Analisis Kinetika Pengaruh Konsentrasi Limbah Stronsium pada Adsorpsi Kolom menggunakan HKUST-1

ABEL DANINDRA, Ir. Ester Wijayanti, M.T., Ir. Susetyo Hario Putero, M. Eng.

2025 | Skripsi | TEKNIK NUKLIR

Stronsium-90 merupakan salah satu radionuklida yang berpotensi mencemari lingkungan akibat sifatnya yang larut dalam air. Metode adsorpsi menggunakan Hong Kong University of Science and Technology (HKUST-1) menjadi alternatif dalam upaya pengelolaan limbah stronsium karena material memiliki luas permukaan tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi konsentrasi awal limbah stronsium terhadap kinetika adsorpsi menggunakan HKUST-1 sebagai adsorben.

Penelitian dilakukan dengan metode adsorpsi kolom, di mana larutan limbah simulasi stronsium dengan konsentrasi awal 10 mg/L, 25 mg/L, dan 50 mg/L dialirkan melalui kolom berisi HKUST-1 dengan laju alir konstan. Data adsorpsi dianalisis menggunakan tiga model kinetika, yaitu Thomas, Yoon-Nelson, dan Adam-Bohart. Karakterisasi material dilakukan dengan metode Brunauer-Emmet-Teller (BET) untuk menentukan luas permukaan spesifik adsorben.

Hasil penelitian menunjukkan nilai efisiensi adsorpsi maksimum terjadi pada konsentrasi awal 10 mg/L pada waktu 25 menit yaitu sebesar 89,39%. Pada data penelitian di atas dapat disimpulkan bahwa model Yoon-Nelson merupakan persamaan kinetika adsorpsi yang paling sesuai dengan data eksperimen. Hal ini disebabkan model Yoon-Nelson memiliki nilai Mean Absolute Error (MEA) dan Root Mean Square Error (RMSE) yang paling kecil diantara ketiga model kinetika adsopsi. Nilai koefisien korelasi sebesar 0,9498 pada konsentrasi awal 10 mg/L, 0,6256 pada konsentrasi awal 25 mg/L, dan 0,999 pada konsentrasi awal 50 mg/L.

Strontium-90 is one of the radionuclides with significant environmental contamination potential due to its high solubility in water. Adsorption using Hong Kong University of Science and Technology (HKUST-1) has emerged as a promising alternative for strontium waste management due to its high surface area. This study aims to analyze the effect of initial strontium waste concentration on adsorption kinetics using HKUST-1 as an adsorbent.

The study was conducted using a column adsorption method, where simulated strontium waste solutions with initial concentrations of 10 mg/L, 25 mg/L, and 50 mg/L were passed through an HKUST-1-packed column at a constant flow rate. Adsorption data were analyzed using three kinetic models: Thomas, Yoon-Nelson, and Adam-Bohart. Material characterization was performed using the Brunauer-Emmet-Teller (BET) method to determine the specific surface area of the adsorbent.

The results showed that the highest adsorption efficiency occurred at an initial concentration of 10 mg/L with a contact time of 25 minutes, reaching 89.39%. Based on the experimental data, the Yoon-Nelson model was identified as the most suitable adsorption kinetic equation. This is because the Yoon-Nelson model exhibited the lowest Mean Absolute Error (MAE) and Root Mean Square Error (RMSE) among the three kinetic models. The correlation coefficient value are 0,9498 at an initial concentration 10 mg/L, 0,6256 at an initial concentration 25 mg/L, and 0,999 at an initial concentration 50 mg/L.

Kata Kunci : adsorpsi, stronsium, HKUST-1, kinetika adsorpsi, model Yoon-Nelson.