JURNAL KIMIA (JOURNAL OF CHEMISTRY) 15 (1), JANUARI 2021 DOI: https://doi.org/10.24843/JCHEM.2021.v15.i01.p09

p-ISSN 1907-9850

e-ISSN 2599-2740


BENTONIT-Fe3O4 SEBAGAI FOTOKATALIS DALAM PROSES FOTODEGRADASI NAPHTHOL BLUE BLACK DENGAN IRADIASI UV

I. E. Suprihatin*, N. D. Murdani dan I W. Suarsa

Program Studi Kimia FMIPA Universitas Udayana, Bukit Jimbaran, Bali, Indonesia 80361

*Email: [email protected]

ABSTRAK

Bentonit adalah salah satu jenis bahan yang umum.digunakan sebagai penyerap limbah zat warna. Namun, masih terdapat kesulitan dalam pemisahan dan pengumpulan kembali..adsorben setelah proses penyerapan. Oleh karena itu, dalam penelitian ini bentonit dijadikan komposit dengan oksida besi yang bersifat magnetik untuk mengatasi masalah tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mendegradasi zat warna Naphthol blue black menggunakan bentonit-Fe3O4 sebagai fotokatalis bukan sekedar adsorben.. Penelitian ini.meliputi penentuan.massa    bentonit-Fe3O4    optimum,    pH    optimum,    waktu    iradiasi    optimum,

serta..efektivitas.fotodegradasi..pada       kondisi       optimum...Hasil       penelitian       menunjukkan

bahwa..kondisi..optimum..yang diperoleh yaitu massa bentonit-Fe3O4 sebesar 50 mg, pH. 5 dan waktu iradiasi dengan sinar UV adalah 30 menit. Persentase fotodegradasi pada kondisi optimum sebesar 98,95±0,01% yang menunjukkan fotodegradasi menggunakan fotokatalis bentonit-Fe3O4 efektif menurunkan konsentrasi zat warna Naphthol blue black...

Kata kunci: fotodegradasi, katalis bentonit-Fe3O4, Naphthol blue black

ABSTRACT

Bentonite is one of the best adsorbents for dye waste. However, there is a problem in separating and recollecting the adsorbent.after the adsorption process. Therefore, in this research bentonit was composited with Fe3O4 which was paramagnetic and used as a photocatalyst instead of adsorbent. This study aimed to degrade Naphthol blue black dyes using the bentonite-Fe3O4 photocatalysts. In this research the bentonite-Fe3O4 photocatalyst was used to assist the photodegradation of blue-black naphthol using UV light. The study included the determination.of the optimum conditions namely the mass of bentonite-Fe3O4,.pH, and irradiation time, as well as the effectiveness of photodegradation under the..optimum conditions...The result of the study showed that the optimum conditions obtained were as follows: the mass of bentonite-Fe3O4 of 50 mg, pH 5, and the irradiation time of 30 minutes. The effectiveness of photodegradation under the optimum conditions was 98.95±0.01%. This indicated that.photodegradation method using bentonite-Fe3O4 as the photocatalysts effectively decreased the concentration of Naphthol Blue Black dyes in the waste.

Keywords: bentonit-Fe3O4 catalyst, Naphthol blue black, photodegradation

PENDAHULUAN

Salah satu permasalahan lingkungan.saat ini adalah limbah cair yang berasal dari..industri. Limbah bisa mencemari bahkan merusak lingkungan,.baik untuk jangka waktu..yang pendek maupun panjang (Effendi, 2003)...Dalam limbah cair tersebut juga terdapat berbagai macam polutan sisa proses produksi...Limbah cair proses produksi tekstil biasanya mengandung zat warna sintetis yang merupakan gabungan dari senyawa..organik tidak jenuh,..kromofor dan

auksokrom sebagai pengaktif kerja kromofor dan pengikat antara warna dengan serat....Zat warna sintetis seperti naphthol blue black bersifat sangat stabil./Apabila pewarna tekstil ini berada di lingkungan terlalu lama maka akan menyebabkan pencemaran yang berbahaya karena senyawa ini bersifat karsinogenik dan tergolong senyawa non biodegradable.…Oleh karenanya limbah pabrik seperti pencelupan yang menggunakan zat warna ini harus diolah..dahulu sebelum dibuang ke lingkungan...

