Pemanfaatan Fotoelektrokatalisis dengan Menggunakan Lapisan Tipis Titanium Dioksida untuk Detoksifikasi Air

Jarnuzi Gunlazuardi, Ismunaryo Moenandar, dan Sunardi

Jurusan Kimia, Universitas Indonesia

Telah banyak dihasilkan teknologi pengolahan air yang teruji, namun dalam penerapannya dijumpai beberapa kelemahan dari setiap teknologi yang ada. Oleh karena itu usaha pengembangan dan inovasi leknologi pengolahan air merupakan usaha yang terus dilakukan. Salah satu upaya ialah dengan memanfaatkan gejala fotokatalisis pada permukaan TiO2. Apabila permukaan TiO2 dikenai cahaya (λ <415 nm) akan menghasilkan zat pengoksidasi yang mampu mendegradasi cemaran organik. Cara ini akan efektif sebagai teknologi pengolah limbah berbasis proses fotokatalisis. Tujuan penelitian ini ialah mengembangkan cara detoksifikasi dan disinfeksi air secara foto(elektro)katalisis dengan menggunakan lapisan tipis TiO2 yang dilapiskan pada bahan penunjang.

Pertama-tama, dikembangkan cara pelapisan TiO2 pada permukaan pelat logam, yaitu dengan mencelupkan logam pada larutan sol-gel (titanium diisopro-poksi bis-asetil asetonat) yang dilanjutkan dengan pemanasan bertahap dari suhu 110 sampai 550°C selama waktu tertentu. Pelapisan diulang beberapa kali untuk mendapatkan lapisan tipis TiO2 yang siap digunakan. Selanjutnya, dengan matriks katalis lapisan tipis tersebut disusun suatu reaktor fotokatalisis (pelat katalis berukuran 5 x 5 cm,  volume air sebesar 330 ml, sumber cahaya UV-B 20 watt) dan serangkaian percobaan dilakukan untuk mematikan Escherichia coli dan mendegradasi senyawa klorofenol di dalam air. Hasil pencirian menunjukkan bahwa lapisan tipis TiO2 pada pelat logam mempunyai serapan maksimum 350-390 nm (pantulan sinar ultraviolet-tampak), struktur kristalnya didominasi oleh bentuk anatase (difraksi sinar x), terdistribusi cukup merata dengan tebal sekitar 70 µm (mikroskop elektron payar).

Hasil disinfeksi air memperlihatkan bahwa dengan pendekatan fotokatalisis (tanpa bias potensial) sebanyak 40% E. coli dapal dimatikan dalam selang waktu 25 menit. Sementara itu dengan pendekatan fotoelektrokatalisis dalam selang waktu yang sama kurang dari 10% E. coli yang masih bertahan hidup dan tidak lagi terlihat tanda-tanda kehidupan dalam waktu 30 menit. Selain gejala foto-(elektro)-katalisis, faktor lain yang mungkin menyebabkan kematian E. coli di dalam setting reaktor hanya memberikan kematian rata-rata di bawah 20%. Hasil ini mengungkapkan bahwa fotokatalisis dengan TiO2 dapat mematikan  E. coli di dalam air dan laju  kematiannya diperbesar dengan adanya bias potensial pada permukaan TiO2 (efek pengayaan medan listrik pada fotoelektrokatalisis). Turunan teknologi dari temuan ini akan berkontribusi dalam memecahkan masalah kontaminasi air maupun udara, baik di dalam maupun di luar ruangan. Wujudnya dapat berupa unit kecil mesin pengolah air pada skala rumah tangga atau unit menengah pada sistem kolektif pengolahan air minum. Teknologi ini dapat pula dikembangkan menjadi unit mesin pembersih udara ruangan. 

 

Adopted by : @_pararaja from  Hibah Bersaing VII

 

 

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s