Perpustakaan Digital ITB

Pencemaran zat warna seperti Metilen Biru (MB) dari limbah industri memerlukan metode remediasi yang efektif. Adsorpsi merupakan metode efektif untuk menyisihkan zat warna seperti metilen biru (MB) dari limbah industri di perairan karena operasionalnya yang sederhana, efisiensi yang tinggi, serta biaya yang relatif rendah, namun seringkali masih bergantung pada silika sintetis yang mahal atau adsorben yang memerlukan modifikasi kimia. Biosilika (BS) dari sumber hayati seperti mineral diatomit (DBS) dan mikroalga diatom Cyclotella striata (CBS) menawarkan alternatif dalam pemanfaatan limbah silika di perairan. Meskipun demikian, studi mengenai optimasi dan pemanfaatan langsung biosilika alami ini tanpa modifikasi untuk adsorpsi MB masih terbatas, sehingga potensinya sebagai pengganti silika sintetis belum banyak dikaji dalam basis kemometri dan eksperimen. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan dan membandingkan kinerja adsorpsi DBS dan CBS sebagai adsorben MB melalui pendekatan Response Surface Methodology (RSM) dan studi eksperimental. Metodologi penelitian meliputi kultivasi C. striata, ekstraksi biosilika, karakterisasi menggunakan FTIR, studi adsorpsi, serta studi optimasi. Hasil karakterisasi menggunakan Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) menunjukkan bahwa CBS memiliki intensitas puncak gugus hidroksil (O-H) yang lebih tinggi, mengindikasikan kelimpahan gugus silanol (Si-OH) di permukaannya sebagai situs aktif adsorpsi. Studi kinetika pada DBS menunjukkan proses mengikuti model orde dua semu (R²=0,9916), sedangkan isoterm adsorpsi mengikuti model Sips (R²=0,9565). Hasil screening faktor dengan full factorial design menunjukkan bahwa waktu kontak memiliki pengaruh paling kecil di antara faktor signifikan lainnya dan oleh karena itu ditetapkan konstan pada tahap optimasi berikutnya. Optimasi lebih lanjut menggunakan Central Composite Design (CCD) menghasilkan model kuadratik yang sangat baik untuk memprediksi %removal pada kedua adsorben, dengan nilai R² masing-masing 0,928 untuk DBS dan 0,933 untuk CBS. Analisis CCD mengungkapkan bahwa pengaruh pH lebih signifikan untuk CBS, yang kemungkinan akibat jumlah gugus silanolnya yang lebih tinggi, sementara pengaruh konsentrasi MB lebih signifikan untuk DBS akibat kapasitasnya yang rendah. Hasil paling signifikan dari penelitian ini adalah perbandingan performa, yang menunjukkan bahwa CBS secara drastis lebih unggul daripada DBS. Adsorben CBS mampu mencapai %removal >90% hanya dengan 40 mg adsorben, sedangkan DBS memerlukan lebih dari 150 mg untuk mencapai efisiensi serupa. Kapasitas adsorpsi (q?) CBS juga jauh lebih tinggi (9,71–79,6 mg/g) dibandingkan DBS (2,18–5,79 mg/g). Studi desorpsi menggunakan metanol juga menunjukkan efisiensi pelepasan MB hingga 58,68% untuk CBS, mengindikasikan potensi regenerasi yang baik. Penelitian ini menyimpulkan bahwa biosilika dari kultur C. striata merupakan adsorben terbarukan yang sangat efektif untuk remediasi zat warna, dengan performa yang jauh melampaui alternatifnya yang berbasis mineral.