Variasi Penambahan CTABr Sebagai Template Terhadap Pembentukan TiO 2 Anatase Dari Senyawa Natrium Titanat dan Aplikasinya Sebagai Fotokatalis
(Variation of CTABr as a Template for the Formation of TiO 2 Anatase from Natrium Titanate Compound and Aplication as a Photocatalyst )
Widya Puspita Dewi, Tanti Haryati, Suwardiyanto, Yudi Aris Sulistiyo, Novita Andarini Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Jember (UNEJ) Jln. Kalimantan 37, Jember 68121
E-mail : tanti@unej.ac.id

## Abstrak
TiO 2 anatase mesopori (ukuran pori 2-50 nm) memiliki aktivitas fotokatalitik yang besar. Metode sintesis kimia padat dapat digunakan sebagai  alternatif untuk memperoleh TiO 2 anatase  dari natrium titanat  dengan menggunakan prekursor yang murah berupa TiO 2 rutile komersial. Surfaktan CTABr ( Cetyltrimethylammonium Bromide ) mampu menghasilkan TiO 2 anatase mesopori dengan kemampuannya sebagai template atau agen pembentuk pori . Penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh variasi penambahan CTABr terhadap distribusi ukuran pori, volume total pori, luas permukaan TiO 2 dan dan aktivitas fotokatalitik TiO 2 hasil sintetis. Sintesis dilakukan menggunakan metode reaksi kimia padat dengan penambahan variasi perbandingan mol CTABr dan tanpa penambahan CTABr sebagai pembanding. Karakterisasi menggunakan XRD ( X- Ray Powder Difraction ), SEM ( Scanning Electron Microscopy ) dan Gas Sorption Analyer (GSA) untuk mengetahui struktur, morfologi dan sifat pori TiO 2 . TiO 2 anatase mesopori hasil sintesis diaplikasikan sebagai fotokatalis dalam mendegradasi metilen   biru.   Hasil   penelitian   ini   menunjukkan   bahwa   TiO 2 anatase   mesopori   berhasil   didapatkan   dengan   morfologi partikelnya berbentuk seperti balok, sisi tidak seragam serta ukuran partikel berkisar 200-500 nm. Variasi penambahan CTABr tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap distribusi ukuran pori, volume total pori, luas permukaan dan aktivitas fotokatalitik dari TiO 2 anatase mesopori, dengan hasil distribusi pori mayoritas pada 2 nm dan aktivitas fotokatalitik sekitar 77%.
Kata Kunci: CTABr, natrium titanat, TiO 2 mesopori, fototalisis .

## Abstract
Mesoporous anatase TiO 2 (pore size 2-50 nm) has a large photocatalytic activity. solid-phase synthesis method can be used as an alternative to obtain anatase TiO 2 from sodiumtitanate using cheap precursor of commercial rutile TiO 2 . CTABr (Cetyltrimethylammonium Bromide )surfactant is able to produce mesoporous anatase TiO 2 with its ability as a template or pore-forming agent. This study aims to determine the effect of variations in the addition of CTABr on pore size distribution, total pore volume, surface area of TiO 2 and photocatalytic activity of synthetic TiO 2 . Synthesis was carried out using the method of solid chemical reaction with the addition of CTABr mole ratio variations and without the addition of CTABr as a comparison.   Characterization  using  XRD   (X-Ray   Powder   Difraction),   SEM   (Scanning   Electron   Microscopy)   and  Gas Sorption Analyer (GSA) determine the structure, morphology and pore properties of TiO 2 . Synthesized mesoporous TiO 2 was applied   as   a   photocatalyst   to   degrade   methylene   blue.   The   results   of   this   study   indicate   that   mesoporous   TiO 2 was successfully obtained by particle morphology shaped like a beam, non-uniform sides and particle size ranging from 200-500 nm. The addition of CTABr variation did not have a significant effect on the pore size distribution, total pore volume, surface area and photocatalytic activity of mesoporous anatase TiO 2 , with the results of majority pore distribution at 2 nm and photocatalytic activity around 77%.
Keywords: CTABr, sodium titanate, mesoporous anatase TiO 2 , photocatalysis.