Berbagai metode pengolahan limbah..zat warna tekstil saat ini telah banyak dikembangkan. Pengolahan tersebut mencakup pengolahan secara fisik, kimia, dan biologis seperti pengolahan dengan lumpur aktif, penambahan koagulan serta dengan cara adsorpsi...Metode pengolahan limbah secara adsorpsi dinilai kurang efektif karena tidak mampu memecah polutan zat warna menjadi komponen-komponen yang lebih sederhana, tetapi hanya memindahkan polutan ke dalam fase padat partikel adsorben yang apabila tidak dikelola dengan baik dapat menimbulkan permasalahan baru (Wijaya et al., 2006)....Sistem pengolahan limbah zat warna secara biologis di sisi lain, menurut Nandiyanto (2008) kurang efektif karena memerlukan komponen biologis yang spesifik untuk mendegradasi satu jenis zat warna saja. Metode alternatif yang saat ini cocok dikembangkan untuk mengolah limbah zat warna tekstil adalah fotodegradasi...

Metode fotodegradasi dimanfaatkan sebagai salah satu metode untuk pengolahan limbah zat warna...Zat warna organik dalam metode ini diuraikan menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana dengan adanya bantuan sinar atau foton dan katalis...Zat warna mendekati permukaan fotokatalis yang kemudian mengalami degradasi dengan bantuan sinar UV (Bharathi et al, 2009).

Kinerja fotokatalis .dapat di optimalkan dengan melakukan pengembanan suatu material pendukung.Besi oksida yang digunakan yaitu Fe3O4 yang dikenal..sebagai magnetit atau magnet dalam bentuk mineral dan mempunyai struktur spinel..dengan sel unit kubik yang terdiri dari 32 ion oksigen,..dimana di setiap celahnya ditempati oleh ion Fe2+ dan Fe3+. Selain kemudahan pemisahannya..fotokatalis Fe3O4 dalam metode fotodegradasi ini memungkinkan terjadinya mineralisasi sempurna polutan organik menjadi CO2 sehingga polutan organik yang awalnya bersifat      non-biodegradable      menjadi

biodegradable(Bilalodin et al., 2013). Pengembanan Fe3O4 ke dalam bentonit diharapkan dapat meningkatkan jumlah situs aktif fotokatalisis sehingga terjadi peningkatan kinerja degradasi.

Penggunaan bentonit sebagai padatan pengemban didasarkan pada beberapa alasan, antara lain, dengan..adanya bentonit maka luas permukaan interaksi pada katalis akan lebih besar, sehingga penggunaan oksida fotokatalis akan semakin efisien. Bentonit juga memiliki sifat adsorpsi yang sangat baik sehingga penggunaan bentonit sebagai padatan pengemban akan

memudahkan dan mempercepat proses transfer massa adsorbat sehingga kontak antara..oksida logam fotokatalis dengan senyawa organik lebih mudah terjadi dan reaksi akan lebih cepat berlangsung. Beberapa penelitian yang telah dilakukan menunjukkan peningkatan kemampuan komposit bentonit dengan beberapa jenis semikonduktor seperti ZnO (Sitepu et al., 2016; Diantariani et al., 2016), TiO2 (Leksono, 2012), Fe2O3 (Riskiani et al., 2019), SnO2 (Zhuang et al., 2014), ZnS (Aruna et al., 2002), CuS (Nurdani, 2009), CeO2 (Futikhaningtyas et al., 2013), ZrO2 (Zhang et al., 2001) dan WO3 juga sering digunakan (Satanized et al., 2011). Partikel nano ZnO yang diembankan pada bentonit mampu mendegradasi Acid Yellow 11 hingga mencapai 90% (Diantariani et al., 2016). Bentonit yang dimodifikasi dengan menambahkan semikonduktor TiO2 dan ZnO (Diantariani, 2016; Sitepu, 2016) dapat meningkatkan persentase degradasinya. Pada Fe2O3, mengadsorpsikan larutan garam logam yang mengandung komponen aktif logam pada padatan bentonit merupakan cara yang dapat digunakan untuk memperbanyak jumlah sisi aktif katalis. Fotokatalis bentonit-Fe2O3 efektif mendegradasi metilen biru dengan sinar UV(Dewi et al.,2016; Riskiani et al., 2019). Dengan demikian, dengan mensintesis komposit bentonit dengan logam dapat meningkatkan kemampuan adsorpsi bentonit dalam mendegradasi polutan dalam limbah.

Dalam artikel ini dilaporkan tentang sintesis komposit bentonit-Fe3O4 dan pemanfaatannya sebagai fotokatalis untuk mendegradasi zat warna Naphthol blue black...

MATERI DAN METODE

Bahan

Bahan- bahan..yang digunakan dalam penelitian..ini meliputi zat..warna naphthol blue black, bentonit, FeCl2.4H2O, FeCl3.6H2O, NaOH, HCl, aquades, dan aqua demineralisasi(aqua DM)...

