Fotodegradasi Rhodamin B Menggunakan Katalis TiO2/NO3-@KT

Share on facebook
Share on google
Share on twitter
Share on linkedin
Ilustrasi oleh catatan kimiawan

Zat warna merupakan salah satu zat pencemar dalam lingkungan perairan yang dihasilkan dari berbagai aktivitas industri seperti industri tekstil, kertas, makanan, kosmetik dan industri cat. Residu dari penggunaan zat warna secara dinamis terus masuk ke lingkungan dan menyebabkan terjadinya pencemaran air. Dari semua jenis zat warna yang ada, rhodamin B (RhB) merupakan zat warna yang paling penting sebagai perwakilan dari pewarna xanthene. RhB merupakan zat beracun dan tahan terhadap biodegradasi dan fotolisis langsung. Karenanya, RhB memiliki efek merusak terhadap matriks lingkungan. RhB secara alami mengalami degradasi reduktif anaerob dan akan menghasilkan amina aromatik yang merupakan zat karsinogenik. 

Untuk meminimalisasi dampak negatif dari RhB, maka dalam kurun waktu 20 tahun terakhir ini, metode Advanced Oxidation Processes (AOPs) dikembangkan sebagai suatu metode yang dianggap efektif dalam mendegradasi zat warna dalam limbah industri. Terdapat berbagai tipe metode AOPs yang ada seperti metode elektrokimia, ozonizasi, fotolisis, proses fenton dan fotokatalis yang sering digunakan untuk mendegradasi zat warna atau limbah tekstil. Dari berbagai jenis metode AOPs, fotokatalis  merupakan metode degradasi warna dari lingkungan perairan yang banyak dikembangkan karena terbukti memiliki berbagai kelebihan diantaranya, dapat digunakan untuk pengelolaan limbah non-biodegradabel, biaya pengoperasisan dan instalasi sistem pengelolaan limbah yang murah, dapat dijalankan oleh unprofessional person, dan dapat dikombinasikan dengan metode lain seperti adsorpsi maupun metode lumpur aktif. 

Salah satu material yang paling sering digunakan dalam sistem fotokatalis adalah titanium dioksida (TiO2). TiO2 umumnya digunakan dalam sistem fotokatalis dalam bentuk serbuk. Sebagai akibatnya proses fotodegradasi,menjadi kurang efektif, karena serbuk yang terdispersi dalam air sulit diregenerasi, sulit dipisahkan dari lingkungan pereairan dan diperlukan dalam jumlah banyak. Selain itu, bila campuran terlalu keruh, maka radiasi UV tidak mampu mengaktifkan seluruh partikel fotokatalis. Untuk mengatasi masalah tersebut maka dikembangkan berbagai bentuk fotokatalis TiO2 lainnya. Salah satunya adalah dengan melakukan pengembankan partikel TiO2 pada substrat tertentu untuk mendukung proses fotodegradasi.

Pelapisan TiO2 pada berbagai substrat seperti keramik, matrial berbasis karbon dan gelas untuk berbagai keperluan degradasi dan pemurnian air juga telah banyak dilaporkan. Khususnya pelapisan TiO2 pada keramik untuk degradasi zat warna, juga menjadi fokus riset berbagai peneliti karena murah dalam preparasi dan fabrikasi serta dianggap memiliki efektifitas yang baik untuk diaplikasikan dalam sistem fotodegradasi. Dalam penelitian ini dilakukan pelapisan TiO2 pada permukaan substrat keramik tradisional (KT) menggunakan kombinasi metode dip coating dan spin coating. Data karakterisasi SEM-EDX dan FTIR memperlihatkan bahwa TiO2/NO3 dapat terlapiskan dengan baik pada KT. Aplikasi katalis TiO2/NO3@KT pada sistem fotodegradasi RhB juga menunjukkan bahwa fotodegradasi RhB menggunakan katalis TiO2/NO3@KT memiliki efisiensi fotodegradasi mencapai 78% dengan konstanta laju fotodegradasi sebesar 0,0149 per menit khusus untuk penggunaan plat katalis TiO2/NO3@KT sebanyak 1 (satu) buah per 500 mL sampel RhB dengan konsentrasi 5 mg/L. Hasil perhitungan juga memperlihatkan bahwa untuk mencapai efisiensi fotodengadasi sampai 100% maka diperlukan plat katalis TiO2/NO3@KT sebanyak 9 buah.  Secara keseluruhan, berdasarkan data LC-MS diketahui bahwa dalam proses fotodegradasi menggunakan katalis TiO2/NO3@KT, RhB akan terlebih dahulu terurai menjadi 29 senyawa zat antara sebelum mencapai produk mineralisasinya. 

Penulis: Dr. Handoko Darmokoesoemo, Drs., DEA

Grup riset Ilmu dan Teknologi Lingkungan, Kimia Lingkungan

Departemen Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga

Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213343719306050?dgcid=author

Handoko Darmokoesoemo, Yantus A.B. Neolaka, Zakarias S. Ngara, Yosep Lawa, Johnson N. Naat, Didi Prasetyo Benu, Ahmed Chetouani, Hicham Elmsellem, Heri Septya Kusuma. Simple design and preliminary evaluation of continuous submerged solid small-scale laboratory photoreactor ( CS4PR ) using TiO2/NO3@TC for dye degradation. J. Environ. Chem. Eng. 7, 103482 (2019).

Berita Terkait

UNAIR News

UNAIR News

Media komunikasi dan informasi seputar kampus Universitas Airlangga (Unair).

Leave a Replay

Close Menu