Fotokatalisis Gliserol Menggunakan TiO2 Anatase dengan Variasi Waktu dan Konsentrasi Gliserol

Abstract

Gliserol, 1,2,3-propanatriol, merupakan produk samping dari reaksi pembuatan biodiesel. Gliserol dapat diubah menjadi produk bernilai tinggi melalui reaksi fotokatalisis. Fotokatalisis merupakan reaksi kimia yang menggunakan katalis untuk mempercepat reaksi dengan bantuan cahaya. Katalis yang digunakan merupakan semikonduktor yang memiliki celah pita energi. Salah satu semikonduktor yang sering digunakan untuk proses fotokatalisis yaitu Titanium Dioksida (TiO2). Fotokatalisis dilakukan terhadap gliserol untuk mengetahui kondisi optimum yang menghasilkan konversi gliserol terbesar. Titanium dioksida yang digunakan diperoleh dari sintesis kimia padat. Material TiO2 yang dihasilkan kemudian dikarakterisasi menggunakan XRD dan UV-Vis DRS. Penelitian ini dilakukan dengan variasi waktu penyinaran 5, 10 dan 15 jam dengan konsentrasi gliserol yang yaitu 0,10 M; 0,25 M dan 0,50 M. Analisis kualitatif dilakukan dengan larutan standar sebagai pembanding pada produk hasil fotokatalisis sedangkan analisis kuantitatif untuk mengetahui konversi gliserol dengan membuat kurva kalibrasi larutan standar. Kedua jenis analisis tersebut dilakukan dengan menggunakan kromatografi gas. Sintesis kimia padat berdasarkan karakterisasi XRD menghasilkan TiO2 campuran antara struktur anatase dan rutil. Sedangkan karakterisasi UV-Vis DRS bertujuan untuk mengetahui nilai energi celah pita TiO2, yaitu sebesar 3,2 eV. Hasil fotokatalisis menunjukkan bahwa kondisi optimum yang menghasilkan konversi gliserol terbesar diperoleh pada konsentrasi gliserol 0,25 M dengan waktu reaksi selama 15 jam yaitu 62,7% sebesar 0,0015 mol. Konversi gliserol meningkat seiring semakin lamanya waktu penyinaran dikarenakan karena waktu penyinaran yang lama dapat meningkatkan lebih banyak pembentukan elektron-hole pada pita valensi dan pita konduksi, sehingga bereaksi dengan radikal OH untuk mengoksidasi gliserol (Jedsukontorn,2015). Konsentrasi gliserol yang optimum pada penelitian ini yaitu 0,25 M. Konsentrasi gliserol yang besar akan menyebabkan jumlah sisi aktif pada TiO2 berkurang karena adsorpsi kompetitif pada partikel TiO2 (San, et al.,2002). Analisis kualitatif terhadap hasil fotokatalisis menghasilkan puncak pada waktu retensi 3,25; 16,5 dan 35 menit. Puncak yang dihasilkan pada waktu retensi 35 menit merupakan gliserol yang masih tersisa sedangkan dua puncak lainnya tidak teridentifikasi. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka kesimpulan yang diperoleh yaitu,sintesis TiO2 menggunakan reaksi kimia padat menghasilkan TiO2 dengan struktur rutil dan anatase. Konversi gliserol semakin meningkat seiring semakin lamanya waktu penyinaran yaitu selama 15 jam. Konsentrasi optimum pada fotokatalisis gliserol yaitu 0,25 M