran  zeolit  dan  metakaolin kemudian ditambahkan ke dalam natrium silikat (Na 2 SiO 3 ) secara  sedikit  demi  sedikit  sambil  diaduk.  Campuran
komposit  kemudian  dibentuk  menjadi  granul  kecil  dan granul besar. Campuran komposit granul dikeringkan dalam oven pada suhu 100 °C selama 2 jam.
Metilen biru dengan konsentrasi 25, 50, 100, 150, 200,  300,  500,  dan  600  ppm  diadsorpsikan  pada  sampel komposit  granul,  geopolimer,  dan  zeolit  yang  dihasilkan. Proses  adsorpsi  dilakukan  dengan  pengocokan  selama  24 jam  pada  suhu  ruang.  Hasil  pengujian  adsorpsi  kemudian diukur absorbansinya  menggunakan spektrofotometri UV- Vis  sebanyak  3  kali  ulangan  dan  hasil  pengukurannya dianalisis  menggunakan  perangkat  lunak  Origin.  Sampel- sampel  juga  dikarakterisasi  dengan  XRD  dan  instrumen SEM.  Hasil  karakterisasi  tersebut  kemudian  dianalisis menggunakan perangkat lunak Minitab.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Analisa Zeolit Alam
Sampel-sampel yang digunakan yaitu zeolit alam, geopolimer,  komposit  zeolit-geopolimer,  dan  zeolit- geopolimer  ( physical  mixing ).  Sampel  zeolit  alam  yang digunakan  berasal  dari  kecamatan  Nanggung,  Kabupaten Bogor,  Jawa  Barat,  Indonesia.  Sampel  zeolit  alam  yang digunakan  dikarakterisasi  menggunakan  instrumen  XRD dan SEM. Karakterisasi XRD digunakan untuk menentukan jenis  zeolit  yang  terkandung  dalam  sampel  zeolit  alam tersebut.  Adapun  SEM  digunakan  untuk  menunjukkan tampilan permukaan dari sampel zeolit alam.
Pola difraksi sinar-X menunjukkan bahwa sampel zeolit  alam  Nanggung  sebagian  besar  mengandung  zeolit tipe klinoptilolit dengan beberapa asesoris seperti modernit dan  kuarsa  (Gambar  1).  Hasil  foto  SEM  menunjukkan klinoptilolit  berbentuk  pelat  dan  bilah  ephedra,  dengan panjang  beberapa  mikron  dan  tebal  1-2  mikron.  Sebagian besar kristal menampilkan karakteristik simetri monoklinik yang  khas  dan  banyak  juga  yang  berbentuk  seperti  kotak peti.  Serat  modernit  juga  teramati  dimana  benang  tipis terletak  di  atas  dan  menyilang  pada  pelat  klinoptilolit. Selain  itu,  lapisan  fibrosa  juga  terlihat  pada  pelat klinoptilolit (Gambar 2).
Sampel  zeolit  alam  yang  diperoleh  dipanaskan pada  suhu  400  °C  selama  6  jam  untuk  menghilangkan  air yang  terserap.  Sampel  zeolit  alam  memiliki  tekstur  yang paling  lembut  dan  halus  dibandingkan  dengan  sampel lainnya. Selain itu, sampel zeolit alam memiliki warna putih kecoklatan  (Gambar  4).  Sebanyak  20  mg  zeolit  alam masing-masing  digunakan  untuk  adsorpsi  metilen  biru dengan  berbagai  variasi  konsentrasi.  Zeolit  memiliki  situs aktif yang banyak sehingga memiliki kemampuan adsorpsi yang tinggi.
Gambar 1. Pola difrasi sinar-X zeolit alam Nanggung
Gambar 2. Foto SEM zeolit alam Nanggung
(a) (b) (c)                        (d)                           (e)
Gambar 4. Sampel (a) zeolit alam serbuk (b) geopolimer serbuk (c) komposit zeolit-geopolimer granul kecil (serbuk) (d) zeolit + geopolimer ( physical mixing ) (e) komposit zeolit-geopolimer granul besar

## Analisa Metakaolin
Penelitian  ini  menggunakan  metakaolin  untuk membentuk  sampel  komposit  zeolit-geopolimer  dan geopolimer. Metakaolin diperoleh dari hasil kalsinasi kaolin pada  suhu  sekitar  550-950  °C  sehingga  terjadi dehidroksilasi dan membentuk struktur baru (Sunardi et al ., 2020).  Prekursor  kaolin  yang  digunakan  berasal  dari Bangka  Belitung,  Indonesia.  Prekursor  kaolin  kemudian dikalsinasi  dan  dihasilkan  metakaolin  yang  digunakan.
