1
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Perkem Perkembang bangan an indust industri ri batik batik semaki semakin n mening meningkat kat hal ini berandi beranding ng lurus lurus dengan meningkatnya limbah yang dihasilkan dari industri batik tersebut. Molekul zat warna merupakan gabungan dari zat organik tidak jenuh dengan kromofor sebagai pembawa warna dan auksokrom sebagai pengikat warna dengan serat. Jenis yang paling banyak digunakan saat ini adalah zat warna reaktif dan zat warna dispersi, hal ini disebabkan karena produksi tekstil dewasa ini adalah serat sintetik seperti serat polamida, poliester dan poliakrilat. Bahan tekstil sintetik ini, terutama serat poliester, kebanyakan hanya dapat dicelup dengan zat warna dispersi. Limbah batik mencemari lingkungan lingkungan dan merusak merusak kehidupan kehidupan biota perairan. perairan. ditambahin tentang limbah batik cari jurnal, peraturan pemerintah yg mengatur limbah batik! Metode Metode pengolahan limbah cair baik secara biologi, kimia, fisika, maupun kombinasi antara ketiga proses tersebut banyak digunakan untuk mengolah limbah. "otokatalisis menggunakan #inc $ksida #n$! merupakan metode yang efisien untuk mendegradasi secara simultan senyawa organik dan logam berat. Bahan fotokatalis apabil apabilaa dikena dikenaii energi energi foton foton yang yang sesuai sesuai akan menghas menghasil ilkan kan elektr elektron on pada pada pita pita konduksi yang dapat mereduksi logam berat dan hole pada hole pada pita %alensi yang dapat mengoks mengoksidas idasii senyaw senyawaa organi organik k &iu, &iu, dkk., dkk., '()'!. '()'!. *eng oksida oksida #n$! #n$! merupa merupakan kan bahan semikonduk dengan band gap yang lebar +. e- bizarro,dkk., '()(! dan
2
memiliki bulir kristal /, nm widiyastuti, dkk, '())!. Penggunaan fotokatalis kebanyakan masih menggunakan sumber sinar dari lampu 0- yang mengkonsumsi energi yang tinggi sehingga meningkatkan biaya operasi sistem fotokatalitik. 0ntuk mengatasi Energy Gap (Eg) yang tinggi pada #n$ maka diperlukan dopant agar Energy Gap (Eg) pada #n$ menjadi turun dan bergeser dari daerah 0- menjadi daerah %isibel. Pendopingan juga dapat memperkecil ukuran bulir kristal sehingga memperbesar luas permukaan fotokatalis.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan penelitian 1il Mo 2am and Myoung * 3, '((/!, sintesis #n$ terdoping 4l dapat menggeser penggunaan sinar u% menjadi sinar matahari. 5ndustri batik menghasilkan limbah yang sangat sulit terdegradasi secara langsung. Limbah ini mencemari lingkungan dan merusakan biota kehidupan air. 1.3 Tujuan Penelitian
Membuat "otokatalis untuk mengolah limbah batik berbasis sinar matahari. 1.4 Luaran ang Dihara!kan
Publikasi ilmiah berupa Jurnal 5nternasional 6 Asian Academic Research Journal” 1." #egunaan Penelitian
3egunaan penelitian ini yaitu untuk mengatasi pencemaran lingkungan yang berasal dari limbah batik
3
BAB 2 T$N%AUAN PU&TA#A 2.1 Lim'ah Batik
Molekul zat warna merupakan gabungan dari zat organik tidak jenuh dengan kromofor sebagai pembawa warna dan auksokrom sebagai pengikat warna dengan serat. 1ugus kromofor adalah gugus yang menyebabkan molekul menjadi berwarna. Pada tabel 55.' dapat dilihat beberapa nama gugus kromofor dan memberi daya ikat terhadap serat yang diwarnainya. Ta'el $$.1 2ama dan *truktur 3imia 3romofor Manurung dkk., '((! Nama (ugus
&truktur #imia
2itroso
2$ atau 727$8!
2itro
2$' atau 2927 $$8!
