Harmonisasi Pengolahan Limbah Tekstil dan Prinsip Berkelanjutan melalui Enhanced Eco-Friendly Nano Zero-Valent Iron Synthesis

Tim Horizon yang beranggotakan lima mahasiswa Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada yakni Sendy Nanda Ajitira (Teknik Kimia 2022), Nadia Nur Salsabila (Teknik Kimia 2022), Sherly Maharani (Teknik Kimia 2022), Ibbnu ‘Arobi Juang Darmajati (Teknik Kimia 2022), dan Dafiq Ruliyono (Teknik Kimia 2022) berhasil meraih Juara 1 pada International Design Competition for Science and Engineering Students (IDECHETS) ECODAYS 2023. Kompetisi tersebut mengangkat tema “Optimizing Eco-Energy Towards a New Chapter in Realizing Sustainable Goals”. Pada kompetisi IDECHETS, peserta diberi tantangan untuk melakukan inovasi dengan merancang produk untuk mencapai target SDGs.

Dibawah bimbingan dan arahan Lisendra Marbelia, S.T., M.Sc., Ph.D (Teknik Kimia UGM), Tim Horizon melakukan studi pada sub tema waste treatment atau pengolahan limbah. Tim Horizon berkolaborasi untuk melakukan studi pada topik nanopartikel yang berjudul “Enhanced Eco-Friendly Nano Zero-Valent Iron Synthesis from Banana Peel for Sustainable Textile Wastewater Remediation”. Inovasi tersebut mengkombinasikan sintesis dan peningkatan performa nano Zero-Valent Iron (nZVI) untuk pengolahan air limbah tekstil yang ramah lingkungan.

Sintesis Nano Zero-Valent Iron dilakukan dengan memanfaatkan ekstrak kulit pisang sebagai agen pereduksi yang kaya akan kandungan phytochemicals. Kulit pisang dipilih karena ketersediaannya melimpah di Indonesia dan sebagai bentuk upaya valorisasi limbah. Pada metode konvensional, pembuatan nZVI memanfaatkan agen pereduksi kuat dan toxic, seperti sodium borohydride dan hydrazine. Pada green-synthesis ini, ekstrak kulit pisang akan mereduksi larutan besi untuk menghasilkan besi bervalensi nol yang berukuran nano. Rute sintesis secara biologi dapat menghadirkan proses pembuatan adsorbent yang lebih murah, mudah dilakukan, dan lebih ramah lingkungan. Nano Zero-Valent Iron (nZVI) yang berhasil disintesis memiliki karakteristik area permukaan yang luas dan berpengaruh positif terhadap kapasitas adsorpsinya. Namun, terdapat tantangan yang dihadapi, seperti potensial reduksi standar ion besi yang rendah dan interaksi magnetik menyebabkan partikel-partikelnya mudah teragregasi. Hal ini berimplikasi pada luas area dan kapasitas adsorpsi yang menurun. Peningkatan performa adsorbent dilakukan dengan incorporating nZVI dengan support material, yaitu micro-scale calsium carbonate. Penggunaan kalsium karbonat dipilih karena bahan tersebut merupakan bahan anorganik yang tidak berbahaya, relatif murah, mudah didapat di alam, dapat terurai secara alami, dan ramah lingkungan. Harapannya, dengan keberhasilan riset ini dapat memberikan kontribusi positif untuk aplikasi pengolahan limbah yang menerapkan prinsip berkelanjutan.