Perpustakaan Digital ITB

Pencemaran air oleh zat warna sintetis, termasuk metil violet 6B, merupakan permasalahan lingkungan karena senyawa tersebut stabil, sulit terdegradasi secara alami, dan berpotensi toksik terhadap organisme perairan serta kesehatan manusia. Adsorpsi menjadi salah satu metode yang banyak dikembangkan karena sederhana, efektif, dan memungkinkan pemanfaatan material berbasis sumber daya terbarukan. Penelitian ini bertujuan menyintesis adsorben ramah lingkungan berbasis rosin yang dimodifikasi dengan gliserol, mengoptimalkan komposisi sintesis menggunakan Response Surface Methodology–Central Composite Design (RSM– CCD), mengarakterisasi sifat fisikokimianya, serta mengevaluasi kinerjanya dalam mengadsorpsi metil violet 6B. Optimasi dilakukan melalui 13 percobaan CCD dengan dua variabel bebas, yaitu massa rosin dan massa gliserol, sedangkan kapasitas adsorpsi digunakan sebagai respons. Pengaruh faktor dan interaksinya dianalisis menggunakan analisis varians (ANOVA). Model yang diperoleh signifikan secara statistik dan menunjukkan kecocokan serta kemampuan prediksi yang baik, dengan R²adj sebesar 98,15%, dan R²pred sebesar 93,56%. Kedekatan nilai R²adj dan R²pred menunjukkan bahwa model tidak mengalami overfitting dan layak digunakan untuk memprediksi respons. Komposisi optimum diperoleh pada massa rosin 9,4642 g dan gliserol 1,7535 g. Keberhasilan modifikasi dievaluasi melalui pengukuran angka asam dan konversi ester serta karakterisasi menggunakan Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Thermogravimetric Analysis (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC), dan analisis luas permukaan spesifik metode Brunauer– Emmett–Teller (BET) dan Barrett–Joyner–Halenda (BJH). Angka asam menurun dari 134,64 pada rosin menjadi 89,76 pada rosin–gliserol, dengan konversi ester sebesar 33,33%, yang mengindikasikan berlangsungnya esterifikasi sebagian antara gugus karboksilat rosin dan gugus hidroksil gliserol. Analisis BET menunjukkan bahwa modifikasi meningkatkan luas permukaan MultiPoint BET dari 418,224 menjadi 501,427 m²/g atau sekitar 19,90%, volume total pori dari 0,368 menjadi 0,448 cm³/g atau sekitar 21,87%, luas permukaan adsorpsi BJH dari 239,6 menjadi 287,8 m²/g atau sekitar 20,12%, volume pori adsorpsi BJH dari 0,352 menjadi 0,410 cm³/g atau sekitar 16,50%, serta ukuran pori dari 1,758 menjadi 1,787 nm atau sekitar 1,65%. Analisis TGA menunjukkan bahwa suhu kehilangan massa 50% meningkat dari 367,70 menjadi 377,01 °C dan suhu degradasi maksimum meningkat dari 353,83 menjadi 397,83 °C. Hasil tersebut menunjukkan bahwa rosin–gliserol memiliki ketahanan termal yang lebih baik dibandingkan rosin sebelum modifikasi. Kinerja adsorpsi dievaluasi berdasarkan pengaruh pH, massa adsorben, waktu kontak, konsentrasi awal, suhu, serta siklus adsorpsi–desorpsi. Kondisi optimum dicapai pada pH 9, massa adsorben 0,1 g, dan waktu kontak 120 menit. Data kinetika paling sesuai dengan model orde dua semu, dengan kapasitas adsorpsi kesetimbangan sebesar 9,50 mg/g dan koefisien determinasi sebesar 0,9657. Data kesetimbangan paling baik dijelaskan oleh isoterm Sips, dengan kapasitas adsorpsi maksimum sebesar 12,92 mg/g pada suhu 30 °C. Kajian termodinamika menunjukkan bahwa adsorpsi bersifat endotermik dengan ?H° sebesar +114,33 kJ/mol, berlangsung spontan berdasarkan nilai ?G° yang negatif, dan disertai peningkatan ketidakteraturan pada antarmuka padat–larutan dengan ?S° sebesar +0,505 kJ/mol·K. Adsorben diuji selama tiga siklus adsorpsi–desorpsi, dengan efisiensi desorpsi pada siklus ketiga sebesar 45,81%, sehingga kemampuan regenerasinya masih perlu ditingkatkan. Sintesis adsorben rosin–gliserol mendukung beberapa prinsip kimia hijau, terutama prinsip pertama melalui pengurangan jumlah percobaan, konsumsi bahan, dan potensi residu dengan penerapan RSM–CCD; prinsip ketiga melalui penggunaan gliserol sebagai bahan pemodifikasi yang relatif lebih aman; prinsip kelima melalui sintesis tanpa menggunakan pelarut organik berbahaya; serta prinsip ketujuh melalui pemanfaatan rosin dari getah pinus sebagai bahan baku terbarukan. Secara keseluruhan, modifikasi rosin dengan gliserol menghasilkan adsorben dengan peningkatan karakteristik permukaan dan pori, perubahan perilaku termal, serta kinerja adsorpsi yang mendukung penghilangan metil violet 6B dari air. Adsorben rosin–gliserol berpotensi dikembangkan sebagai material berbasis sumber daya terbarukan untuk pengolahan air yang tercemar zat warna kationik, meskipun kapasitas adsorpsi dan stabilitas regenerasinya masih perlu ditingkatkan.