Zeolit Na-X merupakan zeolit tipe Faujasit yang memiliki kandungan alumina yang tinggi dan silika rendah (Si/Al:1-1.5). Zeolit Na-X memiliki beberapa keunggulan berupa jumlah sisi asamnya serta kapasitas tukar kationnya yang tinggi. Karena itu, zeolit Na-X banyak dimanfaatkan sebagai adsorben dan katalis. Zeolit Na-X pada umumnya disintesis melalui reaksi hidrotermal dari beragam jenis sumber silika dan alumina seperti natrium aluminat (NaAl2O2), natrium silikat (Na2SiO3). Penggunaan bahan kimia dalam sintesis zeolit memiliki beberapa kelemahan. Di antaranya, harganya relatif mahal serta berpotensi untuk menimbulkan dampak negatif pada lingkungan. Karena itu, digunakan mineral alam seperti bentonit, kaolin, dan lain sebagainya sebagai alternatif sumber silika dan alumina dalam sintesis zeolit.
Kaolin merupakan mineral lempung keputih-putihan dengan kandungan 10-85 % mineral kaolinit dan 10-15 % mineral lain seperti kuarsa, mika, feldspar, hematit, bauksit, grafit, dan lain sebagainya. Kaolin yag dikalsinasi pada suhu tinggi menghasilkan metakaolin yang memiliki fasa lebih reaktif. Dibandingkan dengan mineral lain, kaolin memiliki keunggulan berupa kesesuaian komposisinya dengan komposisi zeolit. Kaolin tidak hanya mengandung silika atau alumina saja namun keduanya. Oleh karena itu kaolin merupakan prekursor yang potensial dalam sintesis zeolit.
Dalam sintesis zeolit, pretreatmen dan hidrotermal merupakan tahapan yang krusial. Pada tahap pretreatmen terjadi proses aktivasi prekursor melalui pelarutan kaolinit. Aktivasi yang baik dapat mendorong terbentuknya zeolit pada tahap kristalisasi. Sedangkan proses hidrotermal adalah tahap di mana kristal zeolit terbentuk. Pengaruh suhu dan waktu hidrotermal pada zeolit cukup beragam, pada prinsipnya semakin tinggi suhu dan semakin lama waktu hidrotermalnya, maka akan dihasilkan fasa kristal yang lebih stabil.
Sintesis Zeolit Na-X
Zeolit Na-X disintesis dengan beberapa variasi untuk mendapatkan kondisi optimumnya. Variasi yang dilakukan, yaitu variasi bahan dasar (kaolin dan metakaolin), variasi metode pretreatmen (konvensional alkali, konvensional fluorida, dan peleburan alkali), serta variasi kondisi hidrotermal. Berdasarkan variasi yang dilakukan, sintesis dibagi menjadi dua rute: sintesis dari kaolin, dan sintesis dari metakaolin.
Kondisi optimum yang didapatkan untuk sitesis zeolit Na-X dari kaolin adalah melalui preparasi alkali fusion dengan kondisi hidrotermal berupa pemanasan pada suhu 100°C selama 24 jam. Berdasar difraktogramnya, zeolit yag dihasilkan berupa zeolit Na-X dengan campuran zeolit Na-P. Berdasar uji fisisorpsi N2, zeolit yang dihasilkan memiliki porositas hierarkis dengan SBET= 195.5949 m2/g. Kondisi optimum yang didapatkan untuk sintesis zeolit Na-X dari metakaolin terdealuminasi adalah melalui preparasi konvensional alkali dengan kondisi hidrotermal berupa pemanasan pada suhu 80°C selama 24 jam. Berdasar difraktogramnya, zeolit yang dihasilkan berupa zeolit Na-X dengan campuran zeolit Na-A. Berdasar uji fisisorpsi N2, zeolit yang dihasilkan memiliki porositas mikro dengan SBET= 361.2194 m2/g. (*)
Penulis: Dr. Hartati, M.Si.
Informasi lebih lengkap dapat dilihat pada tulisan kami:
http://journal.uinjkt.ac.id/index.php/valensi/article/view/11326
DOI: https://doi.org/10.15408/jkv.v5i2.11326
Hartati Hartati, Satya Candra Wibawa Sakti, Putri Bintang Dea Firda, Chabibah Saidah, 2019, Optimization of Pretreatment and Hydrothermal Process of Na-X Zeolite from Kaolin and Metakaolin, Jurnal Kimia Valensi, Vol 5(2), November 2019, 202-210. Available online at Website: http://journal.uinjkt.ac.id/index.php/valensi