Metakaolin  sendiri  memiliki  kemampuan  adsorpsi  namun tidak setinggi zeolit.
Kaolin dan metakaolin yang diperoleh dikarakterisasi menggunakan difraksi sinar-X. Pola difraksi sinar-X  kaolin  menunjukkan  kaolin  memiliki  struktur kristalin  yang  diindikasikan  dengan  banyaknya  puncak tajam.  Berdasarkan  pola  difraksi sinar-X, kaolin mengandung  kaolinit  yang  terlihat  pada  sudut  2θ  sekitar 12,36° dan 24,93° (ICDD 01-083-0971) serta kuarsa yang terlihat pada sudut 2θ sekitar 26,62° (ICDD 00–005-0490) (Gambar 3).
2  In ten sitas
Gambar 3. Pola difraksi sinar-X metakaolin
Pola  difraksi  sinar-X  metakaolin  menunjukkan bahwa  metakaolin  memiliki  struktur  nonkristalin  atau amorf  terlihat  pada  puncak  melebar  yang  berada  pada rentang sekitar 15-30°. Puncak tajam terlihat pada sudut 2θ sekitar  26.65°  yang  dapat  diindikasikan  sebagai  kuarsa (ICDD 00–005-0490). Puncak tajam tersebut menunjukkan bahwa  metakaolin  mengandung  sedikit  kuarsa  yang  tidak bereaksi  saat  proses  kalsinasi  (Ge et  al .,  2015).  Proses kalsinasi kaolin menjadi metakaolin terbukti efektif dengan terjadinya perubahan struktur kristalin menjadi amorf
Prekursor metakaolin memiliki warna putih pucat dan  tekstur  yang  lembut  serta  halus  seperti  sampel  zeolit alam. Prekursor metakaolin berfungsi dalam pembentukan geopolimer  karena  memiliki  reaktivitas  dan  kemurnian yang tinggi dibandingkan prekursor lainnya seperti fly ash atau tanah liat alam (Papa et al., 2017). Pada penelitian ini, metakaolin dikompositkan dengan zeolit alam dan natrium silikat  (Na 2 SiO 3 )  untuk  menghasilkan  komposit  yang memiliki  daya  tahan  yang  kuat  dan  kemampuan  adsorpsi yang tinggi.

## Analisa Geopolimer, Komposit Zeolit-Geopolimer, dan Zeolit-Geopolimer (Physical Mixing)
Sampel geopolimer memiliki tekstur paling kasar dibandingkan  sampel  serbuk  lainnya  dan  memiliki  warna putih  terang.  Sampel  komposit  zeolit-geopolimer  granul kecil  (serbuk)  memiliki  tekstur  yang  lebih  kasar dibandingkan  dengan  zeolit  alam  namun  lebih  lembut dibandingkan sampel geopolimer. Sampel komposit zeolit- geopolimer  granul  kecil  (serbuk)  memiliki  warna  paling coklat dibandingkan sampel serbuk lainnya (Gambar 4).
Sampel  zeolit  +  geopolimer  ( Physical  Mixing ) merupakan  campuran  antara  zeolit  dan  geopolimer  secara fisika. Sampel tersebut memiliki tekstur yang mirip dengan tekstur  zeolit  alam  dan  geopolimer.  Sampel  tersebut  juga memiliki  warna  yang  tidak  jauh  berbeda  dengan  sampel zeolit  alam  namun  sedikit  lebih  cerah.  Adapun  sampel komposit  zeolit-geopolimer  granul  besar  memiliki  bentuk seperti  bola  dengan  warna  coklat  kehitaman  (Gambar  4). Sampel  komposit  granul  zeolit-geopolimer  memiliki ketahanan  yang  baik  apabila  direndam  dalam  lingkungan perairan.  Sampel  tidak  akan  hancur  karena  memiliki struktur yang rigid sehingga penggunaan sampel ini sangat aplikatif.
