Karakterisasi Membran Filtrasi Berbasis Selulosa Asetat dari Ampas Tebu untuk Adsorpsi Logam Berat

Abstract

Pencemaran air oleh logam berat menyebabkan kualitas dan ketersediaan air bersih semakin menurun. Alternatif yang dapat diterapkan untuk mengatasi hal tersebut adalah teknologi membran filtrasi berbasis selulosa asetat (CA) dari ampas tebu, dengan penambahan aditif seng oksida (ZnO) dan arang aktif. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi pengaruh jenis dan konsentrasi aditif terhadap karakteristik membran, serta mengevaluasi kinerja membran dalam adsorpsi logam Pb dan Cu. Sintesis CA ampas tebu dilakukan melalui reaksi asetilasi menggunakan pulp ampas tebu yang sebelumnya telah melalui proses delignifikasi dan pemutihan. Membran CA dibuat menggunakan pelarut N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) dengan aditif ZnO dan arang aktif pada konsentrasi 0,25%, 0,5%, 0,75% dan 1%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan aditif terbukti memengaruhi karakteristik morfologi permukaan, pori, fluks, dan daya serap logam. Membran dengan penambahan aditif ZnO pada konsentrasi 0,5% menghasilkan kinerja terbaik dengan nilai fluks tertinggi sebesar 476,19 ± 23,88 L·m?²·h?¹ serta koefisien rejeksi Pb dan Cu masing-masing sebesar 78,68 ± 2,08% dan 39,10 ± 1,15%.

Heavy metal contamination has degraded water quality and limited access to clean water. Cellulose acetate (CA) filtration membranes derived from sugarcane bagasse offer a promising alternative for water treatment, and their performance can be further enhanced by incorporating functional additives such as zinc oxide (ZnO) and activated carbon. This study investigated how additive type and concentration affect the characteristics and adsorption performance of sugarcane bagasse-derived CA membranes in removing Pb and Cu from water. We synthesized cellulose acetate from delignified and bleached sugarcane bagasse pulp through acetylation and fabricated themembranes using N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as the solvent. ZnO and activated carbon were incorporated as additives at concentrations of 0.25%, 0.5%, 0.75%, and 1%. The results showed that the addition of additives significantly affected the surface morphology, pore characteristics, water flux, and heavy metal adsorption of CA membranes. The membrane containing 0.50% ZnO achieved the highest water flux of 476.19 ± 23.88 L·m?²·h?¹, with Pb and Cu rejection coefficients of 78.68 ± 2.08% and 39.10 ± 1.15%.