Karakteristik Dan Aktivitas Fotokatalitik Tio2-N-Za Yang Disintesis Menggunakan Metode Hidrotermal Dengan Variasi Molar Urea:Ttip

Abstract

Pewarna yang digunakan pada industri tekstil ini semakin meningkat karena industri tekstil akan terus berkembang. Salah satu pewarna pada industri tekstil yang sering digunakan yaitu metilen biru. Zat pewarna metilen biru ini berbahaya apabila terpapar langsung pada makhluk hidup karena mengandung senyawa yang beracun. Oleh sebab itu, sangat penting dilakukan pengolahan limbah cair ini agar kandungan zat berbahaya di dalamnya tidak mencemari lingkungan dan membahayakan makhluk hidup. Salah satu metode yang dapat digunakan dalam upaya pengolahan limbah metilen biru ini adalah metode fotokatalitik. Metode ini memanfaatkan cahaya sebagai sumber energi untuk mengaktifkan material semikonduktor. Material semikonduktor yang dapat digunakan salah satunya yaitu TiO2. Material ini memiliki lebar energi celah pita sebesar 3,2 eV, sehingga hanya mampu menyerap cahaya UV dan material ini memiliki daya adsorpsi yang rendah. Hal tersebut dapat diatasi dengan mendoping material TiO2 dengan bahan non logam, salah satunya yaitu nitrogen. Selain itu, TiO2 dapat dikombinasikan dengan zeolit alam untuk mengatasi rendahnya daya adsorpsi TiO2. Proses sintesis material TiO2-N-ZA menggunakan hidrotermal yang diawali dengan mencampurkan TTIP (6 ml), etanol (35 ml), quades (35 ml), selanjutnya penambahan urea sesuai dengan variasi rasio molar urea:TTIP yaitu 1:2, 2:2, 3:2, 2:4 dan 5:2. Urea pada penelitian ini digunakan sebagai sumber nitrogen. Larutan tersebut diaduk dengan kecepatan 700 rpm selama 1 jam, kemudian dimasukkan zeolit ke dalam larutan sebesar 1,5 g. Larutan tersebut akan disintesis menggunakan metode hidrotermal selama 9 jam dengan suhu 220°C. Kemudian larutan tersebut diendapkan selama 24 jam dan endapan tersebut dikeringkan selama 3 jam dengan suhu 100°C lalu dikalsinasi selama 3 jam dengan suhu 500°C. Karakteristik material TiO2-N-ZA hasil sintesis dilakukan menggunakan Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX) dan Ultraviolet-Visible Diffuse Reflectance Spectroscopy (UV-Vis DRS). Berdasarkan data yang diperoleh dari karakterisasi SEM-EDX menunjukkan permukaan zeolit alam telah tertupi oleh partikel TiO2-N meskipun penyebarannya masih belum merata dan adanya penumpukan partikel TiO2-N. Material TiO2-N-ZA ini mengandung beberapa unsur pendukung yaitu C, N, O, Al, Si, K. dan Ti. Karaterisasi UV-Vis DRS menunjukkan energi celah pita dari material TiO2-N-ZA, berdasarkan data yang diperoleh nilai energi celah pita material TiO2-N-ZA/1:2, TiO2-N-ZA/2:2, TiO2-N-ZA/3:2, TiO2-N-ZA/4:2, dan TiO2-N-ZA/5:2 secara berurutan sebesar 2,81 eV, 2, 83 eV, 2,76 eV, 2,82 eV, dan 2,97 eV. Data tersebut menunjukkan penambahan urea berpengaruh terhadap material TiO2-N-ZA. Energi celah pita terendah dimiliki oleh sampel dengan rasio mol urea:TTIP sebesar 3:2. Material TiO2-N-ZA yang telah disintesis kemudian dilakukan uji aktivitas fotokatalitik dalam mendegradasi metilen biru. Uji aktivitas fotokatalitik ini dilakukan dengan mencampurkan material pada metilen biru yang diletakkan dalam UV-Chamber selama 6 jam, dan di sampling setiap 30 menit. Berdasarkan data yang diperoleh material TiO2-N-ZA/3:2 merupakan material yang terbaik karena mampu mendegradasi metilen biru hingga 97,82% selama 6 jam.