Penyediaan karbon teraktif daripada tongkol jagung dan pengoptimuman menggunakan kaedah gerak balas permukaan (RSM) dalam penyingkiran Sulfamethoxazole dalam air

Abstract

Pencemaran yang disebabkan oleh sisa farmaseutikal semakin membimbangkan kerana ia memberi kesan yang buruk terutamanya kepada alam sekitar. Kaedah penjerapan menggunakan karbon teraktif merupakan salah satu kaedah yang sering digunakan untuk menyingkirkan sisa farmaseutikal dalam air. Dalam kajian ini, karbon teraktif daripada sisa biojisim iaitu tongkol jagung telah berjaya dihasilkan untuk menyingkirkan sisa sulfamethoxazole (SMX) dalam air. Penghasilan karbon teraktif ini dilakukan melalui pengaktifan secara kimia menggunakan asid fosforik. Sebanyak lima jenis kepekatan asid fosforik (30%, 40%, 50%, 60% dan 70%) telah diuji. Pencirian karbon teraktif melalui analisis Brunauer-Emmet-Teller (BET), mikroskop pengimbas elektron (SEM), spektroskopi inframerah transformasi Fourier (FTIR) dan analisis unsur CHNSO dijalankan untuk menilai karbon teraktif yang paling sesuai digunakan untuk penyingkiran SMX. Hasil pencirian mendapati bahawa karbon teraktif yang diaktifkan oleh 30% asid fosforik paling sesuai digunakan. Kajian diteruskan dengan pengoptimuman parameter yang mempengaruhi penjerapan SMX melalui kaedah gerak balas permukaan (RSM) dengan reka bentuk berpusatkan muka (FCCCD). Parameter yang dikaji adalah kepekatan asal larutan SMX, dos karbon teraktif dan juga masa interaksi. Daripada analisis RSM, model kuadratik telah dibangunkan dengan nilai pekali penentuan, R2 sebanyak 0.9681. Keadaan optimum parameter yang telah diperoleh adalah kepekatan asal larutan SMX = 6 mg/L, dos karbon teraktif = 30 mg dan masa interaksi = 78.02 min, dengan peratus penyingkiran yang dicapai adalah 99.65%. Data eksperimen dianalisis menggunakan model kinetik tertib pertama pseudo dan tertib kedua pseudo. Hasil daripada analisis ini menunjukkan penjerapan kinetik SMX lebih sesuai dijelaskan dengan menggunakan model kinetik tertib kedua pseudo (R2 = 0.9992). Hasil kajian penjerapan kinetik isoterma pula menunjukkan model Freundlich merupakan model yang lebih sesuai digunakan berbanding model Langmuir. Model Freundlich ini menjelaskan bahawa penjerapan SMX yang berlaku adalah penjerapan kimia dan ia adalah secara berbilang lapisan (multilayer) pada permukaan heterogen.