KARAKTERISASI MINERALOGI, ISOTERM, KINETIKA, DAN TERMODINAMIKA LDH MgAl/MgAlFe: STUDI ADSORPSI-DESORPSI Cr(VI) SEBAGAI MODEL APLIKASI

Abstract

Pencemaran air oleh limbah logam khususnya kromium heksavalen (Cr(VI)), merupakan ancaman serius bagi lingkungan dan kesehatan makhluk hidup karena sifatnya yang beracun. Salah satu metode yang efektif dalam meremediasi Cr(VI) dari lingkungan perairan adalah metode adsorpsi menggunakan material Layered double hydroxide (LDH). Material LDH sendiri dipilih karena kapasitas adsorpsinya tinggi, proses yang mudah, dan memiliki kemampuan pertukaran ionnya yang baik. Untuk meningkatkan kinerja material LDH, penelitian ini memodifikasi LDH MgAl dengan menambahkan besi (Fe) menjadi LDH MgAlFe, dengan tujuan mengkaji perbedaan sifat mineralogi, mekanisme adsorpsi-desorpsi, dan kemampuan desorpsi kedua material tersebut. Sintesis material LDH MgAl dan MgAlFe berhasil dilakukan melalui metode kopresipitasi pada suasana basa. Karakterisasi menggunakan XRD, FTIR, dan SEM-EDX mengkonfirmasi terbentuknya struktur hidrotalsit, dimana pada LDH MgAlFe, penambahan besi membentuk fase amorf Fe2O3 di permukaan yang meningkatkan heterogenitas material. Kajian isoterm adsorpsi menunjukkan LDH MgAl mengikuti model Langmuir (monolayer), sedangkan LDH MgAlFe sesuai dengan model Freundlich (multilayer). Analisis kinetika orde dua semu mengindikasikan proses dikendalikan oleh interaksi kemisorpsi seperti pertukaran anion. Data energi aktivasi (E?) memberikan informasi tambahan, yaitu LDH MgAl memiliki E? 8,69 kJ.moL-1 karena permukaannya homogen sehingga Cr(VI) mudah terjerap, sementara LDH MgAlFe memiliki E? 15,70 kJ.moL-1 akibat adanya fase amorf Fe2O3 menghambat mekanisme pertuakran ion Cr(VI) pada fase interlayer LDH. Keberadaan Cr(VI) yang terjerap pada fase amorf Fe2O3 memiliki afinitas lemah menjadi kunci keunggulan LDH MgAlFe dalam regenerasi. Pada proses desorpsi menggunakan NaOH 1 M, LDH MgAlFe melepaskan 79,32% ion Cr(VI) yang terjerap, hasil ini lebih tinggi dibandingkan LDH MgAl yang hanya 74,47%. Hal ini membuktikan bahwa meskipun secara rata-rata membutuhkan energi aktivasi awal yang lebih tinggi, material termodifikasi besi justru lebih mudah diregenerasi karena sebagian Cr(VI) terjerap pada situs Fe2O3. Dengan demikian, penelitian ini menyimpulkan bahwa modifikasi LDH MgAl dengan besi berhasil menciptakan adsorben baru yang lebih efektif.