Perpustakaan Digital ITB

Industri tekstil terus mengalami perkembangan produksi hingga menjadi target perkembangan ekonomi negara. Pewarna seperti crystal violet (CV) pada air limbah tekstil bersifat toksik dan sulit dihilangkan dengan pengolahan konvensional. Adsorpsi dengan nano adsroben banyak diteliti dan dikembangkan untuk menyisihkan zat warna di lingkungan karena memiliki berbagai kelebihan. Graphene oxide magnetic (GO-Fe3O4) sebagai adsorben telah banyak diteliti karena memiliki luas permukaan yang besar, ikatan kimia yang kuat dan mudah dipisahkan dari fase air. Kayu pohon puspa (Schima wallichii) memiliki potensi untuk dimanfaatkan menjadi sumber grafit alami. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk (i) mengetahui karakteristik nano adsorben MGO dari kayu puspa, (ii) mengetahui kemampuan kapasitas adsorpsi berdasarkan dosis adsorben, konsentrasi adsorbat dan waktu kontak, (iii) menganalisa isoterm, kinetika dan termodinamika dan (iv) mengetahui pengaruh desorpsi dan regenerasi terhadap kapasitas adsorpsi crystal violet. Metode percobaan yang digunakan adalah percobaan secara batch dan pengambilan sampel duplo untuk akurasi data penelitian. Hasil karakterisasi adsorben menunjukkan bahwa GO dan MGO telah berhasil disintesis sebagaimana ditunjukkan pada hasil Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS) dan Fourier Transform Infrared (FTIR). Hasil pengujian Brunauer, Emmet, and Teller (BET) menunjukkan diameter pori GO lebih besar dari MGO. Distribusi ukuran partikel GO adalah antara 11-247 nm, sedangkan untuk MGO sebaran ukuran partikelnya antara 315-3.621 nm. Nilai pzc GO dan MGO secara berturut-turut adalah 7,7 dan 7,35. Pengujian variabel waktu kontak menunjukkan bahwa waktu kesetimbangan untuk GO dan MGO adalah 20 menit dengan kapasitas adsorpsi GO dan MGO masing-masing 383,45 ± 3,5 mg/g dan 250,86 ± 4,1 mg/g. Pengujian variabel dosis adsorben menunjukkan bahwa dosis adsorben optimum adalah 40 mg dengan kapasitas adsorpsi GO dan MGO masingmasing 323,857 ± 0,395 mg/g dan 177,151 ± 0,931 mg/g. Percobaan variasi ariabel konsentrasi adsorbat menunjukkan bahwa kapasitas adsorpsi terus meningkat hingga 70 mg/L kemudian melandai. Hasil analisis kandungan organik menunjukkan bahwa konsentrasi organik berbanding lurus dengan konsentrasi warna. Berdasarkan hasil pengujian variasi variabel, GO memiliki kapasitas adsorpsi yang lebih tinggi dari MGO. Karakterisasi adsorben setelah adsorpsi dengan SEM-EDS menunjukkan bahwa terdapat peningkatan unsur karbon (C) pada adsorben yang mengindikasikan adanya molekul CV pada adsorben GO dan MGO. Tidak berubahnya kandungan unsur Fe menunjukkan bahwa besi oksida telah disintesis dengan baik pada permukaan GO. Karakterisasi FTIR setelah adsorpsi menunjukkan indikasi kuat adanya gaya elektrostatik antara adsorben dengan adsorbat dengan berkurangnya gugus hidroksil secara signifikan. Model isoterm yang dapat menggambarkan mekanisme adsorpsi adalah isoterm Langmuir pada GO dan MGO yang menunjukkan mekanisme monolayer serta afinitas tinggi berdasarkan klasifikasi isoterm Giles. Model kinetika yang paling cocok menggambarkan proses adsorpsi adalah kinetika pseudo first order (PFO). Pengujian termodinamika menunjukkan bahwa adsorpsi terjadi secara fisik, spontan dan endotermik. Nilai energi bebas Gibbs yang negatif pada seluruh variasi menandakan bahwa proses adsorpsi yang terjadi adalah adsorpsi fisik. Sementara itu, nilai entropi nano adsorben MGO lebih tinggi dari nano adsorben GO yang menunjukkan bahwa derajat ketidak beraturan dalam proses adsorpsi MGO lebih besar. Hasil analisa tersebut menunjukkan bahwa proses adsorpsi yang terjadi adalah kemisorpsi dan fisisorpsi dengan gaya elektrostatik sebagai mekanisme dominan. Berdasarkan pengujian reusabilitas, MGO memiliki reusabilitas yang lebih baik dari GO dengan penurunan kapasitas adsorpsi sebesar 8,35 % dibandingkan GO yang mengalami penurunan kapasitas adsorpsi sebesar 13,29 %.