Karena revolusi industri, banyak produk komersial diproduksi dengan dengan menggunakan logam yang banyak. Salah satu logam yang saat ini sering digunakan adalah golongan platinum; Platinum Group Metal (PGM); yang digunakan pada perangkat energi, katalis, industri mobil dan petrokimia. PGM salah satu logam yang banyak digunakan karena sifat spesifik fisikokimianya, diantaranya adalah titik leleh yang tinggi, stabilitas elektrotermal, ketahanan korosi yang sangat baik, dan aktivitas katalitik yang unggul. PGM sulit digantikan oleh logam lain karena sifat uniknya yang disebutkan di atas. Oleh karena itu, limbah industri termasuk katalis bekas dan limbah elektronik telah dianggap sebagai salah satu sumber daya PGM sekunder. Dari sudut pandang pengelolaan sampah, penting untuk mengembangkan metode yang efektif untuk memisahkan dan mendaur ulang PGM dari aliran limbah yang mengandung PGM.
Teknologi pemulihan PGM dibagi menjadi dua, yaitu pirometalurgi dan hidrometalurgi. Pirometalurgi adalah proses metalurgi yang mengekstraksi logam dari bahan baku pada suhu tinggi dengan urutan proses : persiapan bijih, peleburan dan pemurnian. Sedangkan proses Hidrometalurgi meliputi ekstraksi pelarut, pengendapan dan pertukaran ion yang mengekstrak logam dengan bahan kimia. Namun, metode ini membutuhkan biaya dan, konsumsi energi yang tinggi, serta menghasilkan polusi sekunder. Misalnya, pemulihan PGM menggunakan pelarut organik (sianida /aqua regia/kloroform beracun, membran penukar ion dan cairan ionik).
Teknik adsorpsi merupakan salah satu teknik yang ekonomis dan ramah lingkungan untuk merecovery PGM. Strategi ramah lingkungan dalam mendaur ulang PGM menggunakan adsorben biokarbon yang mana menunjukkan manfaat potensial dalam meremediasi lingkungan, konversi dan penyimpanan energi karena gugus fungsinya yang melimpah, stabilitas mekanik dan kimia yang tinggi dan merupakan material terbarukan. Hal ini mendemonstrasikan konsep ekonomi sirkular dengan mendaur ulang bahan baku biowaste untuk aplikasi bernilai tambah. Untuk meningkatkan adsorpsi atau selektivitas PGM, modifikasi kimia dari biokarbon perlu dilakukan. Modifikasi kimia yang perlu dilakukan adalah menambahkan tiourea/biokarbon sebagai adsorben.
Tiourea akan bekerja lebih baik jika disintesis dengan limbah bubuk kopi. Limbah bubuk kopi atau dapat juga disebut sebagai Spent Coffee Ground (SCG) jumlahnya sangat melimpah, karena saat ini kopi merupakan salah satu komoditas favorit yang dijual luas. Dalam hierarki zero waste pengelolaan limbah (yaitu, SCG), konversi termokimia SCG tentu menambah nilai limbah SCG. Dalam penelitian ini SCG dibakar (valorisasi) sebagai pretreatmentnya. Proses valorisasi ini dilakukan dalam atmoser CO2 dan aktivasi KOH (Basa kuat). Tiourea ini akan ditambahkan unsur magnetik untuk mempermudah proses adsorpsi PGM, dalam penelitian ini PGM yang digunakan adalah Pt(IV).
Singkatnya, biokarbon magnetik disiapkan dengan mengkarbonisasi SCG di atmosfer CO2, diaktifkan dengan proses KOH yang dilakukan didalam microwave. Kinetika adsorpsi dan isoterm yang diamati untuk adsorpsi Pt(IV) dijelaskan dengan baik oleh model orde kedua semu non-linier dan isoterm Freundlich, masing-masing, menunjukkan terjadinya adsorpsi kimia multilayer pada permukaan sampel Tiourea. Data termodinamika yang diperoleh mengungkapkan bahwa adsorpsi Pt(IV) pada Sampel Tiourea dapat terjadi secara spontan dan endotermik. Adsorben Tiourea mampu secara selektif menyerap ion Pt(IV) dari air limbah sintetis dengan ion logam campuran. Selain itu, ion Pt(IV) dapat direcycle hingga 6 kali. Dari hasil spektroskopi FTIR dan XPS, mekanisme adsorpsi dikaitkan dengan pembentukan ikatan Pt–S antara Pt(IV) dan tiourea melalui struktur resonansi. Dalam proses adsorpsi ada kemungkinan terjadi daya tarik elektrostatik antara bentuk anionik [PtCl6]2− dan bentuk kationik sampel Tiourea. Karena itu mencangkok lebih banyak tiourea ke biokarbon dapat meningkatkan kinerja adsorpsi. Adsorben Tiourea memiliki potensi yang sangat baik dalam hal adsorpsi logam, karena kinerja adsorpsinya yang unggul, biaya rendah, membutuhan sedikit energi dan ramah lingkungan.
Penulis: Wahid Dianbudiyanto, S.T, M.Sc
Link Jurnal: https://www.nature.com/articles/s41598-021-98118-1