Alat

Alat yang digunakan meliputi alat-alat gelas, timbangan analitik, pH meter, stirer, kertas saring, pipet tetes, irradiator UV, oven, plastik hitam, alumunium foil. Analisis dilakukan dengan spektrofotometer UV-Vis 1800 Shimadzu dan Scanning Electron Microscopy – Energy

Dispersive Spectroscopy (SEM-EDXJEOL JSM-6510LA).

Cara Kerja..

Preparasi Bentonit

Sebanyak 100 g lempung bentonit digerus sampai halus dan diayak menggunakan ayakan 200 mesh. Kemudian bentonit dicuci dengan menambahkan 2 L aqua DM dan diaduk selama 2 jam. Bentonit dikeringkan dalam oven pada temperatur 120°C..selama 24 jam. Bentonit yang sudah kering..kemudian digerus dan..diayak dengan..menggunakan ayakan 200 mesh. ..

Preparasi..Fe3O4

Sebanyak 2 mmol FeCl2 dan 4 mmol FeCl3 dilarutkan dalam etanol 80%. Kemudian diaduk menggunakan pengaduk magnetik selama 30 menit. Setelah itu larutan NaOH (5%) diteteskan ke dalam campuran FeCl2 dan FeCl3 untuk menaikkan pH sambil diaduk secara konstan menggunakan magnetic stirrer selama 1 jam.    Setelah semua tercampur kemudian

didinginkan dan dicuci menggunakan etanol absolut, kemudian dikeringkan dalam oven dengan suhu 300°C selama 2 jam...

Preparasi Komposit Bentonit-Fe3O4

Sebanyak 10 g Fe3O4 dilarutkan dengan 20 mL HCL 12 M. Larutan kemudian diaduk menggunakan pengaduk magnetik selama 60 menit pada 90°C. Sebanyak. 25 mL NH4OH 6 M ditambahkan ke dalam filtrat, diaduk, lalu didiamkan selama 30 menit..sehingga diperoleh endapan Fe3O4. Endapan Fe3O4 yang berwarna hitam                                   pekat

dipisahkan,..kemudian..dicuci..menggunakan aquades..sebanyak 3 kali agar didapatkan hasil yang bersih dari pengotor. Setelah didapatkan endapan Fe3O4 kemudian ditambahkan bentonit sebanyak      20      gram..dan      diaduk

menggunakan..pengaduk magnetik selama 30 menit pada   60°C...Selanjutnya   endapan

dikeringkan dengan cara dipanaskan dalam tanur sampai suhu 300°C hingga menjadi serbuk kemudian dikarakterisasi   dengan..Scanning

Electron Microscope (SEM) untuk mengetahui morfologi dan ukuran partikelnya.

Penentuan Massa Fotokatalis Optimum

Sebanyak 5..buah gelas beker..100 mL yang telah dibungkus plastik hitam masing-masing diisi .25 mL larutan naphthol blue black 100 ppm. Ke dalam masing-masing..gelas beker ditambahkan Fe3O4 sebanyak 25, 50, 100, 200 dan

300 mg. Diiradiasi dengan..lampu UV selama 60 menit,..sambil diaduk menggunakan pengaduk magnetik. Kemudian disaring dan filtratnya diukur absorbansinya dengan..spektrofotometer UV-VIS pada panjang gelombang 371 nm.

Penentuan pH Optimum

Sebanyak 8 buah gelas beker 100 mL yang telah dibungkus plastik hitam masing-masing diisi 25 mL larutan Naphthol blue black 100 ppm. Ke dalam masing-masing gelas beker tersebut ditambahkan komposit bentonit-Fe3O4 sebanyak massa optimumnya. Kedelapan larutan tersebut diatur pHnya dengan nilai yang berbeda yaitu pH 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 dan 10. Diiradiasi dengan lampu UV selama 60 menit, sambil diaduk dengan pengaduk magnetik.Kemudian disaring dan filtratnya diukur absorbansinya dengan spektrofotometer UV-VIS pada panjang gelombang 371 nm...

Penentuan Waktu Iradiasi Optimum

Sebanyak 6 buah gelas beker 100 mL yang telah dibungkus plastik hitam masing-masing diisi 25 mL larutan naphthol blue black 100 ppm pada pH 5 dan 50 mg. Fotokatalis (pH dan massa optimum). Diiradiasi dengan lampu..UV dengan variasi waktu 5, 15, 30, 60, 120, dan 180 menit sambil diaduk dengan..pengaduk magnetik. Kemudian disaring dan filtratnya diukur absorbansinya dengan spektrofotometer UV-VIS pada panjang gelombang 371 nm.

