Perpustakaan Digital ITB

Proses industrialisasi seringkali menyebabkan kerusakan ekosistem dengan memproduksi banyak produk samping, salah satunya efluen zat warna. Nanomaterial 2 dimensi telah lama diteliti sebagai membran untuk melakukan remediasi lingkungan, salah satunya terhadap zat warna tersebut. Grafena oksida merupakan nanomaterial 2D yang banyak dimanfaatkan karena kekokohan strukturnya dan memiliki tingkat rejeksi polutan yang unggul. Namun, adanya trade-off berupa kecilnya fluks air menghambat perkembangannya. Di sisi lain, MXene merupakan nanomaterial 2 dimensi berlapis yang berbasis logam karbida, nitrida, atau karbonitrida. MXene dikenal dengan sifat hidrofilisitas yang tinggi dan mampu menghasilkan sistem membran dengan permeabilitas yang unggul. Pada penelitian ini, penambahan MXene berhasil memperbesar fluks air membran GO hingga 70 kali lipat. Varian terbaik ditemukan pada komposisi konsentrasi GO:MXene 1:1, yakni GO5/MX5 dengan nilai fluks dan rejeksi zat warna masing-masing sebesar 49,607 L m-2 jam-1 dan 99,48%. Kemudian, varian membran lain difabrikasi dengan metode layer-by-layer (LbL), tetapi tidak memberikan performa yang lebih unggul. Namun, semua membran LbL ini menunjukkan sifat antikotor yang lebih baik dengan nilai Flux Recovery Ratio (FRR) mencapai 89,39%. Selain itu, kemampuan rejeksi membran dengan rasio konsentrasi GO:MXene 1:1 yang diuji melalui mode aliran dead-end juga cukup tinggi (98,60%), tetapi menghasilkan steady state flux yang lebih rendah akibat kurangnya penanganan terhadap fouling. Afinitas air permeat yang lebih baik terhadap MXene dibuktikan pula dengan kalkulasi bermodel Density Functional Theory (DFT) yang menunjukkan energi adsorpsi yang lebih rendah pada sistem MXene-H2O dibanding GO-H2O. Spontanitas adsorpsidesorpsi air yang seimbang ditunjukkan pula oleh sistem GO@MXene-H2O, menunjukkan sinergi yang baik untuk memfasilitasi permeabilitas air secara optimal.