Geopolimer  dibentuk  dengan  mereaksikan  bahan baku  aluminosilikat  dengan  alkali  yang  berfungsi  sebagai pengaktif. Pada penelitian ini digunakan metakaolin sebagai sumber  aluminosilikat  dan  natrium  silikat  (Na 2 SiO 3 ) sebagai  alkali.  Menurut  Rizky et  al. (2022),  reaksi  kimia yang  terjadi  saat  pembentukan geopolimer yaitu polimerisasi  yang  membentuk  satu  molekul  besar  dengan gugus  fungsi  banyak.  Geopolimer  yang  berasal  dari metakaolin  akan  memiliki  kemampuan  adsorpsi,  namun kemampuan  adsorpsinya  tidak  sebaik  zeolit.  Hal  tersebut dapat  terlihat  pada  kurva  hasil  adsorpsi  pada  metilen  biru (Gambar  5).  Geopolimer  memiliki  situs  aktif  yang  lebih sedikit ketika dibandingkan dengan zeolit.
Komposit  granul  zeolit-geopolimer  dibentuk  dari percampuran antara zeolit dengan geopolimer secara kimia. Pembentukan  komposit  granul  tersebut  menghasilkan material  adsorben  yang  memiliki  kemampuan  adsorpsi tidak  lebih  baik  dibandingkan  bahan  asalnya  (zeolit), namun dapat digunakan lebih aplikatif. Berikut merupakan mekanisme pembentukan komposit granul zeolit- geopolimer.
Zeolit yang memiliki situs aktif yang lebih banyak dibandingkan  geopolimer  akan  memiliki  kemampuan adsorpsi yang lebih tinggi. Zeolit yang dicampurkan dengan geopolimer  secara  kimia  akan  menghasilkan  komposit dengan  situs  aktif  yang  lebih  sedikit.  Hal  tersebut disebabkan  geopolimer  akan  menutupi  seluruh  situs  aktif yang  terbentuk  berada  di  dalam  granul  dan  menutup sebagian  situs  aktif  pada  permukaan  granul  (Gambar  6). Akibatnya,  kemampuan  adsorpsi  komposit  granul  zeolit- geopolimer  akan  lebih  rendah  dibandingkan  dengan kemampuan adsorpsi zeolit.
Lain  halnya  dengan  sampel  zeolit  +  geopolimer yang dicampurkan secara fisika ( physical mixing ). Sampel tersebut  menghasilkan  material  adsorben  yang  memiliki kemampuan adsorpsi yang tinggi. Zeolit yang dicampurkan dengan  geopolimer  secara  fisika  tidak  akan  tertutupi  situs aktifnya.  Situs  aktif  akan  bertambah  akibat  penambahan geopolimer  yang  memiliki  sedikit  kemampuan  adsorpsi (Gambar  7).  Akibatnya,  zeolit  +  geopolimer  ( physical mixing )  memiliki  kemampuan  adsorpsi  paling  tinggi  di antara  sampel  lainnya.  Kemampuan  adsorpsi  dari  setiap sampel  dapat  terlihat  pula  pada  kapasitas  adsorpsi    (Qm) yang ditujukkan pada Tabel 1.
In ten sitas 2  K K Q Q
Tabel 1 Hasil analisis model isoterm Langmuir dan Freundlich Sampel Parameter Langmuir Parameter Freundlich Qm K R 2 n K R 2 Zeolit Serbuk 61.0742 2.4379 0.9737 12.8795 6.4202 0.6932 Geopolimer Serbuk 46.0834 0.0194 0.9835 2.3929 29.1429 0.9783 Komposit Zeolit/Geopolimer Granul Besar 20.8510 0.0777 0.9737 4.8813 8150.1 0.9026 Komposit Zeolit/Geopolimer Granul Kecil (Serbuk) 52.6828 0.3433 0.9953 1.7056 4.5389 0.6905 Zeolit + Geopolimer (PM) 63.7347 1.2568 0.9513 8.4249 1.1526 0.8232
Gambar 5. Kurva hasil adsorpsi metilen biru
Gambar 6. Mekanisme pembentukan komposit granul zeolit-geopolimer
Gambar 7. Mekanisme pembentukan zeolit + geopolimer ( physical mixing )

## Adsorpsi Metilen Biru
Sampel-sampel  kemudian  diuji  kemampuan adsorpsinya pada metilen biru dengan berbagai perbandingan konsentrasi dari  25 sampai 600 ppm selama 24 jam. Hasil pengujian diukur absorbansinya menggunakan spektrofotometri UV-Vis dan hasil pengukurannya  dianalisis  menggunakan  perangkat  lunak Origin.  Hasil  pengukuran  absorbansi  kemudian  dianalisis disesuaikan  dengan  model  isoterm  Langmuir  dan Freundlich.  Hasil  analisis  menunjukkan  kurva  adsorpsi lebih sesuai dengan model isoterm Langmuir. Hal tersebut dapat  terlihat  dari  R 2 yang  dihasilkan  dari  model  isoterm Langmuir  lebih  besar  dibandingkan  model  isoterm Freundlich (Tabel 1).