## PENDAHULUAN
TiO 2 (Titanium dioksida)  dalam bentuk kristal  anatase mesopori   (ukuran   pori   2-50   nm)   memiliki   aktivitas fotokatalitik   yang   besar.   Hal   ini   dikarenakan   luas permukaannya yang tinggi sehingga sisi aktif per unitnya lebih besar [1]. Energi band-gap TiO 2 anatase paling besar dibandingkan bentuk kristal rutile dan brookite yaitu 3,2 eV [2],   serta   distribusi   pori   yang   homogen   merupakan karakteristik   yang   ideal   untuk   berbagai   aplikasi,   salah satunya adalah fotokatalisis [3].
Metode   sintesis   yang   sering   digunakan   untuk menghasilkan   TiO 2 anatase   mesopori   yaitu   sol-gel   dan hidrotermal. Metode sol-gel dapat dibuat pada suhu rendah,
tetapi  kristanilitas yang dihasilkan rendah  [4],  sedangkan metode   hidrotermal   masih   diperlukan   pengaturan   kondisi suhu, tekanan tinggi, dan mineralizer untuk mempercepat kristalisasi [5].  Sintesis TiO 2 anatase  mesopori umumnya banyak menggunakan prekursor TiX 4 seperti Ti(SO 4 ) 2 [3] dan   TiCl 4 [6].   Harga   prekursor-prekursor   tersebut   relatif mahal [7], sehingga dibutuhkan metode alternatif lain yang lebih murah dan mudah.
Metode   alternatif   lain   yang   dapat   digunakan   adalah sintesis   kimia   padat   ( Solid   State   Synthesis ). Sujaridworakun, dkk. [8] melaporkan TiO 2 anatase berhasil disintesis dari natrium titanat menggunakan metode sintesis kimia padat dengan perbandingan variasi mol reaktan TiO 2
rutile :   Na 2 CO 3 dan   suhu   kalsinasi.   TiO 2 anatase   ukuran kristal   102   nm   dan   luas   permukaan   16,7   m 2 /g   dengan aktivitas fotokatalitik terbaik untuk mendegradasi  metilen biru dalam   larutan   berair   tanpa   iradiasi   UV   dengan kecepatan   degradasi   sebesar   32,0×10 -3 min -1 didapatkan pada perbandingan 1; 1,58 (m/m), suhu sintesis 850 o C dan suhu kalsinasi 600 o C. TiO 2 anatase juga dilaporkan berhasil disintesis dari natrium titanat menggunakan metode sintesis kimia padat dengan variasi perbandingan mol reaktan, suhu sintesis, lama pemanasan dan suhu kalsinasi. TiO 2 anatase diperoleh dari bahan awal TiO 2 rutile dan natrium karbonat dengan perbandingan mol reaktan  1:2 TiO 2 :Na 2 CO 3 pada suhu sintesis 850 o C dan suhu kalsinasi 600 o C [9]. Metode ini menggunakan prekursor yang relatif murah yaitu TiO 2 rutile komersial yang digunakan sebagai pigmen dalam cat, dan terdapat banyak di alam.
TiO 2 anatase   mesopori   telah   dikembangkan   dengan berbagai metode menggunakan template untuk membentuk struktur pori. Surfaktan dengan  konsentrasi tertentu dalam larutan, akan membentuk struktur template yang merupakan media  untuk  pembentukan  struktur  mesopori   [10]. Surfaktan yang biasa digunakan pada sintesis TiO 2 anatase mesopori   adalah Cetyltrimethylammonium   Bromide (CTABr)  seperti   yang   dilaporkan   Peng,   dkk.   [3]   dan Rahmawati   [11].   CTABr   merupakan   surfaktan   kationik yang dapat terionisasi sepenuhnya dalam air dengan bagian aktif pada permukaannya mengandung muatan positif [12]. CTABr   mampu   mereduksi   ukuran   kristal   menjadi   lebih kecil sehingga pori yang terbentuk akan semakin banyak [6].
