Biosintesis Nanopartikel Titanium Dioksida dari Ekstrak Aloe vera sebagai Pendegradasi Lynier Alkylbenzene Sulphonate (LAS)

Abstract

Biosintesis merupakan teknik sintesis yang memanfaatkan makhluk hidup dengan keunggulan yaitu ramah lingkungan, hemat biaya dan tidak menggunakan bahan kimia yang berbahaya. Aloe vera merupakan salah satu tanaman yang digunakan dalam metode biosintesis. Gugus fungsi yang terdapat dalam Aloe vera seperti flavonoid, fenol dan alkaloid memiliki peran dalam mengontrol dan mereduksi partikel menjadi ukuran nano. Material yang digunakan dalam sintesis ini adalah titanium dioksida (TiO2). Titanium dioksida yang digunakan memiliki ukuran mikropowder, kemudian akan diubah menjadi nanopartikel dengan memanfaatkan gugus fungsi yang terdapat dalam Aloe vera. TiO2 adalah material yang memiliki keunggulan dalam proses fotokatalisis, memiliki bandgap lebar dan aktif pada sinar UV. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui karakteristik nanopartikel TiO hasil biosintesis meliputi struktur, morfologi, luas permukaan, pori dan sifat optik. Penelitian ini juga bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan ekstrak Aloe vera terhadap efektivitas degradasi LAS. Sintesis TiOAv pada penelitian ini menggunakan metode biosintesis. Sintesis diawali dengan mengekstrak daging Aloe vera (L.) Burm.f. pada suhu 40ºC selama 3 jam dengan kecepatan 500 rpm dan diambil filtratnya. Filtrat hasil ekstraksi dilakukan karakterisasi FTIR. Prekursor yang digunakan adalah TiO2 mikropowder dan telah dilarutkan dalam akuades. Sintesis TiOAv dilakukan selama 8 jam dengan suhu 50ºC dan pengadukan 1000 rpm. Variasi yang dilakukan yaitu penambahan ekstrak Aloe vera sebesar 240 mL, 360 mL, 480 mL dan 600 mL dengan jumlah suspensi TiO2 60 mL. TiOAv dikeringkan pada suhu ruang selama 24 jam. Hasil sintesis TiOAv dilakukan karakterisasi FTIR, SEM, XRD, SAA, Spetrofotometer UV-Vis. Material fotokatalis kemudian dilakukan uji fotodegradasi terhadap LAS. Karakterisasi dilakukan pada filtrat daging Aloe vera dan TiOAv. Gugus fungsi yang terdapat dalam filtrat daging Aloe vera yaitu fenolik (3361 cm-1), senyawa aromatik (2100 cm-1) dan karbonil (1629 cm-1). Ketiga gugus fungsi mengindikasikan senyawa organik seperti fenolik, antarakuinon, flavonoid dan terpenoid. TiO2 hasil biosintesis dengan variasi penambahan volume mengalami perubahan morfologi dari mikropowder menjadi nanopartikel. Hasil SEM menunjukkan TiOAv240, TiOAv360, TiOav480 dan TiOAv600 memiliki ukuran partikel rata-rata 90 nm; 92nm; 88nm; dan 92 nm. Hasil karakterisasi FTIR menunjukkan adanya pita serapan Ti-O-Ti pada bilangan gelombang 649-658 cm1 dan Ti-OH (3361-3396 cm-1) yang mengindikasikan teradsorpsinya OH pada permukaan nanopartikel TiO2. Fase kristal TiOAv sama dengan prekursor yang digunakan yaitu anatase. Luas permukaan TiOAv240, TiOAv360, TiOav480 dan TiOAv600 yaitu 8,332 m2 /g; 1,808 m2 /g; 8,448 m2 /g; dan 6,694 m2 /g, sedangkan ukuran porinya sebesar 4,110 nm; 9,725 nm; 3,813 nm; dan 4,388 nm. Energi celah pita mengalami penurunan seiring dengan bertambahnya volume ekstrak daging Aloe vera (L). Burm.f., yakni TiOAv240, TiOAv360, TiOav480 dan TiOAv600 dengan energi celah pita berturut-turut sebesar 3,115 eV, 3,120 eV, 3,069 eV dan 2,980 eV. Uji fotodegradasi dilakukan pada TiO2 dengan variasi penambahan volume ekstrak. Massa fotokatalis yang digunakan sebesar 15 mg dengan konsentrasi LAS 5 ppm dan lama waktu penyinaran 30, 60, 120, 150 dan 180 menit. Kemampuan degradasi ssemakin meningkat seiring bertambahnya waktu. Persen degradasi paling optimum dihasilkan oleh TiOAv480 sebesar 95,14% dengan waktu 180 menit. Kesimpulan pada penelitian ini adalah terjadi perubahan morfologi dan mengalami penurunan ukuran dari mikropowder menjadi nanopartikel. Nilai energi celah pita mengalami penurunan seiring dengan bertambahnya volume ekstrak daging Aloe vera (L). Burm.f. dan memiliki fasa anatase. Luas permukaan TiOAv mengalami kenaikan dari prekursornya. Uji fotokatalitik optimum dihasilkan oleh TiOAv480 sebesar 95,14% dengan waktu 180 menit.