Parameter Qm pada isoterm Langmuir merupakan kapasitas  adsorpsi  dari  adsorben.  K  merupakan  konstanta
baik  pada  isoterm  Langmuir  maupun  isoterm  Freundlich yang  dapat  dibandingkan  dengan  intensitas  adsorpsi. Parameter n pada isoterm Freundlich merupakan parameter yang  menunjukkan  afinitas  adsorpsi  dari  satu  adsorbat  ke adsorbat  lainnya  (Belhachemi  dan  Addoun  2011;  Okeola dan Odebunmi 2010).
Hasil analisis model isoterm menunjukkan bahwa kemampuan  adsorpsi  dari  zeolit  +  geopolimer  (PM) memiliki  kemampuan  adsorpsi  terbesar  dibandingkan dengan  sampel  lainnya  dengan  kapasitas  adsorpsi  (Qm) sebesar  63,73  mg/g.  Sampel  kedua  yang  memiliki kemampuan  adsorpsi  terbesar  yakni  zeolit  serbuk  dengan kapasitas adsorpsi (Qm) sebesar 61,07 mg/g (Tabel 1).
Sampel  komposit  zeolit-geopolimer  granul  kecil (serbuk)  memiliki  kapasitas  adsorpsi  (Qm)  sebesar  52,68 mg/g.  Komposit  zeolit-geopolimer  granul  besar  memiliki kapasitas  adsorpsi  (Qm)  sebesar  20,85  mg/g  yang
0 10 20 30 40 50 60 70 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Q e (mg /g ) Ce (ppm) Zeolit + geopolimer (PM) Zeolit alam Komposit granul kecil (serbuk) Geopolimer Komposit granul besar
merupakan  kapasitas  adsorpsi  terendah  di  antara  sampel lainnya  (Tabel  1).  Perbedaan  kemampuan  adsorpsi  kedua sampel  komposit  disebabkan  adanya  perbedaan  luas permukaan  antar  sampel.  Kecepatan  adsorpsi  antara keduanya  pun  dapat  terlihat  dari  Gambar  5  yang menunjukkan  bahwa  komposit  zeolit-geopolimer  granul kecil (serbuk) memiliki kecepatan adsorpsi yang lebih besar dibandingkan  dengan  komposit  zeolit-geopolimer  granul besar. Hal tersebut juga disebabkan akibat perbedaan luas permukaan antara keduanya.
Geopolimer  yang  berasal  dari  metakaolin  dan natrium  silikat  (Na 2 SiO 3 )  juga  memiliki  kemampuan adsorpsi.  Hanya  saja,  kemampuan  adsorpsi  geopolimer masih  lebih  rendah  dibandingkan  dengan  kemampuan adsorpsi zeolit. Sampel geopolimer serbuk yang dihasilkan memiliki  kapasitas  adsorpsi  kedua  terendah  yakni  sebesar 46,08  mg/g  (Tabel  1).  Kurva  adsorpsi  geopolimer  juga menunjukkan  bahwa  kecepatan  adsorpsi  dari  geopolimer
merupakan  yang  paling  lambat  dibandingkan  dengan sampel  lainnya.  Hal  tersebut  terlihat  dari  kurva  yang  naik sedikit melandai (Gambar 5).
