Adsorpsi ion logam berat nikel (II) menggunakan adsorben cangkang telur

Abstract

Limbah industri banyak mengandung logam berat. Limbah logam berat tersebut dapat menyebabkan dampak negatif terhadap lingkungan jika kandungan logam berat yang terdapat didalamnya melebihi ambang batas serta mempunyai sifat beracun yang sangat berbahaya bagi manusia. Salah satu logam berat yang banyak dihasilkan dalam limbah industri, khususnya industri electroplating adalah nikel. Pengolahan limbah logam berat dalam air yang paling efisien dan efektif adalah melalui proses adsorpsi. Tujuan dari penelitian ini adalah adsorpsi logam berat nikel menggunakan adsorben cangkang telur, dan mengetahui pengaruh konsentrasi, pH, dan temperatur terhadap kinerja adsorpsi sehingga dapat menentukan kapasitas dan kinetika adsorpsi yang terjadi. Terdapat dua jenis adsorben cangkang telur, yaitu cangkang telur tanpa kalsinasi dan cangkang telur dengan kalsinasi. Tujuan dari kalsinasi untuk meningkatkan kapasitas adsorpsi dikarenakan adanya kandungan CaO sebagai sumber kalsium pada proses pertukaran ion dalam adsorpsi. Karakteristik cangkang telur diuji dengan analisa Fourier Transform infrared (FTIR) dan Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive Spectroscopy (SEMIEDS). Kandungan logam berat dianalisis menggunakan spektrofotometer UV-Vis dengan menggunakan pengompleks dimetilglioksim ( dmgH2) yang membentuk [Ni( dmgH)2] sehingga menghasilkan warna merah bata. Hasil adsorpsi dianalisa menggunakan model adsorpsi isotermal Langmuir, Freundlich, dan Temkin serta model kinetika adsorpsi dianalisa menggunakan pseudo orde 1 dan pseudo orde 2. Hasil analisa adsorben cangkang telur menggunakan FTIR diperoleh bahwa adsorben cangkang telur dengan kalsinasi terdapat kandungan CaO, dan pada analisa EDS ditunjukkan bahwa kandungan Ca pada adsorben cangkang telur dengan kalsinasi lebih banyak dibandingkan adsorben cangkang telur tanpa kalsinasi. Hasil adsorpsi yang diperoleh dengan adsorben cangkang telur sebanyak 500 mg pada variasi konsentrasi awal 10, 20, 30, 50, dan 60 ppm memberikan hasil terbaik pada konsentrasi awal dengan %removal sebesar 77,1545% untuk cangkang telur tanpa kalsinasi dan %removal sebesar 80,7844% untuk cangkang telur dengan kalsinasi. Pada variasi pH dilakukan variasi pH 2, 6, dan 9 pada konsentrasi awal 10 ppm, sehingga memberikan kondisi pH optimum 6 dengan %removal sebesar 85,7848% untuk cangkang telur tanpa kalsinasi dan %removal sebesar 82,1082% untuk cangkang telur dengan kalsinasi. Pada variasi temperatur yang dilakukan pada suhu 25°C, 35 °C, dan 45 °C, diperoleh perbedaan hasil %removal yang tidak signifikan sekitar 85% untuk kedua jenis adsorben sehingga dapat dikatakan bahwa variasi temperatur tidak berpengaruh pada proses adsorpsi. Proses adsorpsi yang diperoleh untuk setiap variasi konsentrasi awal menunjukkan bahwa isoterm adsorpsi yang paling sesuai mengikuti model Langmuir dengan kapasitas adsorpsi sebesar 0,0135 mg logam Ni2+/mg adsorben dan konstanta Langmuir sebesar 9071,5981 (L/mg logam Ni2+), sedangkan untuk adsorben cangkang telur dengan kalsinasi sebesar 0,0156 mg logam Ni2+/mg adsorben dan konstanta Langmuir sebesar 7296,899 (L/mg logam Ni2+). Kinetika adsorpsi yang diperoleh pada seluruh variasi menunjukkan bahwa kinetika adsorpsi yang terjadi mengikuti pseudo orde dua untuk kedua jenis adsorben.