Surfaktan   CTABr   sebagai template dilaporkan digunakan   pada   penelitian   Nurhayati   [13]   dengan memvariasikan   molarnya   menggunakan   metode   sol   gel yang   diikuti   perlakuan   hidrotermal.   Hasil   menunjukkan semakin meningkatnya konsentrasi  dari  surfaktan  CTABr menyebabkan   rata-rata   ukuran   pori   yang   semakin   besar. Pada CTABr 1,25 w/w% didapatkan rata-rata ukuran pori 29,59 nm dan pada CTABr 1,5 w/w%  rata-rata ukuran pori sebesar 37,38 nm. Rahmawati, dkk. [11] juga melaporkan variasi CTABr untuk mengetahui pengaruh sebagai media pencetak   pori,   dengan   variasi   konsentrasi   4,8,12   dan   16 mM   menghasilkan   luas   permukaan   tertinggi   pada konsentrasi   12   mM   sebesar   16,5057   m 2 /g   dan   distribusi porinya   banyak   berada   pada   kisaran   45   angstrom menujunkkan dengan variasi konsentrasi CTABr termasuk dalam   kategori   mesopori.   CTABr   pada   penelitian   Peng, dkk.   [3]   menggunakan   metode   hidrotermal   dengan perbandingan mol  Ti(SO)4) 2 : CTABr : H 2 O (1: 0,12 : 100) dan variasi suhu kalsinasi didapatkan ukuran pori 2,5 nm dan   persen   degradasi   97%   dengan   aktifitas   fotokatalitik terbaik dihasilkan pada suhu kalsinasi 400 o C.
Berdasarkan  hasil penelitian Sujaridworakun,  dkk.[8] dan Suwardiyanto [9] pada penelitian ini akan dilakukan sintesis TiO 2 anatase dari natrium titanat dengan perbandingan mol reaktan   (TiO 2 :Na 2 CO 3 ) 1:4,   suhu   sintesis   800 o C   dan dilanjutkan   dengan   kalsinasi     pada   suhu   500 o C,   karena pada penelitian sebelumnya sudah dilaporkan TiO 2 anatase berhasil   disintesis   menggunakan   metode   sintesis   kimia padat
tersebut.
Penambahan
surfaktan Cetyltrimethylammonium Bromide (CTABr) dengan variasi
rasio   TIO 2 :CTABr:   H 2 O   dilakukan   karena   belum   ada penelitian   sebelumnya   yang   melakukan   sintesis   TiO 2 anatase mesopori   dari   natrium   titanat,   dengan   harapan mampu   menghasilkan   TiO 2 anatase mesopori   dengan ukuran   pori   yang   semakin   besar   dengan   semakin meningkatnya konsentrasi CTABr [13]. Selain itu, dibuat juga   sampel   pembanding   yaitu   TiO 2 tanpa   penambahan CTABr   untuk   mengetahui   peran   CTABr   sebagai   agen pembentuk pori. Variasi penambahan CTABr dalam sintesis TiO 2 mesopori juga dilihat pengaruhnya terhadap aktivitas fotokatalitiknya dalam mendegradasi metilen biru.

## METODE PENELITIAN

## Peralatan
Alat   yang   digunakan   pada   penelitian   ini  diantaranya yaitu  peralatan gelas, spatula, mortar + pestel, ball pipet, oven   (Memmert),   desikator,     neraca   analaitik   ( Ohaus Analytical  Plus ), botol semprot, penangas listrik, set  alat sentrifugasi, tungku furnice (Barnstead Thermolyne 1400), magnet stirer dan anak stirer, pH universal MColorpHast TM , set   alat X-Ray   Powder   Difraction (XRD;   X’pertPRO PANalytical), set alat Scanning Electron Microscopy (SEM; JEOL JBM 636OLA), Gas Sorption Analyer (GSA) merk Quantachome  TouchWin V1.1, set  alat  fotokatalis, lampu UV   GEN.STAR   15   Watt   dan   spektrofotometer   UV-Vis Hitachi U-2900.

## Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini diantaranya yaitu,  padatan  TiO 2 rutile teknis, padatan   Na 2 CO 3 teknis , HCl (Merck,37%), HNO 3 65%, Na 2 SO 4 p.a, NaOH (Merck, 99%),   indikator   PP,   H 2 C 2 O 4 p.a,   resin   penukar   kation teknis, akuades, aseton   teknis,   surfaktan   CTABr   (Merck) dengan   variasi   perbandingan   mol   TiO 2 :   CTABr   :   H 2 O (1:0,09:100; 1:0,12:100 dan 1:0,15:100), metilen biru.
