Sintesis Membran Selulosa Asetat-Tio2 Sebagai Media Penyaring Mikroplastik

Luh Sri Suryani; Ni Putu Sri Ayuni; Ni Wayan Yuningrat

doi:10.69693/ijim.v4i3.1337

Authors

Luh Sri Suryani Universitas Pendidikan Ganesha
Ni Putu Sri Ayuni Universitas Pendidikan Ganesha
Ni Wayan Yuningrat Universitas Pendidikan Ganesha

DOI:

https://doi.org/10.69693/ijim.v4i3.1337

Keywords:

Filtrasi, Membran Komposit, Mikroplastik, Selulosa Asetat, Tio₂

Abstract

Mikroplastik merupakan polutan yang berpotensi mencemari lingkungan perairan dan menimbulkan dampak negatif terhadap organisme akuatik maupun kesehatan manusia. Keberadaan mikroplastik yang semakin meningkat di lingkungan perairan mendorong perlunya pengembangan metode penyisihan yang efektif, salah satunya melalui teknologi filtrasi membran. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis selulosa asetat serta mengkaji pengaruh penambahan nanopartikel TiO₂ terhadap karakteristik dan kinerja membran dalam penyaringan mikroplastik. Selulosa asetat disintesis melalui reaksi asetilasi menggunakan selulosa dan anhidrida asetat, kemudian dikarakterisasi menggunakan spektroskopi Fourier Transform Infrared (FTIR), uji swelling, uji permeabilitas (fluks), serta pengujian kinerja filtrasi. Membran komposit selulosa asetat–TiO₂ dibuat dengan metode inversi fasa menggunakan variasi konsentrasi TiO₂ sebesar 0, 1, 2, dan 3% (b/b). Hasil analisis FTIR menunjukkan terbentuknya selulosa asetat yang ditandai dengan munculnya pita serapan karbonil ester pada sekitar 1730 cm⁻¹ dan nilai derajat substitusi sebesar 2,30. Penambahan TiO₂ memengaruhi karakteristik membran, terutama kemampuan penyerapan air dan permeabilitasnya. Membran dengan konsentrasi TiO₂ sebesar 2% (b/b) menunjukkan nilai swelling tertinggi sebesar 63% dan nilai fluks tertinggi sebesar 541,4 L/m².jam. Hasil filtrasi menggunakan partikel glitter sebagai model mikroplastik menunjukkan bahwa seluruh membran mampu menahan partikel mikroplastik selama proses penyaringan. Secara keseluruhan, membran selulosa asetat–TiO₂ dengan konsentrasi TiO₂ 2% memberikan kinerja filtrasi terbaik dan berpotensi dikembangkan sebagai material penyaring mikroplastik pada lingkungan perairan.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Abedini, R., Mahmoud, S., & Aminzadeh, R. (2011). A novel cellulose acetate (CA) membrane using TiO₂ nanoparticles: Preparation, characterization and permeation study. Desalination, 277(1–3), 40–45. https://doi.org/10.1016/j.desal.2011.03.089

Abu-Zurayk, R., Alnairat, N., Khalaf, A., Ibrahim, A. A., & Halaweh, G. (2023). Cellulose acetate membranes: Fouling types and antifouling strategies—A brief review. Processes, 11(2), 489. https://doi.org/10.3390/pr11020489

Aulia, A., Azizah, R., Sulistyorini, L., & Rizaldi, M. A. (2023). Literature review: Dampak mikroplastik terhadap lingkungan pesisir, biota laut dan potensi risiko kesehatan. Jurnal Kesehatan Lingkungan Indonesia, 22(3), 328–341. https://doi.org/10.14710/jkli.22.3.328-341

Benson, N. U., Agboola, O. D., & Fred-Ahmadu, O. H. (2022). Micro(nano)plastics prevalence, food web interactions, and toxicity assessment in aquatic organisms: A review. Frontiers in Marine Science, 9, 851281. https://doi.org/10.3389/fmars.2022.851281

Cahyani, A. S., & Kusuma, S. B. W. (2025). Synthesis of cellulose acetate based on coconut coir (Cocos nucifera L.) and its application on bioplastic fabrication. Indonesian Journal of Chemical Science, 14(1), 55–67.

Cozzolino, V., Coppola, G., Calabrò, V., Chakraborty, S., Candamano, S., & Algieri, C. (2025). Heterogeneous TiO₂ photocatalysis coupled with membrane technology for persistent contaminant degradation: A critical review. Applied Water Science, 15, 243. https://doi.org/10.1007/s13201-025-02493-3

Ge, J., Zhang, Z., Ouyang, Z., Shang, M., Liu, P., Li, H., & Guo, X. (2022). Photocatalytic degradation of (micro)plastics using TiO₂-based and other catalysts: Properties, influencing factors, and mechanisms. Environmental Research, 209, 112729. https://doi.org/10.1016/j.envres.2022.112729

Islam, M. D., Uddin, F. J., Rashid, T. U., & Shahruzzaman, M. (2023). Cellulose acetate-based membrane for wastewater treatment—A state-of-the-art review. Materials Advances, 4(18), 4054–4102. https://doi.org/10.1039/D3MA00255A

Kataria, N., Yadav, S., Garg, V. K., Rene, E. R., Jiang, J. J., Rose, P. K., Kumar, M., & Khoo, K. S. (2024). Occurrence, transport, and toxicity of microplastics in tropical food chains: Perspectives, views, and way forward. Environmental Geochemistry and Health, 46(3). https://doi.org/10.1007/s10653-024-01862-2

Mansoori, M., et al. (2024). Fabrication of polysulfone-cellulose acetate based TiO₂@SiO₂-CuS and Fe₃O₄@XG membrane and its application in wastewater treatment. Desalination and Water Treatment, 320, 100636. https://doi.org/10.1016/j.dwt.2024.100636

Oprea, M., & Voicu, S. I. (2023). Cellulose acetate-based materials for water treatment in the context of circular economy. Water, 15(10), 1860. https://doi.org/10.3390/w15101860

Rahman, A., Sarkar, A., Yadav, O. P., Achari, G., & Slobodnik, J. (2021). Occurrence, fate and remediation of microplastic contamination in the environment: A review. Science of the Total Environment, 794, 143872. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.143872

Shafiq, M., Sabir, A., Islam, A., Khan, S. M., Gull, N., Hussain, S. N., & Butt, M. T. Z. (2018). Cellulose acetate-based thin film nanocomposite reverse osmosis membrane incorporated with TiO₂ nanoparticles for improved performance. Carbohydrate Polymers, 186, 367–376. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2018.01.070

Sholikhah, M. (2022). Fabrikasi membran nanofibers selulosa asetat termodifikasi TiO₂ dengan metode electrospinning untuk degradasi zat warna [Skripsi, Universitas Islam Negeri Walisongo]. https://eprints.walisongo.ac.id/21224/1/Skripsi_1808026025_Maratus_Sholikhah.pdf

Topan Darmawan, M., Elma, M., & Ismail, M. (2018). Sintesis dan karakterisasi selulosa asetat dari alfa selulosa tandan kosong kelapa sawit. Jukung (Jurnal Teknik Lingkungan), 4(1), 50–55. https://doi.org/10.20527/jukung.v4i1.4658

Xiang, P., Zhang, T., Wu, Q., & Li, Q. (2023). Systematic review of degradation processes for microplastics: Progress and prospects. Environmental Science and Ecotechnology, 13, 100222. https://doi.org/10.1016/j.ese.2022.100222