Kerangka Logam-Organik Dapat Meningkatkan Sifat Arang, Kata Penelitian
Akibat transportasi mobil, metalurgi, agrokimia, dan industri lainnya, tanah tercemar oleh logam berat, termasuk timbal dan tembaga, yang mengakibatkan akumulasi senyawa beracun pada tanaman dan berkurangnya hasil panen.
Tanah dapat dimurnikan dengan arang (biochar), yang menyerap logam karena strukturnya yang berpori. Akan tetapi, kapasitas penyerapan biochar cukup rendah karena luas permukaannya yang kecil saat berinteraksi dengan polutan.
Sifat-sifat ini dapat ditingkatkan dengan menambahkan zat-zat ke partikel biochar sehingga membentuk pori-pori tambahan dan mengikat logam secara aktif.
Para ilmuwan dari Southern Federal University telah mengusulkan penggunaan kerangka logam-organik untuk tujuan ini. Kerangka logam-organik (MOF) adalah polimer yang sangat berpori yang terdiri dari ion-ion logam yang diikat bersama oleh molekul-molekul organik.
Berkat sifat penyerapannya yang tinggi, senyawa dengan struktur kerangka digunakan untuk menyerap dan memisahkan gas, termasuk untuk tujuan penangkapan CO2. Seseorang dapat dengan mudah memodifikasi ukuran pori dan sifat kimia MOF dengan memvariasikan komponen-komponennya.
Para penulis membuat komposit menggunakan MOF yang berbahan dasar serbuk besi dan asam organik, serta biochar dari jerami gandum. Untuk memperoleh nanokomposit, komponen-komponennya ditahan dan dicampur selama 20 menit pada suhu 120 derajat Celsius.
Analisis selanjutnya terhadap komposit tersebut mengungkapkan bahwa MOF meningkatkan luas permukaan biochar sebanyak enam kali lipat melalui pori-pori tambahan.
Para ilmuwan melakukan percobaan dengan memasukkan nanokomposit ke dalam sampel tanah yang terkontaminasi timbal dan tembaga. Sampel kontrol terdiri dari biochar yang strukturnya tidak mengandung MOF.
Para penulis menemukan bahwa nanokomposit menghilangkan hingga 99% logam berat pada konsentrasi tinggi, sedangkan efisiensi biochar dalam kondisi ini hanya 82%.
Selain sejumlah besar pori, ada dua faktor yang menjelaskan efisiensi nanokomposit yang lebih tinggi: logam membentuk kompleks dengan gugus yang mengandung oksigen di MOF, dan kation (partikel logam bermuatan positif) dipertukarkan antara pusat yang mengandung besi di komposit dan tanah yang terkontaminasi. Hasilnya, polutan diamankan dengan aman di pori-pori nanokomposit.
"Di masa mendatang, kami berencana untuk mempelajari dampak penggunaan nanokomposit kami dalam jangka panjang. Kami juga ingin meningkatkan fungsinya, yaitu menggunakannya sebagai dasar untuk platform yang dapat menyediakan berbagai bioaditif yang bermanfaat bagi tanaman, seperti asam humat atau auksin, sehingga dapat meningkatkan kapasitasnya untuk bertahan hidup dalam kondisi kekeringan," kata Vladimir Polyakov, kandidat ilmu kimia, seperti dikutip oleh Southern Federal University. (Tim Liputan)
Editor : Aan
