Senyawa kromium (Cr) yang sering ditemukan pada pembuangan air limbah industri dapat menjadi racun untuk lingkungan serta membahayakan ekosistem makhluk hidup baik hewan, tumbuhan, dan manusia. Konsentrasi Cr yang diizinkan untuk air minum harus lebih rendah dari 50 mikrogram/mL−1. Berdasarkan Word Health Organization (WHO) tahun 2010, tingginya kadar ion Cr(VI) di dalam air bersifat mutagenik dan karsinogenik yang dapat menimbulkan kerusakan hingga penyakit di berbagai organ. Oleh karena itu, ion Cr(VI) dalam kadar yang rendah pun harus segera dihilangkan sebelum dibuang ke lingkungan. Berbagai teknik termasuk pengendapan, adsorpsi (penyerapan), oksidasi lanjutan, filtrasi membran (penyaringan membrane), koagulasi (penggumpalan) dan teknik lainnya dilakukan untuk menghilangkan ion Cr(VI) dan kontaminan lainnya dari air. Dari beberapa teknik yang ada, proses adsorpsi merupakan metode yang paling baik untuk menurunkan kadar ion Cr(VI) dalam air karena biayanya murah dan memiliki efisiensi yang baik.
Nanofiber yang dibuat dengan metode electrospinning dapat digunakan untuk adsorpsi berbagai kontaminan dari air karena porositasnya yang tinggi dan luas permukaan spesifik yang besar. Nanofibers yang berasal dari selulosa merupakan zat penyerap yang efektif untuk menghilangkan bahan beracun dari air. Namun, persediaan selulosa murni terbatas, karena memiliki karakter yang lebih mudah larut dalam air. Penelitian terbaru mengungkapkan bahwa nanofiber selulosa yang diproses melalui metode electrospinning direkomendasikan untuk pengolahan air limbah. Grafena oksida (GO ), merupakan salah satu zat efisien dan sering di produksi dalam skala besar, murah, memiliki sifat hidrofilik (mampu larut dalam air), dan juga sering dicampur dengan larutan polimer untuk mendapatkan nanofiber komposit dengan kekuatan mekanik yang lebih baik dan efisiensi yang tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk menggabungkan Grafena oksida ke dalam nanofiber selulosa untuk meningkatkan kekuatan mekanik dan kemampuan penyerapan nanofibers terhadap penyerapan ion Cr(VI).
Penelitian ini mempelajari terkait kemampuan nanofiber komposit CA/GO untuk adsorpsi ion Cr(VI) dalam sistem dengan variabel yang akan dilihat diantaranya waktu kontak, dosis penyerap, pH, konsentrasi Cr(VI), dan suhu. Percobaan ini menggunakan metode brodie yang dimodifikasi. Diawali dengan mensintesis nanosheet grafit oksida dari bubuk grafit, kalium permanganat, asam sulfat dan asam arthofosfat. Larutan CA (10 wt.%) dibuat dengan melarutkan 1 g selulosa dalam 10 mL TFA sambil diaduk selama 4 jam. Berbagai jenis Grafena Oksida dalam konsentrasi tertentu ditambahkan ke dalam larutan selulosa dan di ekstraksi melalui metode sonikasi selama 30 menit untuk menyiapkan larutan CA/GO . Larutan yang telah disiapkan dipindahkan ke dalam spuit plastik 5 mL yang dipasang pada pompa spuit. Kondisi electrospinning untuk fabrikasi nanofiber selulosa dan CA /GO adalah tegangan yang diberikan sebesar 20 kV, jarak 12 cm, temperatur 25%, dan kelembaban 40%. Percobaan penyerapan oleh nanofiber komposit CA/GO dilakukan dengan merendam 20 mg nanofiber (selulosa dan CA /GO komposit nanofiber) ke dalam labu 250 mL yang berisi 100 mL 50 mgL−1 Cr(VI) pada 200 rpm dan 25 °C. Hasil dari percobaan ini terkait dengan suhu terhadap kapasitas adsorpsi ion Cr(VI) menggunakan nanofiber menunjukkan bahwa suhu yang lebih tinggi lebih mudah menyerap ion Cr(VI). Hasil parameter termodinamika menunjukkan sifat serapan Cr(VI) secara spontan dan endotermik. Kapasitas adsorpsi monolayer maksimum nanofibers terhadap serapan ion Cr(VI) adalah 422,3 mgg−1 yang sebanding dengan adsorben lainnya. Penggunaan kembali nanofiber komposit dilakukan selama lima siklus adsorpsi-desorpsi. Hasil yang diperoleh menunjukkan kemampuan adsorben nanofiber CA /GO sangat tinggi untuk penyerapan ion Cr(VI) dari air limbah.
konsentrasi Grafena Oksida yang berbeda (0–2,5 wt.%) berhasil dikombinasikan ke dalam nanofiber selulosa dan dihasilkan sebuah nanofiber komposit CA/GO untuk adsorpsi ion Cr(VI) untuk sistem perairan. Kapasitas adsorpsi eksperimental dan monolayer maksimum nanofiber komposit CA /GO untuk penyerapan Cr(VI) masing-masing sekitar 410,20 dan 422,3 mg.g−1, di bawah 2 wt.% GO , 0,2 g/L dosis adsorben, pH: 3, waktu kontak 30 menit, dan 45 °C. Penyerapan Cr(VI) secara spontan dan endotermik menggunakan adsorben nanofbrous CA/GO diperoleh dengan mengevaluasi parameter termodinamika. Nanofiber berhasil diregenerasi untuk lima siklus adsorpsi-desorpsi tanpa perubahan yang signifikan dalam kapasitas adsorpsi nanofiber komposit untuk penyerapan ion Cr(VI)
Penulis: Trias Mahmudiono, SKM., MPH(Nutr.,).,,GCAS.,Ph.D
Artikel : Judul : Kinetic, isotherm, and thermodynamic studies on Cr(VI) adsorption using cellulose acetate/graphene oxide composite nanofibers
Link website :
