Fotodegradasi Zat Warna Methylene Blue Menggunakan Sistem Katalis TiO2/PP dan TiO2-KA/P

Abstract

Zat warna merupakan polutan organik pencemar air yang menimbulkan perubahan pada tampilan alami air. Zat warna methylene blue (MB) merupakan zat warna yang paling umum digunakan. MB telah menarik perhatian serius karena aspek negatifnya, yang menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan dan kesehatan manusia. Oleh karena itu, pengolahan limbah yang disebabkan oleh zat warna MB telah menjadi sesuatu yang penting untuk segera dicari solusinya. Metode pengolahan limbah di perairan dapat dilakukan dengan material fotokatalis. Fotokatalis merupakan material semikonduktor yang diaktifkan dengan menyerap foton. Karakteristik foton yang dapat mengaktifkan fotokatalis adalah memiliki energi setara dengan spektrum UV. Material fotokatalis memiliki kemampuan untuk memecah polutan organik. Proses untuk memecah polutan organik dengan material fotokatalis disebut fotodegradasi. Salah satu jenis fotokatalis yang sering digunakan adalah Titanium Dioksida (TiO2). Penggunaan material TiO2 sebagai fotokatalis untuk mereduksi konsentrasi kontaminan dalam air memiliki kendala. Kendala yang dimaksud adalah massa jenis TiO2 yang besar dibandingkan air sehingga membuat TiO2 tenggelam dalam air dan tidak dapat menyerap foton apabila tenggelam dalam air, akhirnya aktivasi TiO2 menjadi tidak maksimal. Hal tersebut dapat diantisipasi dengan melapiskan material tersebut pada pada polyprophylene (PP) yang dapat terapung dalam air. Diketahui bahwasanya TiO2 memiliki daya adsorpsi yang rendah. Daya adsorpsi memegang peranan penting dalam proses fotokatalisis yang terjadi pada permukaan katalis. Solusi alternatif dari permasalahan rendahnya daya adsorpsi dari TiO2 adalah dengan menggabungkan material TiO2 dengan material lain yang memiliki daya adsorpsi yang tinggi, yang dalam penelitian ini digunakan karbon aktif (KA). Material paduan TiO2-KA hasil sintesis selanjutnya dilapiskan pada butiran polimer PP, sehingga membentuk sistem katalis TiO2-KA/PP. Tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan material sistem katalis TiO2-KA/PP yang dapat digunakan untuk mendegradasi senyawa warna MB. Proses sintesis TiO2-KA dilakukan menggunakan metode hidrotermal dengan memvariasikan massa KA, yaitu 37,5%, 41,2%, dan 44,4%. Material hasil sintesis kemudian dilapiskan pada butiran PP sebelum diaplikasikan. Sistem katalis TiO2-KA/PP telah diaplikasikan dalam proses fotodegradasi zat warna MB dengan bantuan sinar UV. Dalam eksperimen fotodegradasi ini ada 4 perlakuan yang dilakukan. Perlakuan yang dimaksud antara lain : 1) Larutan MB yang telah diberi perlakuan sistem katalis TiO2/PP; 2) Larutan MB yang diberi perlakuan dengan 3 varian material sistem katalis TiO2-KA/PP. Penurunan nilai absorbansi dari larutan MB selama perlakuan dijadikan sebagai indikator terjadinya fotodegradasi dari senyawa MB dalam larutan. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa semua varian sistem katalis TiO2-KA/PP memiliki kemampuan yang lebih tinggi dibandingkan dengan sistem katalis TiO2/PP, dalam mendegradasi senyawa MB. Hal ini menunjukkan bahwa sinergi antara mekanisme adsorpsi dari KA dengan mekanisme fotokatalitik dari TiO2 dalam sistem katalis TiO2-KA/PP telah berhasil meningkatkan aktivitas fotokatalitik dari material. Hasil lainnya yang diperoleh adalah bahwa semakin kecil prosentase KA dalam sistem katalis TiO2-KA/PP maka semakin tinggi kemampuannya dalam mendegradasi senyawa MB. Sementara itu, hasil karakterisasi FTIR menunjukkan bahwa material TiO2-KA telah terdeposisi di permukaan polimer PP.