Penentuan Efektivitas Proses Fotodegradasi

Efektivitas yang dimaksud dalam hal ini adalah keberhasilan fotokatalis bentonit-Fe3O4 untuk mendapatkan persentase degradasi yang diinginkan. Dapat dikatakan efektif jika persentase degradasi lebih besar atau sama dengan(≥) 60% (Lubis et al., 2018).

Efektivitas fotodegradasi larutan Naphthol blue black ditentukan dengan 2 perlakuan, yaitu tanpa dan dengan radiasi UV.Ke dalam gelas beker diisi 25 ml larutan Naphthol blue black 100 ppm dan ditambahkan 50 mg fotokatalis bentonit-Fe3O4 dan diatur agar pH 5. Gelas beker pertama dimasukkan ke kotak radiasi dan pembungkus plastik hitam dilepaskan. Selanjutnya gelas beker diiradiasi dengan sinar UV selama waktu optimum yang diperoleh, sambil diaduk dengan pengaduk magnetik. Gelas beker kedua hanya diaduk tanpa iradiasi. Selanjutnya,..campuran sambil diaduk dengan pengaduk magnetik selama 30 menit.

Dalam semua proses, konsentrasi zat warna yang tidak terdegradasi ditentukan dengan mengukur absorbansi filtrat setelah campuran hasil fotodegradasi disaring. Konsentrasi ditentukan dengan metode kalibrasi Kemudian konsentrasi Naphthol blue black dimasukkan ke dalam rumus persentase degradasi (%D) dengan persamaan sebagai berikut:..

% D = ££-££ x 100%

Co

Co = konsentrasi awal Naphthol blue black

Ct =..konsentrasi Naphthol blue black setelah degradasi...

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Karakterisasi menggunakan SEM

Karakterisasi menggunakan SEM bertujuan untuk mengetahui..perbedaan antara bentonit dengan bentonit-Fe3O4. Hasil SEM bentonit ditunjukkan pada Gambar 1(a) sedangkan komposit bentonit-Fe3O4 pada Gambar 1(b). Terlihat pada Gambar 1 (a)..bahwa partikel

bentonit mempunyai morfologi yang seragam yaitu bulat (spherical) dan permukaan partikel yang tidak beraturan. Hasil ini sama dengan hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Perdana et al (2010).

Analisis dengan menggunakan SEM pada prinsipnya adalah..menggunakan elektron yang direfleksikan dari permukaan preparat atau sampel untuk menghasilkan gambar tiga dimensi. Pada Gambar 1(b)..tampak bahwa partikel Fe3O4 yang disintesis mempunyai ukuran yang tidak seragam dan banyak partikel yang menggumpal dan masih berupa aglomerat serta mempunyai porositas yang cukup besar...Ini ditandai dengan adanya cekungan berwarna hitam yang mengindikasikan bagian pori yang lebih besar...

Nampak bahwa warna hitam lebih banyak, yang menunjukkan bahwa..komponen bentonit lebih banyak daripada Fe3O4 sesuai dengan formulasi pembentukan bentonit-Fe3O4, dimana material bentonite..lebih banyak dibandingkan Fe3O4.



Gambar 1. SEM Komposit (a) Bentonit (b) Bentonit-Fe3O4

Tabel 1. Komposisi unsur pada bentonit-Fe3O4 % Massa

Unsur

Bentonit

Bentonit-Fe3O4

C

23,56

19,47

O

33,19

35,54

Mg

1,94

1,04

Al

12,03

10,56

Si

21,32

19,24

Cl

2,37

2,37

K

2,41

0,85

Ca

1,75

0,89

Ti

1,60

0,43

Fe

3,08

8,91

Cu

0,70

0,70

Nilai kuantitatif dari perubahan morfologi permukaan bentonit ditunjukkan melalui perubahan komposisi unsur yang dianalisis dengan electron dispersive spectroscopy (EDS). Hasil analisis//perubahan komposisi unsur ditampilkan pada Tabel 1. yang menunjukkan adanya perubahan sebelum dan sesudah bentonit dikompositkan dengan Fe3O4. Keberhasilan sintesis bentonit Fe3O4 ditunjukkan dengan kenaikan persentase Fe dari 3,08% pada bentonit menjadi 8,91% pada bentonit-Fe3O4.

Massa Optimum

Percobaan ini dilakukan untuk menentukan massa fotokatalis terendah yang memberikan persentase degradasi larutan Naphthol blue black yang tertinggi.