1rup 4zo
72927
1rup 3arbon : 2itrogen
7;928< ;8927
1rup 3arbon *ulfur
7;9*< 7;7*7*7;7
*etiap jenis zat warna mempunyai kegunaan dan sifat7sifat tertentu. Jenis yang paling banyak digunakan saat ini adalah zat warna reaktif dan zat warna dispersi, hal ini disebabkan karena produksi tekstil dewasa ini adalah serat sintetik seperti serat polamida, poliester dan poliakrilat. Bahan tekstil sintetik ini, terutama serat poliester, kebanyakan hanya dapat dicelup dengan zat warna dispersi.
4
Remazol golden yellow RNL termasuk jenis zat warna reaktif golongan azo dan disebut juga dengan reactive orange )(=. Remazol golden yellow RNL merupakan golongan monoazo yang memiliki gugus kromofor -inilsulfon. #at warna ini larut di dalam air dan memiliki panjang gelombang )( nm ;hatzisymeon, '((!. 2.2 &emik)n*ukt)r +n,-Al
Lapisan tipis #n$>4l telah banyak diteliti karena aplikasinya begitu luas yaitu untuk peralatan permukaan gelombang akustik, sensor tekan, sensor gas, foto diode maupun sel surya. Bahan ?;$ ini selain mempunyai nilai resisti%itas yang rendah dan harganya murah juga mempunyai sifat7sifat optik yang baik. @oping #n$ dengan menggantikan #n'A dengan atom %alensi yang lebih tinggi seperti 4l golongan 555! dapat merubah elektri%itas dan sifat optiknya. @oping pada #n$ dengan logam 4l dilaporkan menghasilkan nilai batasan Energy Gap (Eg)dan efisiensi fotodegradasi yang baik pada sinar tampak 8idayat dkk ! '((!. 8al ini karena logam 4l merupakan unsur golongan 555 yang berfungsi sebagai donor atau pengotor elektron. @engan demikian, hampir semua elektron donor akan masuk menuju pita konduksi sehingga dalam hal ini menyebabkan terjadinya penyempitan energi gap yang disebabkan oleh munculnya le%el energi baru diantara pita %alensi dan pita konduksi. @onor 4l yang memiliki %alensi yang lebih tinggi dari #n menjadikan "otokatalis bertipe7n dalam hal ini akan terbentuk donor le%el. kristian, dkk., '()(!.
5
2.3 )t)katalis
"otokatalisis merupakan suatu kombinasi proses fotokimia dengan proses katalitik, baik cahaya maupun katalis sama7sama dibutuhkan untuk melangsungkan atau mempercepat reaksi kimia 1unlazuardi, '((=!. "otokatalis memanfaatkan foton cahaya!
tampak
atau
ultra%iolet
untuk
mengaktifkan
katalis
contohnya
semikonduktor yang kemudian bereaksi dengan senyawa kimia yang berada pada atau dekat dengan permukaannya Palupi, '((!.
3etika semikonduktor disinari cahaya, generasi elektron dan lubang dimulai, adsorpsi spontan molekul dalam cairan terjadi dan elektron akan dipindahkan ke molekul akseptor serta molekul donor memberikan elektron ke lapis tipis semikonduktor. 8ole menghasilkan $8C bereaksi dengan molekul air dan molekul $' menerima elektron untuk membentuk superoksida $'C7. *uperoksida radikal bertindak sebagai agen oksidasi. Dadikal yang terbentuk bereaksi dengan larutan sampel, memecah belah dalam sistem terkonjugasi yang yang mengarah pada dekomposisi larutan sampel. 3ehadiran elektron ekstra berkontribusi terhadap pembentukan
$'C7
yang
mempercepat
mekanisme
dekomposisi. "ole pada
permukaan #n$ mampu mengoksidasi $87 dan molekul air menghasilkan $8C. Dadikal hidroksil merupakan oksidator yang memiliki potensial yang cukup besar sehingga mampu mengoksidasi berbagai senyawa organik dan elektron yang sudah tereksitasi menuju pita konduksi juga berperan dalam hal ini. Deaksi yang terjadi > #n$ A hv E #n$ eF A hA!
6
$' A e7 E $'7 hA A 8'$ E $8Cad A 8AaG hA A dye E product $8C A dye E product e7 A $' E $'7aG e7 A $' A 8'$ E 8$'aG! A $87 $'7 A dye E product *apkal, D.?. dkk., '()' !
