Modifikasi Kitosan sebagai Komposit Biopolimer untuk Pemisahan Pb(II) dan Cd(II) secara Simultan pada Sistem Multikomponen

Authors

  • Layta Dinira Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya

Abstract

Biopolimer diketahui jumlahnya melimpah dan memiliki toksisitas rendah. Hal tersebut sesuai dengan kebutuhan adsorben saat ini, yaitu murah, ramah lingkungan, dan efisiensi tinggi. Biopolimer berbasis polisakarida seperti kitosan potensial untuk dijadikan adsorben karena karakteristik fisiko-kimianya masih dapat terus dieksplorasi. Metode yang digunakan dalam penulisan artikel ini adalah literature review yang dilakukan dengan cara mengumpulkan sumber data yaitu jurnal ilmiah 10 tahun terakhir yang terkait dengan pemanfaatan kitosan untuk pemisahan analit secara simultan. Berdasarkan literature review yang telah dilakukan, upaya peningkatan ketahanan dan adsorpsi kitosan dilakukan dengan cara menambahkan nanopartikel, partikel magnetik, bahan alam anorganik, atau material lain. Komposit kitosan yang digunakan untuk pemisahan kation Pb(II) dan Cd(II) secara simultan pada sistem multikomponen menunjukkan ion lain yang berada pada sistem biner, tersier, maupun kuartener menurunkan kapasitas adsorpsi. Adsorpsi pada sistem multikomponen lebih banyak bersifat antagonis dibanding non-interaksi dan sinergi. Selektivitas kitosan termodifikasi untuk ion Pb(II) dan Cd(II) dalam sistem multikomponen bergantung pada penggunaan material untuk modifikasi kitosan dan karakteristik ion logam seperti jari-jari dan elektronegativitas. Oleh sebab jumlah kitosan yang melimpah dan meningkatnya volume limbah cair industri yang mengandung logam berat, kitosan termodifikasi untuk adsorpsi ion logam multikomponen potensial dikembangkan di Indonesia.

References

. Misra, RK., Jain, SK., Khatri, PK. 2011. Iminodiacetic Acid Functionalized Cation Exchange Resin for Adsorptive Removal of Cr(VI), Cd(II), Ni(II) and Pb(II) from Their Aqueous Solutions. Journal of Hazardous Materials. 185(2–3). 1508–1512

. Chen, C., Wang, J. 2008. Removal of Pb2+, Ag+, Cs+ and Sr2+ from Aqueous Solution by Brewery’s Waste Biomass. Journal of Hazardous Materials. 151(1). 65–70

. Wang, J., Chen, C. 2009. Biosorbents for Heavy Metals Removal and Their Future. Biotechnology Advances. 27(2). 195–226

. Zhao, F., Repo, E., Yin, D., Sillanpää, MET. 2013. Adsorption of Cd(II) and Pb(II) by A Novel EGTA-Modified Chitosan Material: Kinetics and Isotherms. Journal of Colloid and Interface Science. 409. 174–182

. Zhu, Y., Hu, J., Wang, J. 2012. Competitive Adsorption of Pb(II), Cu(II) and Zn(II) onto Xanthate-Modified Magnetic Chitosan. Journal of Hazardous Materials. 221–222. 155–161

. Jayasantha Kumari, H., Krishnamoorthy, P., Arumugam, TK., Radhakrishnan, S., Vasudevan, D. 2017. An Efficient Removal of Crystal Violet Dye from Wastewater by Adsorption onto TLAC/Chitosan Composite: A Novel Low-Cost Adsorbent. International Journal of Biological Macromolecules. 96. 324–333

. Shahbazi, A., Marnani, NN., Salahshoor, Z. 2019. Synergistic and Antagonistic Effects in Simultaneous Adsorption of Pb(II) and Cd(II) from Aqueous Solutions onto Chitosan Functionalized EDTA-Silane/mGO. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. 22. 101398