M

Φ


<u


ω


<v


95.45

96 95.95 95.9 95.85 95.8 95.75 95.7 95.65

~ 95.6 A 95.55

massa fotokatalis (mg)


Gambar 2. Pengaruh massa fotokatalis bentonit-Fe3O4 terhadap persentase degradasi rata-rata (%D)

Hasil optimasi massa fotokatalis menunjukkan terjadinya kenaikan persentase degradasi sebesar 0,04% dari 95,61% menjadi 95,65% pada 50 mg. Persentase degradasi menggunakan 100 mg fotokatalis sebesar 95,66%. Pada kenaikan fotokatalis dari 200 mg menjadi 300 mg terjadi penurunan persentase degradasi sebesar 0,07% dari 95,63% menjadi 95,56%. Gambar 2 memperlihatkan bahwa persentase degradasi (%D) turun dengan bertambahnya massa fotokatalis bentonit-Fe3O4 dari 100 mg sebesar 99,66% ke 300 mg sebesar 95,56%. Terjadinya penurunan persentase degradasi (%D) ini mungkin disebabkan sinar UV yang masuk ke dalam larutan..kurang akibat katalis yang tersuspensi sehingga persentase degradasi (%D) akan menjadi menurun (Madhu, et al., 2007)...

Kurva tersebut menunjukkan massa fotokatalis bentonit-Fe3O4 optimum adalah 50 mg dengan persentase degradasi rata-rata sebesar 95,65%...Berdasarkan data hasil optimasi massa, massa fotokatalis sebesar 50 mg dipilih sebagai massa optimum karena persentase..degradasi Naphthol blue black telah relatif konstan.

pH Optimum

Nilai pH merupakan salah satu faktor yang berpengaruh terhadap proses mendegradasi zat warna Naphthol blue black, sebab besarnya pH berpengaruh terhadap kecepatan reaksi degradasi zat warna Naphthol blue black(Leksono, 2012). pH optimum adalah kondisi pH larutan..yang dibutuhkan untuk memberikan persentase degradasi terbaik pada reaksi fotodegradasi Naphthol blue black oleh fotokatalis bentonit-Fe3O4. Perbedaan kondisi pH larutan dapat menyebabkan perubahan muatan permukaan dan pergeseran potensial reaksi fotokatalis sehingga mempengaruhi proses degradasi zat warna. Gambar 3 menunjukkan hubungan antara nilai pH

dengan persentase degradasi pada reaksi fotodegradasi Naphthol blue black oleh fotokatalis bentonit-Fe3O4.

Gambar 3. Pengaruh pH terhadap persentase degradasi rata-rata (%D)


Gambar 3 menunjukkan bahwa Naphthol blue black relatif lebih mudah terdegradasi pada pH asam daripada pH basa. ..Persentase degradasi mengalami peningkatan dari pH 3 ke 5 dan dari pH 5 ke pH yang lebih tinggi mengalami penurunan. Jadi disimpulkan bahwa pH optimum untuk mendegradasi zat warna adalah pada pH 5 dengan persentase degradasi sebesar 99,30%.

Persentase degradasi tertinggi..diperoleh pada pH 5 karena perbedaan muatan permukaan antara fotokatalis dan polutan menyebabkan terjadinya interaksi elektrostatis antara permukaan katalis yang bermuatan positif dengan anion dari Naphthol blue black yang bermuatan negatif..menghasilkan adsorpsi yang..kuat. Sementara itu, pada pH basa terjadi gaya tolak-menolak (Coulombic repulsion) yang diakibatkan oleh permukaan katalis dan polutan sama-sama bermuatan negatif (Mozia et al., 2009)...Hal ini menyebabkan Naphthol blue black terdegradasi lebih efektif pada pH asam dibanding pH basa.Pada suasana asam terjadi dengan cepat karena OH- akan berikatan dengan H+ sehingga meningkatkan jumlah radikal hidroksil yang menyebabkan degradasi zat warna semakin besar. Zat warna alam didegradasi oleh OH• menjadi CO2 dan H2O dan hasil samping lainnya...

Waktu Iradiasi Optimum

Penentuan waktu iradiasi optimum Naphthol blue black dilakukan bertujuan untuk mengetahui lama waktu yang diperlukan komposit bentonit-Fe3O4 dalam mendegradasi Naphthol blue black dalam jumlah besar. Waktu optimum fotodegradasi Naphthol blue black dapat diketahui dengan membuat kurva hubungan antara waktu dengan persentase degradasi. Kurva tersebut ditunjukkan pada Gambar 4.