Simulasi penggunaan sampel pada filter pengolahan air limbah juga dilakukan.  Zeolit alam serbuk dan  granul,  serta  komposit  zeolit-geopolimer  granul  besar maupun  kecil  (serbuk)  digunakan  pada  simulasi  tersebut (Gambar  8).  Metilen  biru  dengan  konsentrasi  25  ppm dialirkan  pada  filter  yang  telah  diberi  1  g  masing-masing sampel.  Hasil  menunjukkan  bahwa  zeolit  serbuk  dan komposit  granul  kecil  (serbuk)  memiliki  kemampuan adsorpsi  yang  lebih  baik  dibandingkan  zeolit  granul  dan komposit  granul  besar  (Gambar  9).  Namun,  proses pengaliran  metilen  biru  untuk  zeolit  serbuk  dan  komposit granul  kecil  (serbuk)  berlangsung  lebih  lama  akibat menyumbat aliran metilen biru dibandingkan zeolit granul dan komposit granul besar (Tabel 2).
Tabel 2. Simulasi filter pengolahan pewarna metilen biru 25 ppm
Sampel Waktu Pengaliran (detik) Zeolit alam serbuk 1846 Zeolit alam granul 16 Komposit zeolit-geopolimer granul kecil 960 Komposit zeolit-geopolimer granul besar 45
(a)               (b)               (c)                (d)
Gambar 8. Sampel ( a ) zeolit alam granul, ( b ) zeolit alam serbuk, ( c ) komposit zeolit-geopolimer granul besar, dan ( d ) komposit zeolit- geopolimer granul kecil (serbuk) pada simulasi filter pengolahan limbah pewarna
(a)          (b)          (c)          (d)         (e)
Gambar 9. Hasil pengaliran ( a ) metilen biru 25 ppm pada sampel ( b ) zeolit alam granul, ( c ) zeolit alam serbuk, ( d ) komposit zeolit- geopolimer granul besar, dan ( e ) komposit zeolit-geopolimer granul besar

## Mekanisme Reaksi Adsorpsi Metilen Biru
Sampel-sampel  yang  berasal  dari  bahan  baku aluminosilikat  memiliki  kemampuan  adsorpsi  karena memiliki  pori  atau  situs  aktif  adsorpsi  sehingga  limbah pewarna dapat teradsorpsi ke dalamnya. Zeolit yang terdiri dari  SiO4  dan  AlO4  tetrahedral  memiliki  muatan  negatif pada  permukaannya.  Muatan  negatif  tersebut  dapat berinteraksi  dengan  muatan  positif  yang  dimiliki  oleh  zat pewarna (Rida et al. 2013).
Hasil  pengujian  yang  lebih  sesuai  dengan  model isoterm  Langmuir  diasumsikan  memiliki  situs  adsorpsi
monolayer dan seragam. Selain itu, diasumsikan pula tidak terjadi  interaksi  antar  adsorbat  yang  teradsorpsi.  Situs adsorpsi pada adsorben juga terbatas sehingga akan terjadi waktu jenuh ketika  semua  situs adsorpsi telah terisi.  Situs adsorpsi  yang  telah  terisi  mengindikasikan  bahwa  sudah tidak terjadi lagi proses adsorpsi (Belhachemi dan Addoun 2011).
Sampel  zeolit  alam,  komposit  zeolit-geopolimer, dan zeolit + geopolimer (PM) memiliki kecepatan adsorpsi yang  sangat  tinggi  terlihat  pada  kurva  yang  meningkat tajam  pada  konsentrasi  rendah  dan  mencapai  waktu  jenuh pada konsentrasi yang masih cukup rendah. Adapun sampel
geopolimer memiliki kecepatan adsorpsi yang lebih rendah dibandingkan dengan sampel lainnya. Hal tersebut terlihat pada  kurva yang  naik  perlahan  seiring  dengan meningkatnya konsentrasi metilen biru (Gambar 5).
Waktu  jenuh  dapat  terlihat  pada  kurva  adsorpsi yang mulai mendatar (Gambar 5). Pada periode awal waktu, proses  penjerapan  warna  metilen  biru  terjadi  sangat  cepat dan  lambat  laun  melambat  seiring  dengan  bertambahnya waktu kontak. Molekul pewarna metilen biru yang memiliki gugus  kationik  (Dogan et  al. 2004)  akan  berinteraksi dengan gugus anionik dari adsorben yang berasal dari bahan baku  alumnosilikat.  Molekul  pewarna  akan  bergerak  ke permukaan  adsorben  dan  akan  berinteraksi  dengan  situs aktif adsorpsi permukaan sampel.
