Aplikasi Nano Carbon Pada Waste Water Treatment

By Annisya, Khairahma, Wella, dan Diana

Modified Carbon Nanotubes (MCNTs), atau dalam bahasa Indonesia disebut "Nanotuba Karbon Termodifikasi," adalah struktur nanoskala yang terdiri dari atom karbon yang tersusun dalam bentuk tabung.

MCNTs menarik untuk digunakan pada pengelolahan air limbah karena MCNTs memiliki luas permukaan spesifik yang sangat besar. Ini memungkinkan penyerapan efisien terhadap polutan dalam air limbah, Struktur tabung MCNTs memberikan kekuatan mekanik yang tinggi. Ini memungkinkan penggunaan MCNTs dalam berbagai aplikasi pengolahan air limbah, MCNTs dapat difungsionalisasi dengan berbagai gugus kimia. 

Fungsionalisasi ini memperluas kemampuan MCNTs dalam mengikat dan menghilangkan polutan, MCNTs memiliki konduktivitas elektrik yang baik. 

Ini memungkinkan penggunaan MCNTs dalam teknologi elektrokimia untuk menghilangkan polutan, MCNTs telah digunakan untuk menghilangkan polutan organik seperti minyak, fenol, dan pestisida.Mereka juga efektif dalam mengikat logam berat seperti merkuri, timbal, dan kadmium.

Beberapa metode modifikasi MCNTs :

• Fungsionalisasi Permukaan, melibatkan penambahan gugus kimia pada permukaan MCNTs. Gugus ini dapat meningkatkan interaksi dengan polutan dan matriks. Contoh gugus fungsional: amina, karboksilat, atau silanol.
• Penggabungan dengan Membran, MCNTs dapat dicampur dengan membran polimer yang akan meningkatkan kemampuan membran dalam memisahkan partikel dan molekul dari air limbah. Contoh teknologi: membran komposit, membran berbasis MCNTs.
• Penggunaan dalam Filtrasi Elektrokimia, Ketika arus listrik diterapkan, MCNTs menarik dan mengadsorpsi partikel dari larutan penggunaan MCNTs dalam filtrasi elektrokimia ini Efektif untuk menghilangkan polutan organik dan logam berat.
• MCNTs dapat dikombinasikan dengan nanopartikel lain misalnya, logam atau oksida.

Fungsionalisasi permukaan pada MCNTs (Multi-Walled Carbon Nanotubes) dapat signifikan memengaruhi kemampuan dalam menghilangkan polutan. Berikut adalah beberapa dampak fungsionalisasi permukaan pada MCNTs.

• Peningkatan Adsorpsi, Fungsionalisasi dengan menambah gugus kimia pada permukaan MCNTs akan meningkatkan daya tarik terhadap polutan, memperluas area permukaan yang aktif, dan meningkatkan kapasitas adsorpsi.
• Selektivitas Fungsionalisasi dapat mengubah afinitas MCNTs terhadap jenis polutan tertentu. Misalnya, penambahan gugus tertentu dapat meningkatkan selektivitas terhadap logam berat atau senyawa organik tertentu.
• Fungsionalisasi memodifikasi sifat reaktif MCNTs sehingga dapat mempercepat reaksi oksidasi atau reduksi polutan yang teradsorpsi pada permukaan MCNTs.
• Fungsionalisasi dapat meningkatkan stabilitas dan durabilitas MCNTs terhadap lingkungan dan perubahan kondisi yang akan memastikan kinerja yang berkelanjutan dalam pengolahan polutan.

Aplikasi MCNTs dalam Pengelolahan Air Limbah 

Membran CNT Untuk Pemurnian Air

            Beberapa teknik seperti mikrofiltrasi, ultrafiltrasi, nanofiltrasi, dan reverse osmosis adalah teknik yang dikenal untuk sistem pengolahan air. Membran sering disintesis dari polimer untuk meningkatkan filtrasi air, tetapi membran berbasis polimer memiliki kelemahan dalam stabilitas kimia dan mekanik, serta kecenderungan menyerap organik alih-alih menyaring zat organik, anorganik, dan biologis.

CNT (Carbon Nanotubes) memiliki keunggulan seperti porositas yang sebanding, kimia permukaan yang unik, dan aktivitas antimikroba yang kuat, yang membuka jalan baru dalam teknik filtrasi air limbah. Membran CNT terbagi menjadi dua jenis berdasarkan penggunaannya: (1) Membran CNT swadaya, dan (2) Nanokomposit CNT. Membran CNT swadaya digunakan dalam desalinasi dan pengolahan air, di mana CNT tersusun secara vertikal sebagai pori-pori silinder yang membantu aliran cairan.