Judul: Peningkatan Kinerja Membran Ultrafiltrasi Polisulfon dengan Aditif Lithium Hidroksida dan Teknik UV-Fotografting
Abstrak: Membran ultrafiltrasi polisulfon (Psf) umum digunakan dalam pengolahan air dan air limbah. Namun, saat berinteraksi dengan foulant atau makromolekul yang bersifat hidrofob membran mengalami fouling yang menyebabkan penurunan kinerja membran akibat sifat bahan yang hidrofobik. Umumnya dalam pembuatan membran digunakan aditif sebagai porogen dan pengubah sifat hidrofobik membran. Aditif anorganik seperti lithium hidroksida (LiOH) mudah dipreparasi, larut dalam air dan pelarut organik, dan toksisitasnya rendah. Penggunaan teknik cangkok (grafting) monomer dengan sinar UV (UV-fotografting) pada teknik polimerisasi sangat disukai karena prosesnya mudah, waktu reaksi yang singkat, biaya investasi rendah dan aplikatif industri. Teknik UV-fotografting dapat meningkatkan kinerja dan sifat antifouling membran. Penelitian ini bertujuan untuk: (1) mendapatkan karakteristik membran ultrafiltrasi polisulfon dengan penambahan variasi konsentrasi LiOH dalam larutan dope, dan (2) mengkaji pengaruh teknik UV-fotografting terhadap karakteristik dan kinerja membran ultrafiltrasi polisulfon. Tahapan penelitian yang dilakukan adalah membuat membran ultrafitrasi secara inversi fasa, melakukan karakterisasi membran untuk mengetahui perlakuan terbaik, mencangkokan asam akrilat pada permukaan membran menggunakan UV-fotografting dengan variasi konsentrasi monomer dan lama radiasi, melakukan karakterisasi membran dan mengkaji kinerja membran setelah modifikasi. Hasil menunjukkan penambahan LiOH sebagai aditif dalam larutan dope Psf-DMF meningkatkan fluks air, permeabilitas dan mengubah sifat hidrofobik membran menjadi hidrofilik. Hasil fourier transform infrared (FTIR) menunjukkan adanya interaksi antara aditif LiOH dengan gugus fungsi polisulfon. Aditif LiOH memengaruhi jumlah dan distribusi pori pada membran berdasarkan hasil scanning electron microscopy (SEM). Berdasarkan hasil karakterisasi membran, membran Psf-L2 (penambahan 2% LiOH) menghasilkan perlakuan terbaik, yaitu fluks air dan permeabilitas tertinggi (16.98 L/m2.jam.bar), sudut kontak terkecil (50.17± 2.75o), fluks pewarna reactive orange 84 (RO84) tertinggi (36.62 ± 2.76 L/m2.jam) dan rejeksi pewarna (57.19 ± 2.01%). Rejeksi tertinggi sebesar 68.30 ± 3.41% dihasilkan pada membran dengan penambahan LiOH sebanyak 1%. Setelah dimodifikasi permukaannya dengan teknik UV-fotografting, membran mengalami peningkatan kinerja pada rejeksi pewarna RO84 walaupun terjadi penurunan pada fluks, permeabilitas dan hidrofilisitas jika dibandingkan dengan membran Psf-L2. Membran yang di-grafting dengan perlakuan AA 10% dan lama radiasi 10 menit (Psf-L2-g7) menghasilkan rejeksi tertinggi sebesar 83.83 ± 0.64% dengan fluks yang cukup tinggi sebesar 25.08 ± 1.69 L/m2.jam. Hasil FTIR menunjukkan tidak terjadi perubahan struktur gugus fungsi pada membran Psf, Psf-L2, dan Psf-L2-g7 dan asam akrilat ter-grafting pada membran. Hasil SEM menunjukkan dan pencangkokan asam akrilat di permukaan membran mengurangi ukuran pori akibat terbentuknya lapisan tipis pada permukaan membran.
Keyword: polysulfone ultrafiltration membrane, phase inversion, lithium hidroxide, UV photo-grafting