7
BAB $$$ MET,DE PENEL$T$AN
Penelitian tentang sintesis fotokatalis #n$74l untuk pengolahan limbah batik meliputi beberapa tahapan yaitu tahap pertama sintesis #n$74l dengan metode sol gel. 8asil sintesis dilapiskan pada kaca ?;$ dengan menggunakan spray coating kemudian dikarakterisasi menggunakan HD@ dan *pektrofotometer @ifus Deflektansi #$%$isi&le. ?ahap selanjutnya fotokatalisis larutan sampel limbah batik dan analisis hasil menggunakan *pektrofotometer 0-7$is. $$$.1 Bahan *an Alat $$$.1.1 Bahan
Bahan7bahan yang digunakan adalah #n;8+;$$8!.'8'$ p.a merck!, 4l2$!+./8'$ p.a merck!, 28';8'!'$8 p.a merck!, ;8+$;8'!'$8 p.a merck!, Limbah batik, 4kuades $$$.1.2 Alat
4lat yang dibutuhkan adalah peralatan gelas standar penelitian, timbangan digital, magnetic stirrer , 'urnace, *pektrofotometer @ifus Deflektansi #$%$isi&le, 5nstrumen %Ray i''raction HD@!, reaktor fotokatalis, lampu 0-7;, lampu tungsteen! *pektrofotometer #$%$is, *pektrofotometer *erapan 4tom *44!.
8
$$$.2 Pr)se*ur #erja $$$.2.1 &intesis La!is Ti!is +n,-Al
*intesis lapis tipis #n$ yang didoping oleh 4l terlebih dahulu dengan mereaksikan #n;8+;$$8!.'8'$, ;8+$;8';8'$8, 28';8';8'$8. 3emudian dilanjutkan pendopingan 4l dengan mereaksikan 4l2$!+./8'$ dan pelapisan pada kaca ?;$ dengan metode spray coating serta dilakukan pemanasan pada 'urnances pada suhu I+( (;. #n$74l yang terbentuk kemudian dikarakterisasi menggunakan HD@ dan @D70-. $$$.2.2 Pre!arasi Larutan Lim'ah Batik
Limbah batik yang akan digunakan adalah limbah yang dihasilkan dari industri batik rumahan di pekalongan. $$$.2.3 Penentuan Panjang (el)m'ang Maksimum
Panjang gelombang maksimun larutan limbah batik ditentukan dengan mengukur besar absorbansi larutan sampel pada berbagai panjang gelombang dari '(( nm sampai (( nm. $$$.2.4 Pem'uatan #ur/a &tan*ar Larutan
Pembuatan kur%a standar dilakukan dengan metode adisi standar. Larutan sampel ditambahkan dengan akuades dalam berbagai %ariasi %olume antara lain )(< )I< '(< 'I dan +( mL. Pada konsentrasi tersebut akan dihasilkan data ab sorbansi yang kemudian di gambarkan dalam bentuk kur%a absorbansi %s konsentrasi. Persamaan
9
yang dihasilkan dari kur%a digunakan untuk menentukan kadar awal dan akhir fenol selama proses fotokatalisis. $$$.3." Pr)ses )t)katalisis Larutan &am!el
Proses fotokatalis dilakukan di dalam reaktor fotokatalis dengan larutan sampel yang digunakan sebanyak )(( mL. Larutan sampel ditambahkan fotokatalis #n$74l. "otokatalisis dilakukan dengan penyinaran cahaya matahari kemudian dilakukan pengukuran absorbansi fenol dengan spektrometer 0-7-is.
