Sintesis Komposit TiO2-N-ZA dengan Variasi Waktu Pemanasan Hidrotermal untuk Degradasi Cr(VI)

Abstract

Industri kulit menghasilkan limbah cair dengan volume besar sehingga memiliki dampak negatif terhadap lingkungan. Limbah hasil produksi penyamakan kulit memiliki kandungan Cr(VI) yang tinggi yaitu sekitar 500-1000 ppm, sehingga jika dibuang langsung ke lingkungan akan menimbulkan berbagai masalah lingkungan. Namun berdasarkan PP Nomor 22 Tahun 2021 tentang Penyelenggaraan Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup, mendefinisikan bahwa baku mutu Cr(VI) dalam air sungai sebesar 0,05 mg/l. Sehingga dibutuhkan upaya untuk meminimalisir dampak negatif pencemaran limbah cair yang mengandung logam berat Cr(VI) dengan melakukan pengolahan sebelum dibuang. Salah satu cara yang dapat dilakukan dengan pengolahan secara fotokatalitik dengan memanfaatkan material fotokatalis berupa TiO2. Namun material tersebut memiliki kekurangan, yaitu energi celah pita yang lebar serta daya serap terhadap polutan yang rendah, sehingga diperlukan modifikasi untuk meningkatkan daerah serapannya. Salah satu metode untuk meningkatkan daerah serapan material TiO2 adalah dengan proses doping menggunakan nitrogen, karena berukuran hampir sama dengan oksigen dan memiliki energi ionisasi kecil. Selain itu dapat dilakukan dengan mengamobilisasi pada bahan adsorben berupa zeolit, sehingga mampu mengadsorpsi polutan dengan efisien. Beberapa metode sintesis material TiO2-N-ZA telah banyak digunakan, salah satunya metode sintesis hidrotermal karena menghasilkan produk dengan tingkat kehomogenan dan kemurnian yang tinggi, biaya yang terjangkau, dan proses yang sederhana. Waktu pemanasan hidrotermal pada saat sintesis material akan berpengaruh terhadap karakteristik fisis material hasil sintesis. Pemilihan waktu sintesis optimum dibutuhkan untuk mendapatkan karakteristik dan aktivitas fotokatalitik paling baik dari material TiO2-N-ZA. Sehingga pada penelitian ini dilakukan sintesis material komposit TiO2-N-ZA menggunakan metode sintesis hidrotermal dengan variasi lama waktu sintesis. Proses sintesis diawali dengan membuat larutan dari campuran TTIP, aquades, etanol dengan volume berturut-turut 6 mL, 35 mL, dan 35 mL, sedangkan massa urea yang digunakan sebesar 2,4 g. Larutan diaduk menggunakan magnetic stirrer berkecepatan 700 rpm selama 1 jam, kemudian 1,5 g zeolit yang telah teraktivasi dicampurkan dan diaduk kembali selama 2 jam. Larutan dimasukkan ke dalam autoklaf dan dilakukan pemanasan hidrotermal pada temperatur 220°C dengan variasi waktu selama 7 jam, 8 jam, 9 jam, 10 jam, dan 11 jam. Larutan yang sudah disintesis, selanjutnya didiamkan selama 24 jam dan dilakukan penetralan pH. Endapan material TiO2-N-ZA yang diperoleh kemudian dikeringkan dan selanjutnya dilakukan kalsinasi pada temperatur 500°C selama 3 jam.