Perpustakaan Digital ITB

Industri tekstil merupakan penghasil limbah cair warna terbesar dengan persentase sebesar 54% dari total limbah cair warna yang dihasilkan di dunia. Pewarna azo merupakan pewarna yang paling banyak digunakan pada industri tekstil yakni mencapai 60-70% dari total zat warna yang diproduksi. Salah satu contoh pewarna azo adalah methylene blue yang umum digunakan pada pewarnaan kain wool, sutera, dan katun. Metode pengolahan air limbah tekstil yang efektif, murah, cepat, sederhana, dan tidak menghasilkan lumpur adalah metode adsorpsi dengan karbon aktif. Sebagai upaya untuk meningkatkan efisiensi proses pengolahan tersebut dilakukan beberapa upaya. Reduksi ukuran partikel karbon aktif merupakan salah satu upaya yang dilakukan untuk meningkatkan kapasitas adsorben selain dengan mengubah gugus fungsi pada permukaan karbon aktif. Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan variasi ukuran karbon aktif menjadi granular, powder, dan superfine powder untuk mengetahui pengaruhnya terhadap proses adsorpsi methylene blue secara keseluruhan. Analisis yang dilakukan pada penelitian ini antara lain adalah karakterisasi fisika/kimia, isotherm, kinetika, dan termodinamika proses adsorpsi. Analisis karakterisasi fisika dilakukan dengan menggunakan uji distribusi sebaran partikel, SEM, dan BET sedangkan karakterisasi kimia dilakukan dengan uji FTIR dan point of zero charge. Pada pengujian isotherm, kinetika, dan termodinamika dilakukan pengontakkan 1gram karbon aktif (granular, powder, atau superfine powder) dengan 500mL limbah cair artifisial methylene blue dengan konsentrasi beragam pada waktu kontak yang beragam berdasarkan uji pendahuluan. Khusus pada uji termodinamika dilakukan variasi temperatur menjadi 35,45, dan 55oC. Dari hasil pengujian diketahui bahwa perubahan ukuran partikel menyebabkan perubahan pada karakterisasi fisika dan kimia karbon aktif. Terjadi peningkatan luas permukaan dan volume pori karbon aktif pada ukuran partikel yang semakin kecil. Peningkatan tersebut berkontribusi terhadap perubahan kapasitas adsorpsi pada masing-masing karbon aktif berdasarkan uji pendahuluan. Kapasitas adsorpsi methylene blue oleh karbon aktif granular berkisar antara 4,34 – 16,66 mg/g, sedangkan kapasitas adsorpsi pada karbon aktif powder dan superfine powder berkisar antara 34,67 – 60,96mg/g dan 112,57 – 122,21. Analisis isotherm menunjukkan bahwa proses adsorpsi pada sleuruh karbon aktif mengikuti high affinity isotherm berdasarkan klasifikasi isotherm Giles dengan mekanisme adsorpsi bersifat monolayer. Analisis isotherm lebih lanjut menggunakan model isotherm Langmuir menunjukkan terjadi peningkatan kapasitas adsorpsi maksimum dan koefisien Langmuir pada ukuran partikel yang lebih kecil. Analisis kinetika juga menunjukkan tidak adanya perbedaan model kinetika yang berlaku pada masing-masing karbon aktif karena seluruh karbon aktif mengikuti model pseudo first order. Namun, terjadi peningkatan laju kinetika adsorpsi yang ditunjukkan dengan meningkatnya nilai koefisien kinetika pada karbon aktif dengan ukuran partikel lebih kecil Sedangkan pada analisis termodinamika diketahui bahwa proses adsorpsi berlangsung lebih spontan dan baik pada ukuran partikel yang lebih kecil dan temperatur yang lebih tinggi sehingga mengindikasikan bahwa proses adsorpsi bersifat endotermik. Berdasarkan analisis nilai perubahan entalphy standar diketahui terdapat perbedaan mekanisme adsorpsi dominan pada masingmasing karbon aktif. Pada karbon aktif granular dan superfine powder mekanisme adsorpsi dominan adalah interaksi elektrostatik sedangkan pada karbon aktif powder adalah gaya van der Waals. Mekanisme adsorpsi ini didukung oleh hasil uji FTIR pada limbah cari methylene blue sebelum dan sesudah proses adsorpsi dan karbon aktif sesudah proses adsorpsi. Berdasarkan uji FTIR, mekanisme adsorpsi dapat disebabkan oleh beberapa mekanisme diantaranya interaksi ?-? antara gugus fungsi aromatik pada permukaan adsorben dengan ikatan aromatik methylene blue seperti (C=C-C), interaksi elektrostatik antara gugus fungsi bermuatan negatif pada permukaan adsorben dengan molekul methyelene blue yang bermuatan positif, dan pembentukan ikatan hidrogen antara unsur nitrogen (N) dengan gugus fungsi yang mengandung oksigen seperti hidroksil (OH-) pada permukaan karbon aktif.