Sampel komposit zeolit-geopolimer yang berbentuk  granul  memiliki  kapasitas/kemampuan  adsorpsi yang  lebih  kecil  dibandingkan  sampel  lainnya.  Sampel tersebut terbentuk melalui pencampuran kedua bahan baku secara  kimia.  Akibatnya,  situs  aktif  yang  dimiliki  zeolit sebagai prekursor akan tertutupi oleh geopolimer sehingga kemampuan  adsorpsi  menjadi  lebih  kecil.  Situs  aktif tersebut akan menjadi adsorbat bagi metilen biru (Gambar 10).
Sampel komposit zeolit-geopolimer yang dibentuk menjadi granul besar dan kecil (serbuk) juga akan memiliki kapasitas/kemampuan  adsorpsi  yang  berbeda.  Komposit granul besar memiliki kapasitas/kemampuan adsorpsi lebih rendah dibandingkan komposit granul (kecil). Hal tersebut dikarenakan  kedua  komposit  memiliki  luas  permukaan
yang berbeda. Komposit granul kecil (serbuk) memiliki luas permukaan lebih besar dibandingkan komposit granul besar sehingga  akan  memiliki  jumlah  situs  aktif    yang  lebih banyak.
Sampel geopolimer yang menggunakan metakaolin sebagai prekursornya juga memiliki kapasitas/kemampuan adsorpsi. Geopolimer hanya memiliki sedikit situs aktif sehingga memiliki kemampuan adsorpsi  yang  lebih  rendah  dibandingkan  sampel  lainnya. Sampel geopolimer yang berbentuk serbuk masih memiliki situs  aktif  yang  lebih  banyak  dibandingkan  dengan komposit  zeolit-geopolimer  granul  besar  akibat  memiliki luas  permukaan  lebih  besar,  sehingga  kemampuan adsorpsinya  lebih  baik  dibandingkan  sampel  komposit zeolit-geopolimer granul besar (Gambar 11).
Sampel  zeolit  serbuk  memiliki  situs  aktif  yang banyak  akibat  memiliki  luas  permukaan  yang  besar.  Situs aktif  yang  banyak  akan  membuat  zeolit  memiliki kapasitas/kemampuan  adsorpsi  yang  besar,  sehingga membuat  metilen  biru  banyak  terjerap  pada  sampel  zeolit (Gambar  12).  Sampel  zeolit-geopolimer  (PM)  memiliki kapasitas/kemampuan adsorpsi paling tinggi dibandingkan dengan sampel lainnya. Sampel tersebut memiliki situs aktif paling banyak akibat penambahan zeolit dengan geopolimer yang masing-masingnya memiliki situs aktif tersendiri dan tidak  saling  menutupi.  Situs  aktif  yang  banyak  juga disebabkan bentuk sampel yang berbentuk serbuk sehingga memiliki luas permukaan yang besar (Gambar 13).
Gambar 10. Mekanisme adsorpsi komposit granul zeolit-geopolimer pada metilen biru
Gambar 11. Mekanisme adsorpsi metilen biru pada geopolimer
Gambar 12. Mekanisme adsorpsi metilen biru pada zeolite
Gambar 13. Mekanisme adsorpsi metilen biru pada zeolit + geopolimer (PM)

## Aplikasi Pengolahan Limbah Pewarna
Komposit  zeolit-geopolimer  granul  yang  telah terbukti  memiliki  kemampuan  sebagai  adsorben  dapat digunakan  pada  limbah  industri  tekstil  yaitu  limbah pewarna. Sampel yang terdiri atas zeolit alam, geopolimer, komposit zeolit-geopolimer, dan zeolit + geopolimer (PM) terbukti memiliki kemampuan adsorpsi. Hasil perbandingan kemampuan  adsorpsi  menunjukkan  bahwa  sampel  zeolit alam dan zeolit +  geopolimer (PM) memiliki kemampuan adsorpsi  tertinggi,  namun  sampel  komposit  zeolit- geopolimer baik granul kecil (serbuk) maupun granul besar tidak berbeda jauh dalam hal kemampuan adsorpsinya.
