Perpustakaan Digital ITB

Limbah cair yang kebanyakan mengandung pewarna merupakan masalah lingkungan yang besar di Indonesia. Salah satu solusi yang diusulkan adalah melakukan penyerapan limbah cair untuk menjernihkan air, dengan penyerap yang dipakai adalah gel berbahan dasar karagenan, karena murah dan mudah ditemukan di Indonesia. Namun, karagenan mudah hancur sesudah beberapa lama di dalam air. Oleh karena itu, diusulkan pembuatan suatu nanokomposit MMT-karagenan. Dalam pembuatan suatu nanokomposit, haruslah diketahui kecocokan sifat antara material yang dikompositkan. Untuk Tugas Akhir ini, hal tersebut dilakukan dengan meneliti mekanisme interaksi, perubahan struktur, dan perubahan sifat akibat interaksi dengan air. Lebih lanjut, hasil ini dapat digunakan pula untuk memperkirakan mekanisme interaksi antara material dan material-pewarna. Penelitian ini dilakukan dengan simulasi di komputer. Terdapat banyak pilihan metode, yang digolongkan dalam metode HF, pasca-HF (PHF), dan DFT. Ketiganya mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing dalam akurasi dan pemakaian daya komputasi. Dalam Tugas Akhir ini, pertama dilakukan penentuan metode numerik yang kemudian dipakai untuk melakukan simulasi terhadap MMT, karagenan, sistem MMT-air, dan sistem MMT-air. Tujuan simulasi adalah menentukan mekanisme interaksi, perubahan struktur molekuler dan elektronik, perubahan sifat elektronik (lebar pita) dan optik (absorbansi), dan perkiraan mekanisme interaksi kedua material serta material-pewarna. Hasil yang didapatkan adalah sebagai berikut. Dari metode-metode yang diuji, metode HF cepat dan kurang akurat, metode PHF lambat dan akurat, dan metode DFT cepat dan akurat. Akhirnya, dipilih metode PBE yang merupakan variasi DFT. Simulasi terhadap montmorilonit, karagenan, sistem montmorilonit-air, dan sistem karagenan-air memberikan hasil sebagai berikut. Pertama, air diadsorpsi oleh kedua material dengan membentuk ikatan hidrogen. Akibatnya, MMT mengalami pemadatan sedangkan karagenan meregang. Hal ini menyebabkan MMT tahan lama dan kuat sedangkan karagenan mudah hancur. Lalu, MMT mengalami perubahan drastis pada struktur elektroniknya, sehingga sifat konduktivitas listriknya berubah (isolator ke konduktor). Karagenan tidak mengalaminya sehingga sifat konduktivitas listriknya sama (semikonduktor). Perubahan sifat optik mengikuti perubahan sifat konduktivitas listrik, dengan absorbansi MMT sebelum adsorpsi berada di rentang 46 hingga 257 nm dan sesudahnya di 96 hingga 353 nm, dengan satu puncak di 1604 nm. Absorbansi karagenan berada di rentang 68 nm hingga 411 nm sebelum adsorpsi air dan 79 hingga 416 nm sesudahnya. Hasil ini digunakan untuk memperkirakan interaksi kedua material dan material-pewarna.