Perpustakaan Digital ITB

Kristal violet merupakan salah satu limbah pewarna sintetis yang bersifat toksik sehingga dapat mengganggu kesehatan manusia dan menurunkan kualitas ekosistem akuatik. Keberadaan kristal violet di lingkungan perairan dapat menyebabkan iritasi kulit, mata, gangguan pernapasan, dan gangguan pencernaan. Selain itu keberadaan di perairan dapat menghambat proses fotosintesis. Oleh karena itu dibutuhkan metode yang dapat digunakan untuk mengurangi kadar kristal violet. Metode adsorpsi merupakan teknik yang umum digunakan untuk mengurangi kadar zat warna di perairan karena proses yang sederhana, efisien dan tidak membutuhkan biaya yang banyak. Kinerja adsorpsi sangat ditentukan oleh jenis dan karakteristik adsorben yang digunakan. Salah satu yang mempengaruhi proses adsorpsi adalah adsorben yang digunakan. Gelatin sebagai biomaterial ramah lingkungan memiliki potensi sebagai adsorben karena memiliki gugus fungsional seperti -NH dan -COOH yang dapat berinteraksi dengan kristal violet. Namun, gelatin memiliki kecenderungan menyerap air yang mengakibatkan penurunan stabilitas mekaniknya. Oleh karena itu, gelatin diperkuat menggunakan pengikat silang glioksal untuk meningkatkan stabilitas struktur dan dikompositkan dengan Fe?O? yang bersifat paramagnetit untuk memudahkan pemisahan secara magnetik untuk penggunaan kembali. Penelitian ini bertujuan menentukan komposisi optimum gelatin dan glioksal pada massa magnetit tetap dalam sintesis Fe?O?@Gelatin untuk memperoleh kapasitas adsorpsi maksimum, serta menentukan kondisi adsorpsi kristal violet yang optimum. Optimasi komposisi adsorben dilakukan menggunakan metode Central Composite Design (CCD) berbasis perangkat lunak Minitab. CCD merupakan salah satu metode dalam Response Surface Methodology (RSM) yang dapat mengetahui pengaruh masing-masing variabel serta interaksi antarvariabel secara efisien melalu kombinasi titik pusat, titik aksial, dan titik faktorial. Metode ini dapat meminimalkan jumlah percobaan yang diperlukan dan dapat memprediksikan data sehingga sangat sesuai untuk optimasi komposisi material. Sedangkan penentuan kondisi adsorpsi dilakukan secara batch untuk mengevaluasi pengaruh pH, massa adsorben, waktu kontak, konsentrasi awal, suhu dan pengaruh konsentrasi NaCl terhadap kapasitas adsorpsi kristal violet. Hasil penelitian mengenai optimasi komposisi gelatin dan glioksal dalam pembuatan adsorben Fe?O?@Gelatin dengan metode CCD menunjukkan nilai R²-pred sebesar 0,8873 dan R²-adj sebesar 0,9822. Selisih antara R²-pred dan R²-adj kurang dari 0,2 yang menunjukkan model yang dibuat memiliki kemampuan prediksi yang sangat baik. Kondisi optimum pada perbandingan massa gelatin dan glioksal adalah 4,567 : 0,4271 dengan kapasitas adsorpsi sebesar 9,63 mg/g. Setelah disintesis dan dilakukan adsorpsi diperoleh rata-rata kapasitas adsorpsi dari lima eksperimen yang dilakukan yaitu sebesar 9,4562 mg/g. Hasil Uji T dari kapasitas adsorpsi eksperimen dan kapasitas adsorpsi yang diramalkan oleh minitab menunjukkan kapasitas adsorpsi tidak berbeda signifikan. Karakterisasi FTIR, XRD, SEM-EDS, dan TEM mengkonfirmasi keberhasilan sintesis Fe?O?@Gelatin dan keberhasilan adsorpsi kristal violet. Kondisi adsorpsi optimum diperoleh pada pH 8, massa adsorben 75 mg, dan waktu kontak 30 menit. Adsorpsi kristal violet mengikuti kinetika orde dua semu dan isoterm Langmuir. Secara termodinamika, proses berlangsung endoterm (?H = 24,18 kJ/mol), spontan (?G < 0), dan disertai peningkatan ketidakteraturan (?S = 185,84 J/mol·K) dengan qmaks 20,78 mg/g. Fe?O?@Gelatin menunjukkan kinerja adsorpsi-desorpsi yang baik hingga tiga siklus penggunaan. Untuk mengetahui pengaruh keberadaan ion-ion kompetitor terhadap kinerja adsorpsi kristal violet, dilakukan pengujian pengaruh penambahan NaCl. Hasil yang diperoleh menunjukkan, kapasitas adsorpsi menurun seiring bertambahnya konsentrasi NaCl. Penurunan ini disebabkan oleh kompetisi antara Na+ dengan kristal violet yang bermuatan positif untuk mengisi situs aktif di permukaan adsorben Fe?O?@Gelatin.