Gambar 4. Pengaruh Waktu Iradiasi terhadap Persentase Degradasi Rata-rata (%D)

Pada awalnya, semakin lama waktu radiasi sinar UV maka semakin banyak foton yang mengenai Fe3O4, sehingga meningkatkan jumlah terbentuknya..radikal..hidroksil..dan..ion superoksida. Kedua spesies ini yang nantinya menyerang Naphthol blue black sehingga semakin banyak Naphthol blue black yang terdegradasi. Gambar 4 menunjukkan bahwa rata-rata persentase degradasi Naphthol blue black pada menit ke-30 telah mencapai 99,50% Berdasarkan hasil tersebut, maka waktu iradiasi selama 30 menit dipilih sebagai waktu iradiasi optimum untuk proses fotodegradasi Naphthol blue black oleh fotokatalis bentonit-Fe3O4. Tidak dipilihnya waktu pada 60 menit dikarenakan perbedaan persentase degradasi antara waktu 30 menit dengan 60 menit relatif sedikit sehingga lebih efektif bila dipilih waktu yang lebih singkat...

Penelitian yang dilakukan oleh Diantari et al.       ,.(2016)..juga..menyebutkan..persentase

degradasi meningkat pada awal dan menurun setelah bertambahnya waktu degradasi. Kenaikan persentase degradasi yang berbanding lurus dengan waktu pada awal proses berhubungan dengan intensitas cahaya yang diberikan pada sistem. Apabila intensitas cahaya yang diberikan pada sistem cukup rendah..(0-20 mW/cm2), maka reaksi fotodegradasi akan bergantung pada pembentukan hole elektron. Hal ini berarti, semakin besar intensitas cahaya yang diberikan, maka persentase degradasi dan dekolorisasi akan semakin tinggi sebelum mencapai waktu optimum (Kumar dan Pandey, 2017).

Efektivitas Proses Fotodegradasi

Efektivitas yang dimaksud dalam hal ini adalah keberhasilan fotokatalis bentonit-Fe3O4 untuk mendapatkan persentase degradasi yang diinginkan. Fotodegradasi dapat dikatakan efektif jika persentase degradasi ≥ 60% (Lubis et al., 2018). Semakin tinggi persentase degradasinya

maka semakin efektif sehingga metode dapat digunakan untuk menghilangkan polutan yang ada dilingkungan. Efektivitas fotodegradasi larutan Naphthol blue black ditentukan dengan 2 perlakuan, yaitu tanpa dan dengan radiasi UV. Perlakuan dengan sinar dan tanpa sinar, yang dimaksudkan untuk memperkirakan persentase fotodegradasi yang terjadi, sebab proses fotodegradasi selalu berjalan bersamaan dengan proses adsorpsi sehingga perlu diselidiki proses mana yang terjadi...

Kondisi optimum

Gambar 5. Persentase Degradasi pada Kondisi Optimum

Gambar 5 menunjukkan bahwa persentase degradasi bentonit-Fe3O4 sebesar 98,95±0,01% diperoleh dengan sinar UV dan 93,57±0,02% tanpa iradiasi. Berdasarkan nilai persentase degradasi yang diperoleh dalam penelitian ini yang jauh lebih tinggi dari target (≥ 60%), maka dapat dikatakan bahwa fotodegradasi zat warna Naphthol blue black dengan fotokatalis bentonit-Fe3O4 ini efektif.

Komposit..bentonit-Fe3O4..mempunyai kemampuan mendegradasi yang tinggi karena berfungsi sebagai katalis yang mempercepat reaksi redoks sehingga kontak antara zat warna dengan katalis tersebut besar. Percobaan dengan iradiasi memberikan persentase degradasi lebih tinggi yang membuktikan terjadinya proses fotodegradasi dengan bantuan bentonit-Fe3O4. Zat warna yang telah masuk ke dalam fotokatalis bentonit- Fe3O4 akan didegradasi oleh radikal hidroksil sehingga dihasilkan CO2, H2O, dan hasil samping   lainnya..Terjadinya   fotodegradasi

diperkuat dengan turunnya pH. Pada keadaan tanpa cahaya kemungkinan zat warna masuk ke dalam bentonit (adsorpsi) sehingga terjadi penurunan konsentrasi zat warna.

