Perpustakaan Digital ITB

Perkembangan industri tekstil memberikan lapangan pekerjaan serta peningkatan ekonomi. Namun, industri tersebut menimbulkan masalah yang serius, yakni limbah zat warna. Beberapa limbah zat warna yang dihasilkan yaitu Congo Red (CR) dan metilen biru (MB). Jika limbah zat warna tersebut langsung dibuang ke sungai, hal itu dapat merusak lingkungan. Selain itu, limbah zat warna dapat menyebabkan bermacam permasalahan kesehatan bagi manusia. Berbagai cara dilakukan untuk meminimalisasi keberadaan limbah zat warna. Salah satunya dengan penerapan teknologi membran, karena pada proses aplikasinya yang relatif mudah dan ekonomis. Mixed cellulose ester (MCE) merupakan membran komersil yang sering digunakan untuk proses filtrasi zat warna. MCE tersusun atas selulosa nitrat dan selulosa asetat, sehingga sifatnya cukup hidrofilik. Namun MCE masih mempunyai kekurangan dalam nilai rejeksinya yang rendah. Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan modifikasi MCE dengan material titanium karbida MXene menjadi MXene based membrane (MM) untuk digunakan sebagai filtrasi zat warna pada MB dan CR. MXene merupakan material anorganik 2D yang bermorfologi lembaran nano, tersusun atas logam transisi, karbida, nitrida, serta memiliki gugus hidrofilik di bagian permukannya. Selain itu, dilakukan modifikasi menggunakan garam (NaCl, KCl, dan MgCl2) pada MXene untuk melihat pengaruhnya terhadap kinerja membran. Penelitian ini dibagi menjadi empat tahap, yakni pembuatan MXene dari material anorganik karbida (MAX), deposisi MXene pada MCE menjadi MM, modifikasi garam pada MM, dan karakterisasi MM. Pembuatan MXene dari MAX dilakukan dengan melakukan proses pencucian lapisan aluminium menggunakan LiF dan HCl. Selanjutnya dilakukan sonikasi 10 jam agar diperoleh lapisan 2D dari MXene. MXene yang diperoleh kemudian dideposisikan secara langsung pada permukaan MCE membentuk MM menggunakan filtrasi vakum. Setelah terbentuk MM, dilakukan modifikasi lebih lanjut menggunakan garam dengan cara melewatkan larutan garam pada MM menggunakan filtrasi vakum. Uji kinerja membran diamati melalui uji permeabilitas, selektivitas, dan antifouling membran. Sementara itu, iii karakteristik membran diamati melalui hidrofilisitas, morfologi serta penentuan unsur penyusunnya. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa penambahan MXene dapat meningkatkan hidrofilisitas membran yang dibuktikan dengan penurunan nilai sudut kontak dari MCE 64,40? menjadi MM 44,73?. Selain itu, MXene dapat meningkatkan kinerja membran dengan konsentrasi optimum MXene yang diperoleh sebesar 2 mg cm?????. Pada MM, larutan zat warna akan melewati dua fasa, yaitu fasa MXene dan fasa MCE sebagai membran pendukungnya. Modifikasi lanjutan MM menggunakan garam dapat meningkatkan fluks MM terutama pada filtrasi CR. Kation yang terdapat pada garam dapat menyisip di antara lapisan MXene yang saling bersebelahan. Keberadaan kation tersebut menentukan kecepatan dan kemudahan zat warna pada saat melewati lapisan MM. Hal tersebut juga disebabkan oleh ukuran kation yang bervariasi, semakin besar ukuran kationnya maka lapisan MM akan semakin sulit untuk dilewati. Selain itu, modifikasi garam dapat meningkatkan rejeksi dari MM pada filtrasi CR. Peningkatan rejeksi pada CR ini berhubungan dengan ukuran kation serta jenis kationnya. Apabila ukuran kation semakin besar, maka CR semakin mudah tertahan di MM. Kemudian ion divalen menghasilkan perolehan rejeksi yang lebih besar dibandingkan ion monovalen. Pada filtrasi MB, kondisi optimum dicapai ketika MM dimodifikasi KCl dengan nilai rejeksi 99,75% dan fluks 141,24 L m?2 jam?1. Sedangkan pada CR, hasil optimum dicapai ketika menggunakan garam MgCl2 dengan nilai rejeksi 99,95% dan fluks 117,33 m?2 jam?1.