Perpustakaan Digital ITB

Adsorben memiliki peran penting dalam proses adsorpsi yang melibatkan penyerapan kontaminan dari fase cair ke permukaan padatan. Proses ini efektif digunakan sebagai solusi untuk menghilangkan logam berat seperti kromium heksavalen (Cr(VI)), melalui pemanfaatan gugus fungsi aktif adsorben. Dalam penelitian ini, adsorben dikembangkan menggunakan pendekatan green technology, memanfaatkan biochar berbasis lignoselulosa dari limbah hutan. Biochar tersebut diproses menjadi nanopartikel melalui teknik milling dengan durasi optimal selama 4 jam, menghasilkan biochar dengan ukuran rata-rata 282,7 nm. Untuk meningkatkan efisiensi adsorpsi, nano biochar dikombinasikan dengan polimer alami kitosan dan alginat, kemudian ditempelkan pada spons Luffa aegyptiaca, sehingga dihasilkan adsorben komposit La-NBCA. Secara fisik, pengaplikasian lapisan adsorben pada spons luffa menghasilkan struktur yang lebih kaku, dengan distribusi adsorben yang merata di seluruh permukaan serta mempermudah penerapannya dalam sistem cairan. Material bahan baku dan adsorben La-NBCA dikarakterisasi untuk mempelajari terkait gugus fungsi, morfologi dan kemampuan adsorpsi adsorben. Hasil karakterisasi gugus fungsi menunjukkan keberadaan ikatan hidrogen (O-H), ikatan C-H, ikatan C-C, gugus fungsi karboksil (C=O), ikatan C=C, ikatan N-H, dan ion karbonat, yang semuanya berperan proses adsorpsi logam berat. Analisis morfologi lapisan adsorben memperlihatkan distribusi partikel yang merata dan menyelimuti permukaan spons luffa dengan profil kekasaran permukaan antara 851,3 ?m x 1227 ?m x 255 ?m. Setelah penyerapan logam berat, partikel-partikel logam berat menempel pada permukaan luffa yang menandakan bahwa ion berat berhasil terserap oleh adsorben. Uji adsorpsi secara batch juga menunjukkan bahwa lapisan adsorben La-NBCA mampu efektif menghilangkan logam berat Cr (VI) dari larutan. Performa adsorben La-NBCA dalam menyerap Cr(VI) menunjukkan bahwa peningkatan massa atau jumlah lapisan adsorben serta penurunan konsentrasi awal Cr(VI) dapat meningkatkan efisiensi adsorpsi, dengan efisiensi tertinggi sebesar 88% pada 3 lapis La-NBCA di 12 mg/L Cr(VI). Kapasitas adsorpsi pada kondisi setimbang (qe) dapat dihitung menggunakan metode curve fitting-nonlinear regression dengan persamaan Pseudo-First-Order model, menghasilkan nilai ii R2 > 0,99 untuk semua sampel uji. Semakin banyak jumlah adsorben yang digunakan pada waktu kontak yang sama menyebabkan kapasitas adsorpsi adsorben (mg/g) yang digunakan semakin kecil, 3 lapis La-NBCA dalam 12 mg/L Cr(VI) memiliki kapasitas 1,03 mg/g sedangkan 1 lapis La-NBCA dalam 25 mg/L Cr (VI). Selanjutnya, mekanisme adsorpsi dari adsorben La-NBCA dianalisis dengan pemodelan kinetika adsorpsi Pseudo First Order Model (PFO), Pseudo Second Order Model (PSO), Intraparticle Diffusion (IP) dan Simple Elovich dan menunjukkan bahwa keempat model tersebut sesuai untuk menjelaskan mekanisme adsorpsi. Selain itu, model isoterm adsorpsi Langmuir menunjukkan kecocokan paling baik dan mengindikasikan bahwa permukaan adsorben bersifat homogen dan adsorpsi terjadi dalam bentuk lapisan monolayer. Performa adsorben La-NBCA diuji dalam kolom adsorpsi bersirkulasi dengan laju aliran antara 13 hingga 38 ml/menit. Pemodelan menggunakan surface model dengan pendekatan persamaan kinetika adsorpsi serta laju aliran dilakukan untuk menggambarkan hubungan antara kapasitas adsorpsi, waktu kontak dan laju aliran sirkulasi. Hasil pemodelan menunjukkan nilai R² yang tinggi (0,99) dengan nilai SSE dan RMSE yang rendah, menandakan kecocokan yang baik. Hasil pemodelan menunjukkan laju aliran sirkulasi memiliki pengaruh signifikan terhadap proses adsorpsi, laju optimal sebesar 26 ml/menit menghasilkan kapasitas adsorpsi 6,94 mg/g dan efisiensi tertinggi 63% dalam 240 menit dan lebih rendah pada laju aliran lainnya. Kata kunci: proses adsorpsi, adsorben, nano biochar, lignoselulosa biochar, biochar limbah hutan, logam berat Cr (VI), spons Luffa aegyptiaca