SIMPULAN

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka diperoleh simpulan sebagai berikut : Kondisi optimum yang diperoleh dalam proses degradasi zat warna Naphthol blue black yaitu massa fotokatalis bentonit-Fe3O450 mg, waktu irradiasi selama 30 menit dan pH 5.Persentase degradasi Naphthol blue black oleh cahaya UV dengan fotokatalis bentonit-Fe3O4 pada kondisi optimum mencapai 98,95±0,01%, sehingga fotodegradasi dengan fotokatalis yang disintesis ini sangat efektif.

DAFTAR PUSTAKA

Aruna, S.T., and Patil, K.C. 2002. Journal of Material Synthesis and Processing. 4(3): 175 – 179.

Bharathi, S., Nataraj, D., Mangalaraj, D., Masuda, Y., Senthil, K. and Yong, K. 2009. Highly      Mesoporous      α-Fe3O4

Nanostructures:Preparation,Characteriz ation and Improved Photocatalytic Performance Towards Rhodamine B (RhB). J. Phys. 43 (1): 1-9.

Bilalodin, Sunardi dan Muthtar Effendy. 2013.

Analisis Kandungan Senyawa Kimia dan Uji Sifat Magnetik Pasir Besi Pantai Ambal. Jurnal Fisika Indonesia. 17(50): 1410-2994.

Budhyantoro, A. and Widi, R. K. 2014. Preparation Of TiO2-Fe3O4 Supported Bentonite and Its Activity Test for Photocatalytic Of Phenol. In: The 2nd International Seminar on Fundamental And Application of Chemical Engineering 2014.12-13.

Dewi M. A., Suprihatin, I. E., dan Sibarani J.

2017. Fotodegradasi Zat Warna Remazol Brilliant Blue dengan Bentonit Terimpregnasi Fe2O3. Jurnal Kimia. 11(1): 82-87.

Diantariani, N. P., Suprihatin, I. E. dan Widihati, I. A. G. 2016. Synthesis Of ZnO-AC Composite and Its Use in Reducing Textile Dyes Concentrations Of Methylene Blue and Congo Red By Photodegradation. Cakra Kimia. 4(1): 1-7.

Effendi, H. 2003. Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya Lingkungan Perairan. PT. Kanisius. Yogyakarta.

Gu, F. S., Wang, F., Song, C. F., Lu, M. K., Qi, Y.

X. G., Zhou, J., Xu, D., and Yuan, D. R.

2003. Synthesis and luminescence properties of SnO2 nanoparticles. Chem. Phys. Lett. 371: 451-454.

Fatimah, I., Wang. S. and Wulandary. D. 2010. ZnO/Montmorillonite              for

Photocatalytic and Photochemical Degradation of Methylene  Blue.

Journal Science. 53: 553-560.

Feng C., Jincai Z., and Hisao H. 2003. Highly selective deethlation of rhodamine B: Adsorption and photooxidation pathways of the dye on the TiO2/SiO2 composite photocatalyst. International Journal of Photoenergy. 5: 23-25

Xu, H., Yu, T. and Liu, J. 2014. Photodegradation of Acid Yellow 11 in aqueous on nano-ZnO/Bentonite under ultraviolet and visible light irradiation. Materials Letters. 117: 263– 265,

Pan, J., Xu, L., Dai J. et al. 2011. Magnetic molecularly imprinted polymers based on attapulgite/Fe3O4 particles for the selective recognition of 2,4-dichlorophenol. Chemical Engineering Journal. 174( 1): 68–75.

Kumar, S. & Pandey, A. 2017. Photodegradation of New Methylene Blue N in Aqueous Solution Using Zinc Oxide and Titanium Dioxide   as   Catalyst.

Desalination. 1-14

Leksono, V. A. 2012. Pengolahan Zat Warna Tekstil    Naphthol    blue black

Menggunakan Bentonit Terpilar Titanium Oksida   TiO2.   Skripsi.

Universitas Airlangga. Surabaya.

Lubis S., Sheilatina, P., Vicky. P., Nika. S. S. 2018. Preparation and Characterization of Titania/Bentonite Composite Application on the Degradation of Naphthol Blue Black Dye. Research Journal of Chemistry and Environment. 22(3): 4853.

Madhu, G. M., Lourdu, A. R. M. A., Vasantha, Kumar P. K., and Shreyas.  2007.

Photodegradation of Methylene Blue Dye using UV/BaTiO3, UV/H2O2, and UV/ H2O2/BaTiO3 Oxidation Processes, Indian Journal of Chemical Technology. 14: 139–144.

Mondestov, A., Blezer, V., Marjasin, I., and Lev, O. 1997, Photocatalytic degradation of Chlorinated Phenoxyacetic Acids by A New Buoyant Titania-Exfoliated

Graphite Composite Photocatalyst. J. Phys. Chem B. 101: 4623-4629

Mozia S, Morawski A.W, Toyoda M, Inagaki M. 2009. Application of anatase phase TiO2 for decomposition of azo dye  in

photocatalytic membrane reactor.  J.