10
BAB 4 B$A0A DAN %ADAL #E($ATAN
1.1 anangan Biaa N) 1 2 3 4
%enis Pengeluaran Biaa Peralatan Penunjang Bahan 8abis Pakai Perjalanan Lain7lain %umlah
Biaa !.5 +.I.(((,(( '.+(.(((,(( ).+((.(((,(( +.((.(((,(( )).+/I.(((,((
4.2 %a*6al #egiatan
2o ) ' +
0raian 3egiatan
Bulan ) ) '
+
Bulan '
)
'
*intesis #n$74l Pelapisan pada kaca ?;$ 3arakterisasi #n$74l hasil
I
sintesis Preparasi Limbah Pembuatan kur%a
3alibrasi 0ji 4ktifitas "otokatalis
Da7tar Pustaka
+
Bulan +
)
'
+
Bulan
)
'
+
11
;hatzisymeon, ., 2ikolaos, P.H., dan 4lberto ;oz, '((, lectrochemical ?reatment of ?eKtile @yes and @yehouse ffluents, Journal o' "azardous *aterial! $ol +,- No. 1il Mo 2am dan Myoung *eok 3won, '((/, 4l7doped #n$ %ia *ol71el *pin7coating as a ?ransparent ;onducting ?hin "ilm ! Journal o' /n'ormation isplay! -ol )( no.), 5**2 )I/7(+) 1unlazuardi, J., '((=, 0ahan 1uliah 2oto3atalisis, Program Pasca *arjana, @ept. 3imia "M5P4, 05, @epok Manurung, D., 8asibuan, D., dan 5r%an, '((, Perombakan #at arna 4zo Deaktif *ecara 4naerob74erob, #niversitas 4umatera #tara, 8al. +7 Palupi, ., '((, egradasi *ethilen 0lue dengan *etode 2oto3atalis dan 2otoele3tro3atalisis *engguna3an 5i6., 5PB, Bogor *apkal, D.?., *.*. *hide, M.4. Mahadik, -.*. Mohite,?.D. aghmode, *.P. 1o%indwar, 3.. Dajpure, ;.8 Bhosale, '()', Photoelectrocatalytic decolorization and degradation of teKtile effluent using n$ thin films, Journal o' 7hotochemistry and 7hoto&iology! -ol. )) pp )('7)(= *hrestha, *.P., 1himire, D., 2akarmi, J.J., 3im, .*., *hrestha, *., Park, ;.., dan Boo, J.8., '()(, Properties of #n$>4l "ilms Prepared by *pin ;oating of 4ged Precursor *olution, 0ull 1orean 8hem 4oc. -ol. +), 2o. ), ))'7))I idiyastuti, Bahriyah, *., Pakendek, *., 3usdianto, Madhania, *., dan inardi, *., '()), *intesis #n$>4l *ebagai Bahan ?ransparent ;onducting $Kide ?;$! dengan Metode *pray Pyrolysis, 7rosiding 4eminar Nasional 5e3ni3 1imia 91e:uangan”, 5**2 )/+ : +/+, @(7)> @(7 idiyastuti, ., *etiawana, 4., inardi, *., 2urtonoa, ?., Madhania, *., dan *usanti, @., '()', ?he influence of 4l dopant precursors on the characteristics of #n$ fine particles prepared by ultrasonic spray pyrolysis, 7rocedia Engineering , I(, )I' : )I ijoardi, dan *iswanto, B., *ifat $ptik *truktur 3ristal dan *truktur Mikro Lapisan ?ipis #n$>4l pada *ubstrat 3aca sebagai Bahan ?;$, 5**2 (')7+)'
Lam!iran 1. Bi)*ata #etua *an Angg)ta 1. #etua Peneliti
12
A. $*entitas Diri
) ' + I =
2ama Lengkap dengan gelar! Jenis 3elamin Program *tudi 25M ?empat ?anggal Lahir 7mail 2omor ?eleponN8P
4rif Dahman 8akim LNP 3imia '(+())())(++ *ubang, '+ Maret )//) arifenkcbOgmail.com 7N(I)(I
B. i6aat Pen*i*ikan
*@ *@2 Daden Patah
2ama 5nstitusi
*MP *MP2 ) ;irebon
*M4 *M42 )( Bandung
'((+7'((
5P4 '((7'((/
*ubang Jurusan ?ahun Masuk7Lulus
)//=7'((+
8. Pemakalah &eminar $lmiah (Oral Presentation)
2o
2ama Pertemuan 5lmiah N
Judul 4rtikel
aktu dan
*eminar
5lmiah
?empat
) '
D. Penghargaan *alam 19 tahun Terakhir *ari !emerintah: as)siasi atau institusi lainna5
2o
Jenis Penghargaan
5nstitusi Pemberi Penghargaan
?ahun
) *emua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. 4pabila di kemudian hari
13
ternyata dijumpai ketidaksesuaian dengan
kenyataan, saya
sanggup
menerima sanksi. @emikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan 8ibah P3M7Penelitian.
*emarang, ) Januari '() Pengusul,
4rif Dahman hakim
