Pengaruh Variasi Karbon Aktif Terhadap Kekuatan Mekanik Membran Kitosan–Pva Untuk Aplikasi Filtrasi Air

The Effect of Activated Carbon Variation on the Mechanical Strength of Chitosan–PVA Membranes for Water Filtration Applications

  • Ayu Lingga Ratna Sari Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Kaltara
  • Dady Sulaiman Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Kaltara
  • Siti Maria Ulva Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Kaltara
DOI: https://doi.org/10.56338/jks.v9i1.9487
Keywords: Karbon Aktif, Kitosan-PVA, Membran Filtrasi, Uji Mekanik

Abstract

Membran komposit kitosan–PVA merupakan material ramah lingkungan yang banyak dikembangkan untuk aplikasi filtrasi air karena memiliki stabilitas kimia dan kemampuan adsorpsi yang baik. Namun, efektivitas membran dalam proses filtrasi sangat dipengaruhi oleh kekuatan mekaniknya agar mampu menahan gaya dorong air selama operasi. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi penambahan karbon aktif terhadap kekuatan mekanik membran kitosan–PVA. Empat jenis membran (M1–M4) dengan variasi karbon aktif (0%, 1%, 2%, dan 3%) diuji untuk memperoleh nilai stress. Hasil menunjukkan bahwa variasi karbon aktif memberikan pengaruh signifikan terhadap kekuatan tarik membran. Sampel tanpa penambahan karbon aktif (M1) memiliki nilai stress tertinggi sebesar 25,17 MPa, menunjukkan struktur membran yang lebih kompak. Sebaliknya, penambahan karbon aktif dalam jumlah lebih tinggi menyebabkan penurunan kekuatan tarik, dengan nilai terendah pada M4 sebesar 7,04 MPa. Penurunan ini berkaitan dengan meningkatnya porositas serta ketidakhomogenan dispersi karbon aktif, yang mengakibatkan terbentuknya celah antarmolekul dan lemahnya ikatan polimer. Temuan ini menegaskan bahwa penggunaan karbon aktif pada membran kitosan–PVA perlu dioptimalkan agar keseimbangan antara kemampuan adsorpsi dan stabilitas mekanik dapat tercapai. Penelitian lanjutan direkomendasikan untuk melakukan optimasi komposisi dan karakterisasi lanjutan seperti SEM, porositas, dan analisis swelling untuk memahami hubungan struktur–kinerja secara lebih komprehensif.

References

Ambarwati, S. A., Hidayati, N. A., & Hutapea, H. P. (2024). Sintesis Membran Kitosan/Poli Vinil Alkohol (Pva) Untuk Menurunkan Kadar Limbah Pewarna Tekstil. Dalton?: Jurnal Pendidikan Kimia Dan Ilmu Kimia, 7(1), 75. https://doi.org/10.31602/dl.v7i1.14360
Fadli, M., Khausar, A., Sofyana, & Fathanah, U. (2021). Karakteristik Membran Komposit Polietersulfon, Polivinilpirolidon dan Kitosan. Jurnal Serambi Engineering, 6(4), 2310–2319. https://doi.org/https://doi.org/10.32672/jse.v6i4.3476
Fath, M. T. Al, Dalimunthe, N. F., Sidabutar, R., Samosir, N., & Tjandra, T. M. (2024). Karakteristik Sifat Fisik Membran Elektrolit Polimer Berbasis Kitosan Larva Black Soldier Fly/Polivinil Alkohol/Poliakrilonitril dengan Penambahan Ammonium Klorida. Jurnal Teknik Kimia USU, 13(1), 63–70. https://doi.org/https://doi.org/10.32734/jtk.v13i1.15595
Fathanah, U., Machdar, I., Riza, M., Rahman, N. A., Lubis, M. R., Qibtiyah, M., & Jihannisa, R. (2019). Pembuatan dan Karakterisasi Membran Polyethersulfone (PES)-Kitosan Secara Blending Polimer. Prosiding Seminar Nasional Politeknik Negeri Lhokseumawe, 3(1), 62.
Fathanah, U., & Meilina, H. (2021). Karakterisasi dan Kinerja Membran Polyethersulfone Termodifikasi Aditif Anorganik secara Blending Polimer. Jurnal Serambi Engineering, 6(4), 2407–2414. https://doi.org/10.32672/jse.v6i4.3515
Kumar, S., Sharma, R., Gupta, A., Dubey, K. K., Khan, A. M., Singhal, R., Kumar, R., Bharti, A., Singh, P., & Kant, R. (2022). TiO2 based Photocatalysis membranes: An efficient strategy for pharmaceutical mineralization. Science of The Total Environment, 845, 157221.
Li, N., Tian, Y., Zhang, J., Sun, Z., Zhao, J., Zhang, J., & Zuo, W. (2017). Precisely-controlled modification of PVDF membranes with 3D TiO2/ZnO nanolayer: enhanced anti-fouling performance by changing hydrophilicity and photocatalysis under visible light irradiation. Journal of Membrane Science, 528(73), 359–368. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2017.01.048
Purwandari, V., & Tarigan, M. (2022). Preparasi Film Nanokomposit Polivinil Alkohol (Pva)/Nanokarbon Dari Cangkang Buah Sawit (Nccs) Dengan Metode Pencampuran Larutan. Jurnal Kimia Saintek Dan Pendidikan, 6(1), 11–16. https://doi.org/10.51544/kimia.v6i1.2977
Respati, S. M. B., Purwanto, H., Kholis, N., & Nuha, U. (2024). Penambahan Arang Batok Kelapa ke Zeolit Alam untuk Filter Air Keramik. Creative Research in Engineering (CERIE), 4(1), 9. https://doi.org/10.30595/cerie.v4i1.17197
Rizkina, P., Arfi, F., & Nasution, R. S. (2023). Karakterisasi dan Modifikasi Membran Kitosan dengan Ekstrak Etanol Maman Ungu ( Cleome rutidospermae ). AMINA (Ar-Raniry Chemistry Journal), 5(1), 26–35.
Sari, A. L. R., Sulaiman, D., & Ulva, M. (2024). Karakterisasi Membran Kitosan Kulit Udang-PVA dengan Variasi Karbon Aktif sebagai Filter Air. Jurnal Literasi Pendidikan Fisika (JLPF), 5(2), 198–210.
Sari, A. L. R., Sulaiman, D., & Ulva, S. M. (2025). Kinerja Filter Membran Kitosan-Kulit Udang / PVA Berbasis Karbon. JFT: Jurnal Fisika Dan Terapannya, 12(1), 60–74. https://doi.org/10.24252/jft.v12i1.57186
Sariman, S., Swandi, A., Ratnawati, R., Buraerah, M. F., & Dipalaya, T. (2023). Desain Prototipe Filter Air Bersih Berbasis Tenaga Surya. Jurnal Ilmiah Ecosystem, 23(2), 414–422. https://doi.org/10.35965/eco.v23i2.2877
Zhao, Y., Zhao, Y., Yu, X., Kong, D., Fan, X., Wang, R., Luo, S., Lu, D., Nan, J., & Ma, J. (2022). Peracetic acid integrated catalytic ceramic membrane filtration for enhanced membrane fouling control: Performance evaluation and mechanism analysis. Water Research, 220(May), 118710. https://doi.org/10.1016/j.watres.2022.118710
Published
2026-01-28
Issue
Vol. 9 No. 1: Januari 2026
Section
Article