Synthesis and Characterization of Cellulose-Based Hydrogel from Furniture Waste as a Sustainable Plant Growth Medium

Abstract

Abstrak

Sumber biomassa yang berasal dari limbah kayu industri furnitur belum banyak dimanfaatkan. Dalam penelitian ini, selulosa diekstraksi dari limbah kayu furnitur melalui beberapa tahap. Tahap pertama yaitu maserasi menggunakan etanol dilanjutkan hidrolisis menggunakan asam nitrat. Delignifikasi menggunakan basa, dilanjutkan dengan tahap pemutihan menggunakan hidrogen peroksida. Proses tersebut menghasilkan selulosa murni sebanyak 30% dengan kadar abu dan kadar air yang rendah (berturut-turut 0.56 dan 2,6%). Struktur selulosa dikonfirmasi melalui karakterisasi dengan FTIR. Munculnya serapan khas O–H, C–H, dan C=O menandakan selulosa telah berhasil diisolasi. Selulosa kemudian diikat silang dengan glutaraldehida untuk menghasilkan hidrogel (WWF hidrogel). Hidrogel ini mempunyai daya serap air yang tinggi dan stabil secara struktural. Uji coba aplikasi hidrogel sebagai media tanam untuk Dracaena sanderiana (bambu hoki) menunjukkan bahwa hidrogel WWF meningkatkan pertumbuhan tanaman sebesar 4,5% selama 10 hari, lebih besar dibandingkan dengan hidrogel komersial, yaitu sebesar 1,79%. Hasil ini menunjukkan bahwa hidrogel berbasis selulosa yang berasal dari limbah furnitur dapat berfungsi sebagai media tanam dengan penahan air yang efektif. Selain itu, material baru ini juga memberikan alternatif pemanfaatan limbah kayu yang berkelanjutan untuk meningkatkan nilainya.

Abstract

Biomass resources from furniture wood waste have not been widely used. In this study, furniture wood waste biomass was used as a cellulose source. Isolation of cellulose from furniture waste was carried out through a sequential process comprising maceration, hydrolysis, delignification, and bleaching. In this study, 30% purified cellulose was obtained from furniture waste, with 0.56% ash and 2.6% moisture content. FTIR spectra revealed that the structure of cellulose consisted of O-H, C-H, and C=O bands. Cellulose was then crosslinked with glutaraldehyde to form hydrogels (WWF hydrogel). This hydrogel has a high swelling and high structural stability. As a growth medium for Dracaena sanderiana (lucky bamboo), WWF hydrogel increased plant growth by 4.5% in 10 days. This is higher than that of commercial hydrogel, which is only 1.79%. These results confirmed that cellulose-based hydrogels derived from furniture waste could act as an effective water-retaining growth medium. Also, this new material offers a sustainable utilization pathway for increasing the value of biomass from furniture waste.