Perpustakaan Digital ITB

Boron merupakan salah satu kontaminan yang terdapat dalam air dan dapat ditemukan pada sumber air alami, namun pada air laut konsentrasinya jauh melebihi batas yang ditentukan yaitu sekitar 7 mg/liter bahkan pada daerah tertentu dapat lebih tinggi. Konsentrasi boron yang tinggi ini harus dikurangi sehingga mencapai standar yang telah ditetapkan. WHO menetapkan standar untuk kadar maksimum boron yaitu 0,5 mg/liter dalam air minum dan ini juga sesuai dengan PerMenKes 492 Tahun 2010 tentang Persyaratan Kualitas Air Minum. Dalam penggunaan air untuk irigasi batas ambang boron dapat berbeda karena tumbuhan dapat memiliki sensitivitas yang berbeda-beda. Boron di dalam air berada dalam bentuk asam borat (B(OH)3). Namun, karena ukurannya yang kecil dan tidak bermuatan maka akan sulit untuk disaring atau dipisahkan. Penyaringan untuk mengurangi kadar boron dalam air telah diteliti sebelumnya baik itu menggunakan metode adsorpsi, resin penukar ion, penyaringan menggunakan membran, dan lain-lain. Penyaringan menggunakan membran berbasis polimer merupakan salah satu metode yang paling umum digunakan karena mudah dibuat dan dimodifikasi, juga kemampuan penyaringannya yang baik terhadap polutan lain. Namun untuk menyaring boron dalam kondisi ideal masih terdapat tantangan-tantangan yang harus dihadapi. Metal-organic frameworks (MOF) merupakan material berpori yang penelitiannya berkembang pesat karena luasnya aplikasi dari material tesebut. MOF memiliki beberapa kelebihan yaitu luas area dan juga fungsionalitasnya yang dapat dimodifikasi. MOF berbasis Zr yaitu UiO-66 merupakan salah satu material yang dapat digunakan untuk dikombinasikan dengan membran untuk menyaring boron. Logam pusat Zr dan area cincin benzena pada UiO- 66 telah diteliti dan menjadi sisi aktif dalam pembentukan interaksi dengan boron. Gugus aktif pada MOF dapat dimodifikasi untuk mendukung aplikasinya sebagai material penolak boron dengan menambahkan gugus bermuatan negatif seperti gugus amina dan gugus dihidroksi. Kedua gugus ini dikenal mejadi gugus yang dapat membantu dalam proses penolakan boron karena interaksinya yang baik dengan boron. Pada penelitian ini MOF berbasis Zr yang difungsionalisasi dengan dua gugus fungsi yaitu amina dan dihidroksi ditambahkan pada membran PVDF. MOF yang disintesis dikarakterisasi menggunakan XRD (X-Ray Diffraction) untuk melihat struktur kristal yang terbentuk dan FTIR untuk melihat gugus fungsi hasil dari modifikasi. PVDF dipilih sebagai basis membran gabungan karena ketahanannya terhadap bahan kimia, pH dan juga suhu. Membran gabungan yang telah difabrikasi dikarakterisasi menggunakan SEM (Scanning Electron Microscopy) untuk melihat morfologi penampang dan juga penampang melintang dari membran. Kinerja dari membran yang sudah dikombinasikan dengan MOF diuji menggunakan alat mikrofiltrasi. Penentuan konsentrasi boron ditentukan dengan kolorimetri menggunakan instrumen UV-VIS dengan memanfaatkan reaksi antara asam borat dengan kurkumin yang menunjukkan absorbansi pada panjang gelombang 540 nm. Hidrofilisitas dari membran juga diuji dengan mengukur sudut kontak antara butiran air dengan permukaan membran. Penambahan MOF pada PVDF menyebabkan membran menjadi hidrofilik yang ditunjukkan oleh berkurangnya sudut kontak dari membran. Fluks membran terbaik sebesar 54 liter/m2.jam ditunjukkan oleh membran yang telah ditambahkan MOF UiO- 66 tanpa proses modifikasi. Rejeksi terhadap boron terbaik sebesar 53% ditunjukkan oleh membran yang telah ditambahkan MOF yang sebelumnya telah dimodifikasi dengan menambahkan gugus dihidroksi. Kombinasi antara MOF UiO-66 dengan UiO-66 yang telah dimodifikasi dengan gugus dihidroksi telah dilakukan dan sifat dominan dari gugus dihidroksi ditunjukkan dari hasil fluks dan rejeksi membran.