������

Kromium (Cr), yang sering dijumpai dalam bentuk kromium heksavalen (Cr(VI)), merupakan unsur yang sangat berbahaya bagi kesehatan manusia maupun lingkungan. Cr(VI) diklasifikasikan sebagai polutan paling berbahaya ketiga dan kontaminan logam berat paling melimpah kedua di lingkungan. Nano zero-valent iron (nZVI) telah banyak diteliti dan digunakan sebagai material untuk remediasi air dan air limbah. Material nZVI memiliki struktur yang terdiri atas inti besi valensi nol (Fe⁰) yang berperan sebagai agen pereduksi untuk bereaksi dengan berbagai kontaminan, serta lapisan luar (shell) yang tersusun dari oksida besi dan berfungsi sebagai tempat pembentukan kompleks serta interaksi elektrostatik. Dalam proses penghilangan Cr(VI), nZVI mampu mereduksi Cr(VI) menjadi Cr(III). Namun, nZVI memiliki kecenderungan untuk mengalami aglomerasi sehingga luas permukaan reaktifnya berkurang. Oleh karena itu, modifikasi permukaan nZVI menjadi langkah penting untuk mencegah terjadinya agregasi tersebut.. Agregasi partikel dan pasivasi permukaan pada nZVI menjadi kendala utama yang membatasi efektivitasnya dalam remediasi logam berat di lingkungan perairan. Oleh karena itu, pada penelitian ini disintesis nanokomposit nZVI yang direkayasa menggunakan karboksimetil kitosan (ChMC–nZVI)dalam bentuk serbuk bebas melalui metode reduksi in situ menggunakan natrium borohidrida. Pendekatan ini bertujuan untuk meningkatkan stabilitas partikel, memperbesar aksesibilitas permukaan, serta meningkatkan kemampuan penghilangan Cr(VI). Karakterisasi struktur dan antarmuka menggunakan XRD, TEM, SEM–EDS, dan FTIR mengonfirmasi terbentuknya struktur inti–kulit (���ǰ���–s������) yang terdiri atas inti Fe⁰ dengan lapisan ChMC yang terikat secara merata melalui koordinasi gugus karboksilat. Lapisan ini mampu mengurangi aglomerasi partikel sekaligus oksidasi pada permukaan nZVI. Nanokomposit dengan komposisi optimum 15% berat ChMC mampu menghilangkan 100% Cr(VI)50 mg/LpadapH 3 dalam waktu 180 menit dengan dosis adsorben yang rendah, yaitu 0,16 g/L. Pada konsentrasi awal yang lebih tinggi, kapasitas adsorpsi maksimum secara eksperimen mencapai 439,55 mg/g, sedangkan pemodelan isoterm Langmuir menghasilkan kapasitas adsorpsi monolapis maksimum sebesar 424,46 mg/g, yang menunjukkan bahwa proses adsorpsi berlangsung pada permukaan yang homogen. Analisis kinetika menunjukkan bahwa proses adsorpsi berlangsung sangat cepat, dengan sekitar 40% Cr(VI) telah terhilangkan dalam 5 menit pertama. Data kinetika juga sangat sesuai dengan model pseudo-orde dua (R² > 0,99), yang mengindikasikan bahwa mekanisme utama yang terjadi adalah kemisorpsi yang disertai reaksi redoks. Peningkatan kinerja nanokomposit ini berasal dari efek sinergis antara stabilisasi sterik oleh karboksimetil kitosan, peningkatan perpindahan massa akibat bentuk serbuk, sertatransfer elektron yang lebih efektif antara Fe⁰/Fe²⁺ dan Cr(VI). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa nanokomposit nZVI yang dimodifikasi dengan polimer merupakan material yang sangat efisien, stabil secara struktural, dan berpotensi tinggi untuk diaplikasikan dalam teknologi remediasi air.

Penulis: Ilma Amalina

Sumber:  I. Amalina, M. A. B. Rahadi, T. Amrillah, P. Drake, M. L. Firmansyah, N. Ullah*, Powdered carboxymethyl chitosan–engineerednZVI nanocomposites for rapid and ultrahighcapacity Cr(VI)removal, Phys. Chem. Chem. Phys., 2026, 28, 15954. DOI: 10.1039/d6cp01151a