. Bozorgi, M., Abbasizadeh, S., Samani, F., Mousavi, SE. 2018. Performance of Synthesized Cast and Electrospun PVA/chitosan/ZnO-NH2 Nano-adsorbents in Single and Simultaneous Adsorption of Cadmium and Nickel Ions from Wastewater. Environmental Science and Pollution Research. 25(18). 17457–17472

. Jafarnejad, M., Asli, MD., Taromi, FA., Manoochehri, M. 2020. Synthesis of Multi-functionalized Fe3O4-NH2-SH Nanofiber Based on Chitosan for Single and Simultaneous Adsorption of Pb(II) and Ni(II) from Aqueous System. International Journal of Biological Macromolecules. 148. 201–217

. Fan, C., Li, K., Li, J., Ying, D., Wang, Y., Jia, J. 2017. Comparative and Competitive Adsorption of Pb(II) and Cu(II) using Tetraethylenepentamine Modified chitosan/CoFe2O4 Particles. Journal of Hazardous Materials. 326. 211–220

. He, H., Ma, L., Zhu, J., Frost, RL., Theng, BKG., Bergaya, F. 2014. Synthesis of Organoclays: A Critical Review and Some Unresolved Issues. Applied Clay Science. 100. 22–28

. Futalan, CM., Kan, C.-C., Dalida, ML., Hsien, K.-J., Pascua, C., Wan, M.-W. 2011. Comparative and Competitive Adsorption of Copper, Lead, and Nickel using Chitosan Immobilized on Bentonite. Carbohydrate Polymers, 83(2), 528–536

. Zeng, L., Chen, Y., Zhang, Q., Guo, X., Peng, Y., Xiao, H., Chen, X., Luo, J. 2015. Adsorption of Cd(II), Cu(II) and Ni(II) Ions by Cross-linking Chitosan/Rectorite Nano-hybrid Composite Microspheres. Carbohydrate Polymers. 130. 333–343

. Salih, SS., Ghosh, TK. 2018. Highly Efficient Competitive Removal of Pb(II) and Ni(II) by Chitosan/Diatomaceous Earth Composite. Journal of Environmental Chemical Engineering. 6(1). 435–443

. Sellaoui, L., Soetaredjo, FE., Ismadji, S., Bonilla-Petriciolet, A., Belver, C., Bedia, J., Ben Lamine, A., Erto, A. 2018. Insights on the Statistical Physics Modeling of the Adsorption of Cd2+ and Pb2+ Ions on Bentonite-Chitosan Composite in Single and Binary Systems. Chemical Engineering Journal. 354. 569–576

. Maity, J., Ray, SK. 2018. Chitosan Based Nano Composite Adsorbent—Synthesis, Characterization and Application for Adsorption of Binary mixtures of Pb(II) and Cd(II) from Water. Carbohydrate Polymers. 182. 159–171

. Chen, M., Guo, Q., Pei, F., Chen, L., Rehman, S., Liang, S., Dang, Z., Wu, P. 2020. The role of Fe(III) in Enhancement of Interaction Between Chitosan and Vermiculite for Synergistic Co-removal of Cr(VI) and Cd(II). Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 606. 125356

. Laus, R., de Fávere, VT. 2011. Competitive Adsorption of Cu(II) and Cd(II) Ions by Chitosan Crosslinked with Epichlorohydrin–Triphosphate. Bioresource Technology. 102(19). 8769–8776

. Deng, J., Liu, Y., Liu, S., Zeng, G., Tan, X., Huang, B., Tang, X., Wang, S., Hua, Q., Yan, Z. 2017. Competitive Adsorption of Pb(II), Cd(II) and Cu(II) onto Chitosan-pyromellitic Dianhydride Modified Biochar. Journal of Colloid and Interface Science. 506. 355–364

. Sharma, RKr., Lalita, Singh, AP. 2017. Sorption of Pb(II), Cu(II), Fe(II) and Cr(VI) Metal Ions onto Cross-linked Graft Copolymers of Chitosan with Binary Vinyl Monomer Mixtures. Reactive and Functional Polymers. 121. 32–44