Sampel-sampel yang digunakan diuji ketahanannya  dengan  direndam  dan  dikocok  dalam  air. Hasil pengujian tersebut menunjukkan sampel zeolit alam, dan zeolit + geopolimer (PM) tidak tahan dalam air terlihat dari  air  yang  berubah  menjadi  keruh.  Sampel  komposit zeolit-geopolimer granul kecil sedikit tahan terlihat dari air
yang  sedikit  keruh.  Sampel  geopolimer  dan  komposit zeolit-geopolimer  granul  besar  memiliki  ketahanan  dalam air yang terlihat dari air yang tidak menjadi keruh (Gambar 14).
Komposit  granul  zeolit-geopolimer  yang  telah diuji  kemampuan  adsorpsinya  dengan  merendam  dan mengocoknya  dalam  metilen  biru  membuktikan  bahwa sampel tersebut tidak akan mudah hancur dalam lingkungan perairan  terutama  pada  limbah  pewarna.  Komposit  granul zeolit-geopolimer  yang  memiliki  ketahanan  yang  baik dalam  lingkungan  perairan  dinilai  lebih  aplikatif dibandingkan  dengan  sampel  lainnya.  Komposit  granul zeolit-geopolimer  tidak  hancur  apabila  direndam  dalam perairan,  sehingga  ketika  proses  adsorpsi  limbah  selesai maka sampel dapat dengan mudah dipisahkan dari perairan. Selain itu, proses sintesis komposit zeolit-geopolimer yang mudah  dan  berasal  dari  bahan  baku  murah  menjadikan bahan ini lebih ekonomis.
(a) (b) (c)                   (d)                   (e)
Gambar 14. Uji ketahanan sampel ( a ) zeolit alam serbuk ( b ) geopolimer serbuk ( c ) zeolit + geopolimer ( physical mixing ) ( d ) komposit zeolit-geopolimer granul kecil (serbuk) ( e ) komposit zeolit-geopolimer granul besar dalam air

## SIMPULAN
Komposit disintesis dengan mencampurkan zeolit, metakaolin,  dan  natrium  silikat  (Na 2 SiO 3 ),  kemudian dikeringkan  dalam  oven  pada  suhu  100  °C  selama  2  jam. Sampel-sampel  yang  digunakan  kemudian  diuji  adsorpsi pada  metilen  biru.  Hasil  pengujian  adsorpsi  menunjukkan bahwa  komposit  granul  zeolit-geopolimer  memiliki kemampuan adsorpsi sebesar 52.68 mg/g untuk granul kecil dan  20.85  mg/g  untuk  granul  besar  sehingga  dapat diaplikasikan pada lingkungan perairan.

## DAFTAR PUSTAKA
Agustina,  T.E.  dan  M.  Amir.  2012.  Pengaruh  temperature dan  waktu  pada  pengolahan  pewarna  sintesis procion menggunakan reagen fenton. Jurnal Teknik Kimia , 3(18):54-61.
Belhachemi,  M.  and  F.  Addoun.  2011.  Comparative adsorption  isotherms  and  modelling  of  methylene biru  onto  activated  carbons. Application  Water Science, 1:  111-117.  doi:  10.1007/s13201-011- 0014-1.
Dogan, M., M. Alkan, A. Turkyilmaz and Y. Ozdemir. 2004. Kinetics  and  mechanism  of  removal  of  methylene biru  by  adsorption  onto  perlite. Journal  of Hazardous Materials , B109: 141-148.
doi:10.1016/j.jhazmat.2004.03.003.
Fitriani, E. and A. Purbasari. 2021. Application of low-cost mesoporous  geopolymer  for  dye  waste  removal. IOP  Conference  Series:  Material  Science  and Engineering. doi: 10.1088/1757-
899X/1053/1/012002.
Ge, Y., X. Cui, Y. Kong, Z. Li, Y. He and Q. Zhou. 2015. Porous geopolymeric spheres for removal of Cu(II) from  aqueous  solution:  synthesis  and  evaluation. Journal  of  Hazardous  Materials, 283:  244-251. doi:10.1016/j.jhazmat.2014.09.038.
He,  P.Y.,  Y.J.  Zhang,  H.  Chen,  Z.C.  Han  and  L.C.  Liu. 2020. Low-cost and facile synthesis of geopolymer-zeolite  composite  membrane  for chromium(VI)  separation  from  aqueous  solution. Journal  of  Hazardous  Materials, 392(13):  1-43. doi: 10.1016/j.jhazmat.2020.122359.
