Electronic Theses and Dissertation

Penelitian mengenai pembuatan adsorben untuk penghilangan limbah zat warna pada industri tekstil sampai sekarang masih intensif dilakukan. kitosan merupakan salah satu biopolimer yang berpotensi digunakan sebagai adsorben. dalam rangka meningkatkan kapasitas penyerapan kitosan, penelitian tentang modifikasi kitosan masih terus berlangsung untuk dilakukan. beberapa cara yang telah dilakukan untuk meningkatkan kapasitas serapan pada kitosan yaitu dengan cara penambahan gugus fungsi, penambahan filler (pengisi) dan penambahan zat aditif lainnya. sejauh literatur yang telah ditelusuri, modifikasi kitosan dengan selulosa ter-grafting glycidyl methacrillate (gma) serta tio2 belum pernah dilakukan. penelitian ini diawali dengan tahap hidrolisis selulosa dari limbah ampas tebu dengan variasi konsentrasi hcl. tahap kedua yaitu dilakukan proses grafting (pencangkokan) pada selulosa menggunakan glycidyl methacrillate (gma) sebagai grafting agent dengan parameter waktu dan konsentrasi. tahap ketiga yaitu modifikasi kitosan dengan selulosa ter-grafting gma. tahapan terakhir yaitu modifikasi kitosan/grafted cellulose/tio2 untuk adsorpsi methylene blue dengan menggunakan metode response surface methodology (rsm) dengan box-behnken design sebagai desain penentuan variasi komposisi. hasil dari penentuan komposisi tersebut, diperoleh komposisi terbaik yaitu kitosan; grafted cellulose; tio2 masing-masing sebanyak 0,85; 0,2; 0,2 gram. selanjutnya dilakukan studi adsorpsi dan fotodegradasi yang meliputi waktu dan ph optimum adsorpsi, kinetika adsorpsi, isotherm adsorpsi, termodinamika adsorpsi dan aktivitas fotokatalitik. sifat termal yang dimiliki komposit kitosan/grafted cellulose/tio2 yaitu memiliki suhu degradasi pada 250oc dilihat dari hasil pengujian tga. hasil karakterisasi sem menunjukkan bahwa komposit kitosan memiliki permukaan yang lebih kasar akibat adanya distribusi grafted cellulose dan tio2 pada film tersebut. permukaan film yang lebih kasar memiliki potensi yang lebih baik dalam proses adsorpsi zat warna dikarenakan memiliki luas permukaan kontak yang lebih besar. berdasarkan hasil studi adsorpsi, film nanokomposit kitosan/grafted cellulose/tio2 menunjukkan waktu optimum proses adsorpsi metilen biru (mb) yaitu pada waktu 60 menit. kinetika adsorpsi mb menggunakan film kitosan/grafted cellulose/tio2 mengikuti model pseudo second order, dengan konstanta laju adsorpsi (k2) sebesar 0,115 g/mg.menit. penelitian ini mengikuti kedua model isoterm yaitu isotherm langmuir dan ishoterm freundlich dengan r2 adalah 0,986. kapasitas serapan maksimum yang dihasilkan yaitu sebesar 1214 mg/g. hasil aktivitas fotokatalitik menunjukkan bahwa adanya pergeseran puncak pada panjang gelombang 664 nm setelah radiasi sinar uv menandakan adanya efek hipokromatik dan degradasi n-demetilasi bersamaan dengan degradasi fenotiazin. berdasarkan uraian tersebut dapat disimpulkan bahwa modifikasi kitosan dengan grafted cellulose dan tio2 terbukti dapat meningkatkan kapasitas serapan komposit serta menghadirkan sifat fotokatalitik pada komposit.

Research regarding the preparation of adsorbents for the removal of dye waste in the textile industry is still being intensively carried out. Chitosan is a biopolymer that has the potential to be used as an adsorbent. In order to increase the adsorption capacity of chitosan, research on chitosan modification is still ongoing. Several methods have been used to increase the adsorption capacity of chitosan, namely by adding functional groups, adding fillers and adding other additives. As far as the literature has been traced, modification of chitosan with glycidyl methacrillate (GMA) grafted cellulose and TiO2 has never been carried out. This research began with the hydrolysis stage of cellulose from sugarcane bagasse with varying concentrations of HCl. The second stage is a grafting process on cellulose using glycidyl methacrillate (GMA) as a grafting agent with time and concentration parameters. The third stage is modification of chitosan with GMA grafted cellulose. The final stage is modification of chitosan/grafted cellulose/TiO2 for methylene blue adsorption using the response surface methodology (RSM) method with Box-Behnken Design as the design for determining composition variations. As a result of determining the composition, the best composition was obtained, namely chitosan; grafted cellulose; TiO2 each of 0.85; 0.2; 0.2 grams. Next, adsorption and photodegradation studies were carried out which included optimum adsorption time and pH, adsorption kinetics, adsorption isotherm, adsorption thermodynamics and photocatalytic activity. The thermal properties of the chitosan/grafted cellulose/TiO2 composite have a degradation temperature of 250oC as seen from the TGA test results. SEM characterization results show that the chitosan composite has a rougher surface due to the distribution of grafted cellulose and TiO2 in the film. A rougher film surface has better potential in the dye adsorption process because it has a larger contact surface area. Based on the results of the adsorption study, the chitosan/grafted cellulose/TiO2 nanocomposite film showed the optimum time for the methylene blue (MB) adsorption process, namely 60 minutes. The kinetics of MB adsorption using chitosan/grafted cellulose/TiO2 film follows a pseudo second order model, with an adsorption rate constant (k2) of 0.115 g/mg.minute. This research follows two isotherm models, namely the Langmuir isotherm and the Freundlich isotherm with R2 being 0.986. The maximum adsorption capacity produced is 1214 mg/g. The results of photocatalytic activity show that there is a shift in the peak at a wavelength of 664 nm after UV light irradiation, indicating a hypochromatic effect and N-demethylation degradation along with phenothiazine degradation. Based on this result, it can be concluded that modification of chitosan with grafted cellulose and TiO2 has been proven to increase the adsorption capacity of the composite and provide photocatalytic properties to the composite.