. Yang, Y., Zeng, L., Lin, Z., Jiang, H., Zhang, A. 2021. Adsorption of Pb2+, Cu2+ and Cd2+ by Sulfhydryl Modified Chitosan Beads. Carbohydrate Polymers. 274. 118622

. Ghaee, A., Shariaty-Niassar, M., Barzin, J., Zarghan, A. 2012. Adsorption of Copper and Nickel Ions on Macroporous Chitosan Membrane: Equilibrium Study. Applied Surface Science. 258(19). 7732–7743

. Suptijah, P., Jacob, AM., Mursid, S. 2010. Teknik Peranan Kitosan dalam Peningkatan Pertumbuhan Tomat (Lycopersicum esculentum) selama Fase Vegetatif. Akuatik-Jurnal Sumberdaya Perairan. 4(1). 9 -14

. Amalia, KP., Ekayani, M., Nurjanah. 2021. Pemetaan dan Alternatif Pemanfaatan Limbah Cangkang Rajungan di Indonesia. JPHPI. 24(3). 310 – 218

. Nurhikmawati, F., Manurung, M., Laksmiwati, AAIA. 2014. Penggunaan Kitosan dari Limbah Kulit Udang sebagai Inhibitor Keasaman Tuak. Jurnal Kimia. 8(2). 191 – 197

. Kementerian Kelautan dan Perikanan Republik Indonesia. 2021. Terobosan KKP Genjot Produksi Budidaya Udang Nasional. https://kkp.go.id/artikel/33929-terobosan-kkp-genjot-produksi-budidaya-udang-nasional. Diakses pada tanggal 7 April 2022

. Tanasale, MFJDP., Killay, A., Laratmase, MS. 2012. Kitosan dari Limbah Kulit Kepiting Rajungan (Portunus sanginolentus L.) sebagai Adsorben Zat Warna Biru Metilena. Jurnal Natur Indonesia. 14(2). 165 – 171

. Syukro, R. 2021. 2024 Nilai Produksi Perikanan Budidaya Naik Capai Rp 250 Triliun.https://www.beritasatu.com/ekonomi/841135/2024-nilai-produksi-perikanan-budidaya-naik-capai-rp-250-triliun. Diakses pada tanggal 8 April 2022

. Siregar, TH., Murtini, JT. 2008. Kandungan Logam Berat pada Beberapa Lokasi Perairan Indonesia pada Tahun 2001 sampai dengan 2005. Squalen. 3(1). 7 – 15

. Siswoyo, E., Habibi, GF. 2018. Sebaran Logam Berat Kadmium(Cd) dan Timbal (Pb) pada Air Sungai dan Sumur di Daerah Sekitar Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Wukirsari Gunung Kidul, Yogyakarta. Jurnal Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan. 8(1). 1 – 6

. Roza, SY., Muhelni, L. 2019. Analisis Kandungan Cd, Cu, dan Pb pada Air Permukaan dan Sedimen Permukaan di Muara-muara Sungai Kota Padang. Jurnal Akuatika Indonesia. 4(1). 1 – 5

. Ali, M., Mulyasuryani, A., Sabarudin, A. 2013. Adsorption of Cadmium by Silica Chitosan. The Journal of Pure and Applied Chemistry Research. 2(2). 62 – 66

. Widwiastuti, H., Mulyasuryani, A., Sabarudin, A. 2013. Extraction of Pb2+ using Silica from Rice Husks Ash (RHA)-Chitosan as Solid Phase. The Journal of Pure and Applied Chemistry Research. 2(1). 42 – 47

. Sabarudin, A., Motomizu, S. 2013. Functionalization of Chitosan with 3,4,5-Trihydroxy Benzoic Acid Moeity for the Uptake of Chromium Species. The Journal of Pure and Applied Chemistry Research. 2(1). 48 – 54

. Darjito, D., Purwonugroho, D., Ningsih, R. 2014. The Adsorption of Cr(VI) using Chitosan-Alumina Adsorbent. The Journal of Pure and Applied Chemistry Research. 3(2). 53 – 61

Downloads

Published

2022-06-02

Issue

Section

Articles