Kuang,  Y.,  X.  Zhang  and  S.  Zhou.  2020.  Adsorption  of methylene blue in water onto activated carbon by surfactant modification. Water , 12(587): 1-19. doi: 10.3390/w12020587.
Liu,  Y.,  Y.  Kang,  B.  Mu  and  A.  Wang.  2014. Attapulgite/bentonite  interactions  for  methylene blue  adsorption  characteristics  from  aqueous solution. Chemical Engineering Journal , 237: 403- 410. doi: 10.1016/j.cej.2013.10.048.
Lolo, E.U. dan Y.S. Pambudi. 2020. Penurunan parameter pencemar  limbah  cair  industri  tekstil  secara koagulasi  flokulasi. Serambi  Engineering, 5(3): 1090-1098. ISSN 2541-1934.
Meili,  L.,  P.V.S.  Lins,  M.T.  Costa,  R.L.  Almeida,  A.K.S. Abud,  J.I.  Soletti,  G.L.  Dotto,  E.H.  Tanabe,  L.
Sellaoui,  S.H.V.  Carvalho  and  A.  Erto.  2018.
Adsorption  of  methylene  blue  on  agroindustrial wastes: experimental investigation and phenomenological modelling. Progress in
Biophysics  and  Molecular  Biology, 2019  Jan: 141:60-71. doi: 10.1016/j.pbiomolbio.2018.07.011.
Moshoeshoe, M., M.S. Nadiye-Tabbiruka and V. Obuseng. 2017.  A  review  of  the  chemistry,  structure, properties  and  applications  of  zeolites. American Journal  of  Materials  Science, 7(5):  196-221. doi:10.5923/j.materials.20170705.12.
Okeola,  F.O.  and  E.O.  Odebunmi.  2010.  Freundlich  and Langmuir  isotherms  parameters  for  adsorption  of methylene  biru  by  activated  carbon  derived  from agrowastes. Advances  in  Natural  and  Applied Sciences, 4(3): 281-288. ISSN 1995-0748.
Parapaga,  R.T.,  A.N.  Sarajar  dan  R.I.R.  Legrans.  2018. Pengaruh penambahan zeolite terhadap kuat geser pada  tanah  berlempung. Jurnal  Sipil  Statik, 6(7): 501-509. ISSN: 2337-6732.
Ramadhy,  W.F.,  W.  Rahmalia  dan  T.  Usman.  2020
Preparasi dan karakterisasi
komposit TiO 2 /metakaolin  teraktivasi  KOH  dalam  Upaya menurunkan  energi  celah  pita  pada  anoda  TiO 2 .
Positron , 10(1): 19-26. doi:
10.26418/positron.v10i1.36703.
Rida, K., S. Bouraoui and S. Hadnine. 2013. Adsorption of methylene  blue  from  aqueous  solution  by  kaolin and zeolite. Applied Clay Science, 83-84: 99-105. doi:10.1016/j.clay.2013.08015.
Rizky,  M.,  A.W.  Ketut  dan  N.  Dwi.  2022.  Perbandingan Metode  Pembuatan  Beton  Geopolimer  Terhadap Sifat Mekanin dan Porositas. Jurnal Teknik Sipil, 8(1): 136-147. ISSN 2549-3973.
Sanguanpak,  S.,  A.  Wannagon,  C.  Saengam,  W. Chiemchaisri  and  C.  Chiemchaisri.  2021.  Porous metakaolin-based geopolymer granules for removal  of  ammonium  in  aqueous  solution  and anaerobically  pretreated  piggery  wastewater. Journal  of  Cleaner  Production, 297:  1-12. doi:10.1016/j.jclepro.2021.126643.
Sunardi,  L.  Nofianti  dan  U.  Irawati.  2020.  Pengaruh penambahan template polietilen  glikol  terhadap karakter  -Al2O3 dari kaolin. Jurnal Fisika Flux, 17(1): 50-58. ISSN 1829-796X.
Tome,  S.,  D.T.  Hermann  and  V.O.  Shikuku.  2021.
Synthesis, characterization and application of acid and alkaline activated volcanic ash-based geopolymers  for  adsorptive  remotion  of  cationic and  anionic  dyes from water. Ceramics International, 47(15): 20965-20973. doi: 10.1016/j.ceramint.2021.04.097.
World Bank Group. 2016. World Development Indicators . The  World  Bank.  Washington  DC.  doi: 10.1596/978-1-4648-0683-4.