Valorisasi Ampas Tebu Menjadi Adsorben Ion Fosfat Dan Penentuan Fosfat Menggunakan Metode Voltammetri Sebagai Alternatif Metode Spektrofotometri

Yuningsih, Nabila Eka (2026) Valorisasi Ampas Tebu Menjadi Adsorben Ion Fosfat Dan Penentuan Fosfat Menggunakan Metode Voltammetri Sebagai Alternatif Metode Spektrofotometri. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 7004231002-Doctoral.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Limbah ampas tebu (Sugarcane Bagasse) mengalami peningkatan setiap tahun sehingga perlu diolah dengan tepat agar tidak mencemari lingkungan. Salah satu produk hasil pemanfaatan limbah ampas tebu adalah adsorben. Ampas tebu dijadikan sebagai adsorben karena memiliki kandungan silika yang tinggi, ramah lingkungan, serta memiliki luas permukaan yang tinggi. Ampas tebu diolah menjadi adsorben dengan dua proses yaitu pirolisis atmosfer udara (SB@PO) dan pirolisis atmosfer nitrogen (SB@PN) keduanya diaplikasikan untuk mengurangi limbah fosfat pada perairan. Limbah fosfat merupakan limbah berbahaya dan beracun karena menimbulkan racun yang dihasilkan oleh cyanobacteria yang dapat membunuh organisme lain. Oleh karena itu, diperlukan suatu metode pengolahan limbah fosfat yang dapat menurunkan kadar ion fosfat dalam air limbah. Salah satu metode pengolaan yang banyak dipilih adalah metode adsorpsi, dimana adsorben dari limbah ampas tebu diaplikasikan untuk limbah fosfat. Proses adsorpsi dapat berlangsung secara optimal dengan optimasi parameter yang mempengaruhi kinerja adsorben. Parameter yang dilakukan antara lain: massa adsorben, waktu kontak, dan konsentrasi awal larutan ion fosfat. Metode Response Surface Methodology (RSM) merupakan salah satu metode optimasi yang mampu menjelaskan interaksi antar parameter dengan Desain Box-Behnken (BBD) untuk optimisasi adsorpsi ion fosfat. Kadar ion fosfat diukur menggunakan Differential Pulse Voltammetry (DPV). Kebaruan penelitian ini adalah penggunaan DPV sebagai metode alternatif penentuan fosfat yang lebih sensitive dan efisien dibandingkan metode spektrofotometri. Karakterisasi yang dilakukan meliputi: FTIR, XRD, FESEM-EDX, XPS, dan adsorpsi-desorpsi N2. SB@PO menghasilkan material dengan struktur kristal dan kaya silika sedangkan SB@PN menghasilkan material yang kaya karbon dan struktur amorf. Hasil optimasi adsorpsi menunjukkan bahwa SB@PO lebih unggul daripada SB@PN dengan masing-masing kondisi optimum pada untuk SB@PO dengan massa adsorben 0,02 g; waktu kontak 21 menit; dan konsentrasi awal 1,4 M dengan %removal dan kapasitas adsorpsi sebesar 95,97% dan 43,48 mg/g dengan laju isoterm Langmuir dan kinetika pseudo-second-order, sedangkan SB@PN optimum pada massa adsorben 0,15 g; waktu kontak 66 menit; dan konsentrasi awal 0,6 M dengan %removal dan kapasitas adsorpsi sebesar 65,75% dan 2,2x10-4 mg/g dengan laju isoterm Dubinin-Radushkevich dan kinetika pseudo-first-order. Kesimpulannya, SB@PO efektif sebagai adsorben fosfat dan DPV terbukti efektif sebagai metode alternatif penentuan fosfat.
==================================================================================================================================
Sugarcane bagasse waste increases every year, so it must be processed properly to prevent environmental pollution. One of the products from utilizing sugarcane bagasse waste is adsorbent. Sugarcane bagasse is used as adsorbent because it has a high silica content, environmentally friendly, and has a high surface area. Sugarcane bagasse is processed into adsorbents with two processes, namely air atmospheric pyrolysis (SB@PO) and nitrogen atmospheric pyrolysis (SB@PN), both of adsorbent applied to reduce phosphate waste in water. Phosphate waste is hazardous and toxic waste because it promotes the growth of cyanobacteria which produce harmful toxics that can kill other organisms. Therefore, a phosphate waste treatment method is needed to reduce phosphate levels in wastewater. One of the most widely chosen treatment methods is the adsorption method, where adsorbent from sugarcane bagasse waste can be applied for phosphate waste. The adsorption process can take place optimally by optimizing parameters that affect adsorbent performance. Parameters that affect adsorption include: adsorbent mass, contact time, and initial concentration of phosphate solution. Response Surface Methodology (RSM) is the optimization method that is able to explain the interaction between parameters with Box-Behnken Design (BBD) for phosphate adsorption optimization. Phosphate content was measured using Differential Pulse Voltammetry (DPV). The novelty of this study is the use of DPV as an alternative method for phosphate determination, which is more sensitive and efficient compared to spectrophomotery. The characterizations carried out include: FTIR, XRD, FESEM-EDX, XPS, and N2 adsorption-desorption. SB@PO produces materials with a crystalline structure and rich in silica while SB@PN produces materials rich in carbon and amorphous structure. The adsorption optimization results show that SB@PO is superior to SB@PN with each optimum condition for SB@PO with an adsorbent mass of 0.02 g; contact time of 21 minutes; and an initial concentration of 1.4 M with % removal and adsorption capacity of 95.97% and 43.48 mg/g with Langmuir isotherm rate and pseudo-second-order kinetics, while SB@PN was optimum at an adsorbent mass of 0.15 g; contact time of 66 minutes; and an initial concentration of 0.6 M with % removal and adsorption capacity of 65.75% and 2.2x10-4 mg/g with Dubinin-Radushkevich isotherm rate and pseudo-first-order kinetics. In conclusion, SB@PO is effective as a phosphate adsorbent and DPV is proven to be an effective alternative method for phosphate determination.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	Kata kunci: Adsorpsi; Fosfat; Sugarcane Bagasse; Voltammetri; Response Surface Methodology (RSM). =========================================================== Keywords: Adsorption; Phosphate; Sugarcane Bagasse; Voltammetry; Response Surface Methodology (RSM).
Subjects:	Q Science > QD Chemistry > QD115 Electrochemical analysis Q Science > QD Chemistry > QD75.2 Chemistry, Analytic
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	Nabila Eka Yuningsih
Date Deposited:	03 Aug 2026 07:22
Last Modified:	03 Aug 2026 07:22
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/142223

Actions (login required)

View Item