Desalination. 241(1-3): 97-105.

Nandiyanto, A. B. D., 2008. Advances in Surface Science Vol . 38. Academica Press, Los Angeles.

Nurdani Yusni. 2009. Sintesis dan Karakterisasi CuO-Bentonit Serta Aplikasi sebagai Fotokatalis. FMIPA UI. Depok.

Nogueira, R. F. P, and Jardim, W. F. 1993. Photodegradation of methylene Blue Using SolarLight and Semiconductor (TiO2 ).Journal of Chemical Education. 70 (10): 861-862.

Puspaningrum. S. 2007. Pengaruh Jenis Adsorben Pada Pemurnian Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar (Jatropha curcas L).Journal of Chemistry. 2:1.

Futikhamimhtyas, R., Puspaningrum, N. W. and Nurhasanah, I. 2013. Analisis mikrostruktur nanopartikel CeO2 didoping Zn yang disintesis menggunakan metode presipitasi. Youngster Physic Journal. 2(2): 21-26.

Riskiani, E., Suprihatin, I. E. dan Sibarani, J. 2019. Fotokatalis Bentonit-Fe2O3 Untuk Degradasi Zat Warna Remazol Brilliant Blue. Cakra Kimia. 7(1): 46-54.

Zhuang, S., Xu, X., Feng, B., Hu, J., Pang, Y., Zhou, G., Tong, L., and Zhou. Y. 2014. Photogenerated carries transfer in dye-graphene-SnO2 composites for highly efficient visible-light photocatalysts. Appl. Mater. Interfaces 6: 61-621.

Sharma, V. K. , Ria A. Y, Yekaterina L. 2009, Silver Nanoparticles: Green Synthesis and Their Antimicrobial Activities, J. Adv. Colloid Interface Sci. 145: 83–96.

Sitepu, C. O.,Ratnayani, O., Suprihatin, I. E., 2016. Sintesis Komposit ZnO-Bentonit dan Penggunaannya Dalam Proses Fotodegradasi Methyl Orange. Cakra Kimia. 4(2): 153-160.

Rao K. V. S., Lavedrine B. and Boule P. 2003. Influence of metallic species on TiO2 for

the photocatalytic degradation of dyes and dye intermediates. J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 154: 189–193.

Sun Z., Chen Y., Ke Q., Yang Y. And Yuan J. 2002. Photocatalytic degradation ofa cationic azo dye by TiO2/bentonite nanocomposite. J. Photochem. Photobiol. AChem. 149: 169-174.

Soltaninezhad, M., dan Aminifar, A. 2011. Study nanostructures of semiconductor zinc oxide (ZnO) as a photocatalyst for the degradation of organic pollutants. International Journal Of Nano Dimension. 2(2): 137-145.

Stock, N. L., Peller, J., Vinadgopal, K., Kamat, P. V. 2000. Combinative Sonolysis & Photocatalysis for Textile Dye Degradation. J. Environ. Sci.Technology. 34: 1747-1750.

Xu, T., Liu, Y., Ge, F. and Ouyang, Y. 2014 Simulated solar light photooxidation of azocarmine  B over hydroxyl  iron

aluminum pillared bentonite using hydrogen    peroxide. Applied    Clay

Science. 100: 35–42.

Wang, J., Guo, B., Zhang, X., Zhang, Z.,Han, J., Wu, J. 2005. Sonocatalytic Degradation of Methyl Orange in the Presence of TiO2 Catalysts and Catalytic Activity Comparison of Rutile and Anatase, J Ultrasonics Sonochemistry.12: 331-337.

Widihati, I.A.G. 2002. Sintesis Lempung Montmorillonit Terpilar Fe2O3 dan Kajian Sifat-sifat Kimia–Fisikanya, Tesis Program Pasca Sarjana,   UGM.

Yogyakarta.

Wijaya, K., Sugiharto, E., Fatimah, I., Sudiono, S., dan Kurniaysih, D. 2006. Utilisasi TiO2-Zeolit Dan Sinar UV Untuk Fotodegradasi Zat Warna Congo Red. Berkala MIPA. 3 :27-35.

Zhang, L., Kanki, T., Sano, N., Toyoda, A. 2001. Photocatalytic degradation of organic compounds in aqueous solution by a TiO2-coated rotating- drum reactor using solar light, Solar Energy. 70(4): 331–337.

66