Perpustakaan Digital ITB

Pencemaran logam berat dalam lingkungan perairan merupakan salah satu masalah yang menjadi perhatian dunia. Salah satu logam berat sumber pencemar adalah kromium yang kerap digunakan dalam industri tekstil, pesawat terbang, pengawetan kayu, pembuatan warna, dan pengeboran lumpur. Padahal, ion Cr(VI) diklasifikasikan sebagai karsinogen grup 1 oleh World Health Organization (WHO). Paparan jangka panjang dengan tingkat paparan Cr(VI) lebih dari 0,05 mg L-1 dapat menyebabkan masalah pernapasan, kerusakan hati, ginjal, dan kanker. Terdapat beberapa teknik untuk menghilangkan kontaminasi ion Cr(VI) dalam limbah diantaranya adalah presipitasi, elektrokoagulasi, filtrasi membran, resin penukar ion, fotokatalisis, dan lainnya. Diantara teknik tersebut, adsorpsi telah dianggap sebagai teknologi yang menjanjikan untuk menghilangkan logam beracun dari limbah industri dan air alami. Adsorpsi memiliki berbagai keunggulan seperti penggunaannya yang sederhana, memiliki tingkat penghilangan yang tinggi, dapat digunakan kembali, dan ekonomis. Karagenan merupakan biopolimer anionik yang memiliki gugus ester sulfat pada salah satu atom karbonnya. ?-karagenan merupakan salah satu kelompok utama dari karagenan yang memiliki karakter pembentuk gel yang kuat. Pada penelitian ini dibuat adsorben berbasis ?-karagenan yang dimodifikasi dengan polietilenimina (PEI) dan glioksal untuk mengurangi kontaminasi ion Cr(VI) dalam limbah. PEI adalah polimer yang memiliki gugus amina primer, sekunder, dan tersier. PEI larut dalam air yang berupa polimer alifatik bermuatan positif yang tersedia dalam bentuk linier dan bercabang. Glioksal merupakan agen pengikat silang yang memiliki dua gugus aldehid yang digunakan secara luas untuk nukleofil seperti gugus hidroksil, sulfida, merkaptan, sulfit, dan gugua amida. Pada penelitian ini, glioksal berperan sebagai agen pengikat silang antara PEI dan ?-karagenan, dengan komposisi campurannya dioptimasi dengan menggunakan central composite design. Hasil komposisi optimum dengan luaran kapasitas adsorpsi maksimum dan swelling degree minimum untuk ?-karagenan, PEI, dan glioksal berturut-turut adalah 2,11 %w/v, 1,75 %v/v, dan 0,92 %v/v. Hasil karakterisasi kubus adsorben menggunakan spektroskopi Fourier Transform Infrared (FTIR) menunjukkan adanya puncak serapan ikatan imina (C=N) dan ikatan hemiasetal (C?O?C) berturut-turut pada bilangan gelombang 1648 cm-1 dan 1076 cm-1 yang menandakan berhasilnya mekanisme pengikatan silang yang diharapkan antara glioksal dengan PEI serta glioksal dengan ?-karagenan. Hasil karakterisasi dengan SEM menunjukkan morfologi permukaan kubus adsorben ?-karagenan yang awalnya berupa balok-balok kasar menjadi halus setelah dimodifikasi dengan PEI dan glioksal yang menunjukkan telah terjadinya reaksi pengikatan silang. Hasil spektrum EDS setelah adsorpsi ion Cr(VI) menunjukkan terjadinya peningkatan %atom Cr dari 0,02% menjadi 1,48% yang menandakan berhasilnya proses adsorpsi pada permukaan adsorben. Berdasarkan hasil penelitian, diperoleh kondisi optimum adsorpsi yaitu pada pH 3, waktu kontak 45 menit, dan massa adsorben sebesar 0,10 g untuk 25 mL larutan analit. Adsorpsi ion Cr(VI) menggunakan kubus adsorben yang dibuat mengikuti model kinetika adsorpsi orde dua semu dengan nilai R2 sesebar 0,9973 dengan nilai tetapan laju sebesar 0,0255 mg g?1 min?1. Proses adsorpsi mengikuti model isoterm adsorpsi Langmuir dengan nilai R2 sebesar 0,9846 serta kapasitas adsorpsi maksimum sebesar 190,16 mg g?1. Isoterm Lagmuir menunjukkan bahwa proses adsropsi terjadi melalui pembentukan monolayer pada permukaan adsorben yang homogen dengan semua situs aktif adsorben identik dan telah jenuh. Hasil studi termodinamika menunjukkan bahwa proses adsorpsi bersifat eksotermik, berlangsung secara spontan, dan terjadi peningkatan keteraturan dalam proses adsorpsi. Pengujian kemampuan berulang adsorben dengan agen pendesorpsi HNO3 0,1 M menunjukkan bahwa adsorben yang disintesis memiliki kemampuan penggunaan berulang yang baik hingga siklus ke-4.