A Cellulose Triacetate-Based Optode Membrane for Cr(VI) Detection in Water: Fabrication and Characterization

Abstract

Cr(VI) is a carcinogenic heavy metal and should be monitored for its presence in water or groundwater so that it does not exceed the maximum level of 0.05 ppm. This toxic ion can be detected in water using optode membranes. Optode membranes fabricated from a cellulose triacetate polymer containing plasticizers (oleic acid and acetophenone), aliquot 336, and 1,5-diphenylcarbazide. The fabricated CTA membranes were characterized using infrared spectrophotometry and scanning electron microscope. The optode membrane morphology creates a compact and dense structure with a porosity value of 44%. Membrane performance showed a linear response in the range 0.02-0.40 ppm, with the best condition (pH 3). The LoD and LoQ were 0.0055 ppm and 0.0165 ppm, respectively, with a precision of 1.88% and an accuracy of 102.21%. The CTA membrane sensitivity shows good value, with a molar absorptivity of 8.8303×106 M-1cm-1. The Cr(VI) detection application in the Citaman water sample using an optode membrane shows a Cr(VI) concentration of 0.0460 ppm with good precision and accuracy. The result shows no significant difference with the detection result using a standard ultraviolet-visible spectrophotometer, which is 0.0445 ppm.

Kromium heksavalen Cr(VI) merupakan logam berat yang bersifat karsinogen sehingga keberadaannya dalam air maupun air tanah perlu dipantau agar tidak melewati ambang batas maksimum 0,05 ppm. Dalam air, ion toksik ini dapat dipantau menggunakan membran optode. Dalam penelitian ini, membran optode difabrikasi dari polimer selulosa triasetat (CTA) dengan pemlastis (asam oleat dan asetofenon), alikuot 336, dan 1,5-difenilkarbazida. Hasilnya dicirikan dengan spektrofotometer inframerah dan mikroskopi elektrom payaran. Membran optode yang dihasilkan berstruktur kompak dan padat, dengan porositas 44%. Kinerja membran menunjukkan respons linear pada rentang konsentrasi 0,02–0,40 ppm pada kondisi terbaik (pH 3). Limit deteksi dan limit kuantifikasi membran masing-masing 0,0055 ppm 0,0165 ppm, dengan presisi 1,88%, dan akurasi 102,21%. Membran CTA memiliki sensitivitas baik dengan absorptivitas molar 8.8303×106 M-1cm-1. Aplikasi dalam sampel air Citaman menggunakan membran optode menunjukkan konsentrasi Cr(VI) 0,0460 ppm dengan presisi dan akurasi yang baik, serta konsentrasi yang tidak berbeda nyata dengan hasil pendeteksian menggunakan spektrofotometer ultraviolet-sinar tampak, yaitu 0,0445 ppm.