Prosedur a. Sintesis TiO 2 Anatase Padatan Na 2 CO 3 dan TiO 2 rutile dengan rasio mol 4 : 1 m/m) dicampur dalam wadah kemudian dihomogenkan dan penggerusan. Selanjutnya dipanaskan dalam furnace pada suhu 800 ºC selama 24 jam
Resin   penukar   kation   dilarutkan   dalam   akuades   dan diaduk.   Campuran   yang   diperoleh   kemudian   didekantasi. Diulangi   sampai   diperoleh   cairan   tidak   berwarna. Campuran resin dipindahkan ke dalam buret 50 mL yang terdapat glasswool pada   bagian   bawahnya   kemudian ditambah   air   dan   dicuci   sampai   bersih   menggunakan akuades   dengan   dikeluarkan   sampai   berada   1   cm   diatas resin   [14].   HCl   2   M   sebanyak   250   mL   dimasukkan   ke dalam resin dan dialirkan melalui buret selama 25-30 menit. Asam   yang   berlebih   kemudian   dialirkan   keluar   sampai diatas   permukaan   resin   dan   sisa   asam   yang   tertinggal dibilas   menggunakan   akuades   sampai   diperoleh   cairan netral.
Padatan natrium titanat yang diperoleh dilarutkan dalam akuades.   Proses   ini   dilakukan   sampai   diperoleh   larutan yang   mendekati   netral. Larutan   ini   kemudian   dilewatkan pada   resin   penukar   kation   yang   telah   disiapkan.   Larutan yang   keluar   dari   kolom   (buret)   resin   penukar   kation ditampung,   kemudian   diukur   pHnya.   Larutan   kemudian
diuapkan   pada   suhu   100   ºC   sampai   diperoleh   endapan. Endapan tersebut kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 110   ºC.   Endapan   kering   kemudian   dikarakterisasi menggunakan XRD  untuk mengetahui keberhasilan tahap denatriasi dengan terbentuknya TiO 2 amorf. TiO 2 amorf hasil   denatriasi,   kemudian   ditambahkan surfaktan CTABr dengan variasi rasio mol TiO 2 : CTABr: H 2 O (1: 0: 100; 1: 0,09: 100; 1: 0,12: 100; 1: 0,15: 100). Larutan   dihomogenkan   dengan magnetic   stirer selama   8 jam   [15].   Campuran   kemudian   diuapkan.   Endapan   yang diperoleh dikalsinasi pada suhu 500 ºC selama 3 jam [3]. b. Karakterisasi TiO 2 Anatase Mesopori TiO 2 Anatase   Mesopori    hasil   sintesis  dikarakterisasi menggunakan  XRD ( X-ray  Difraction )  untuk mengetahui struktur kristal dari sampel TiO 2, SEM ( Scanning Electrons Microscopy ) untuk mengetahui morfologi dari sampel TiO 2 serta   GSA   ( Gas   Sorption   Analyzer )   untuk   mengetahui distribusi ukuran pori, volume total pori dan luas permukan TiO 2 hasil sintesis.
c. Pengujian Aktivitas Fotokatalisis TiO 2 Anatase Metilen   biru disiapkan   dengan   konsentrasi   4   ppm, kemudian diukur absorbansinya  pada  panjang  gelombang maksimum.   Serbuk   TiO 2 yang   diperoleh   pada   proses kalsinasi   sebanyak   0,01   g   disuspensikan   pada   20   mL larutan metilen biru 4,0 ppm. Suspensi tersebut distirer dan disinari dengan lampu UV selama 20 menit sambil diaduk menggunakan pengaduk magnet. Larutan sampel yang telah diuji fotodegradasi diendapkan, kemudian diukur kembali absorbansinya [8]. Penentuan konsentrasi metilen biru (x) didapatkan   dari   persamaan   regresi   y=   mx+c,   untuk mengukur   persentase   degradasi   metilen   biru   yang ditunjukkan pada persaamaan (1), sebagai berikut [16]:
De g r a d a si = C ˳ − C ҭ C ˳ × 100 (1)
Keterangan : (C ) konsentrasi awal larutan (ppm) dan
˳
(C ) konsentrasi larutan pada waktu ke-t (ppm) ҭ .

## HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Hasil Sintesis dan Denatriasi Natrium Titanat
Sintesis   dilakukan   dengan   teknik   reaksi   kimia   padat, yaitu dengan mereaksikan reaktan yang padatannya berupa Na 2 CO 3 dengan   TiO 2 rutile pada   suhu   yang   tinggi   agar kedua reaktan dapat bereaksi dan meningkatkan kecepatan difusi dari  ion-ion ke dalam  kisi kisi  kristalnya.  Na 2 CO 3 pada suhu tinggi terdekomposisi menjadi gas CO 2 [17] dan Na 2 O   yang   selanjutnya   bereaksi   dengan   TiO 2 rutile membentuk natrium titanat, serta sudah meleleh pada suhu 800 ºC [9]. Na 2 CO 3 dipilih sebagai penyedia Na 2 O, karena ketika Na 2 CO 3 terdekomposisi, CO 2 terlepas mengakibatkan terjadinya defect . Faktor defect inilah yang menghasilkan Na 2 O dengan reaktivitas lebih tinggi, sehingga difusi ion nya   semakin   cepat.   CO 2 yang   dihasilkan   juga   dapat merombak struktur kristal dari TiO 2 rutile [5].
Gambar   1.   Hasil   sintesis   natrium   titanat   (a)   Campuran Na 2 CO 3 dan TiO 2 rutile ; (b) Natrium Titanat
Reaksi   dimaksimalkan   dengan   penggerusan   pada campuran   kedua   reaktan   untuk   mendapatkan   luas   area kontak padatan yang tinggi [18]. Luas area kontak antara kedua   reaktan   menjadi   faktor   lain   yang   mempengaruhi reaksi kimia padat, dimana difusi ion-ion ke dalam kisi-kisi kristalnya akan semakin meningkat dengan semakin besar pula area kontaknya  [19]. Rentang waktu yang diperlukan juga cukup panjang agar ion-ion penyusun reaktan berdifusi dengan  sempurna,  karena  kecepatan  difusi  ion-ion dalam padatan sangat lambat [9]. Hasil dari sintesis natrium titanat ini   berupa   serbuk   yang   awalnya   berwarna   putih   keruh menjadi warna putih kebiruan pada Gambar 1.
Denatriasi   natrium   titanat   merupakan   tahapan pemisahan ion Na + dari natrium titanat. Tahapan denatriasi menggunakan   penukar   ion   terjadi   saat   natrium   titanat dicampurkan   dengan   akuades   membentuk   sistem   koloid stabil   pada   pH   mendekati   netral.Ion-ion   Na + akan menggantikan     ion   H + dalam   resin   sampai   akhirnya keseluruhan   ion   H + tergantikan   oleh   ion   Na + ,  sehingga dihasikan TiO 2 amorf yang merupakan fase intermediet dari proses   transformasi   struktur   kristal   TiO 2 rutile menjadi anatase.  TiO 2 rutile yang akan  diubah struktur kristalnya memiliki pola difraksi pada  Gambar 2  yang menunjukkan adanya campuran TiO 2 anatase.TiO 2 rutile memiliki puncak difraksi posisi sudut 2θ sekitar 27,439º dan puncak difraksi TiO 2 anatase pada posisi sudut 2θ sekitar 25º.
Gambar   2.  Difraktogram   TiO 2 rutile dengan   pengotor berupa TiO 2 anatase
a b
Position [°2Theta] (Copper (Cu)) 10 20 30 40 50 Counts 0 100 200 TiO2 Gambar 3. Difraktogram TiO 2 amorf hasil denatriasi
TiO 2 yang   diperoleh   dari   proses   denatriasi   memiliki pola   difraksi   pada   Gambar   3.  Pola   difraksi   tersebut menunjukkan proses denatriasi menggunakan penukar ion telah  berhasil merombak TiO 2 rutile menjadi TiO 2 amorf. Hasil ini dilihat dari difraktogramnnya yang menunjukkan telah hilangnya puncak-puncak    difraksi  baik  TiO 2 rutile maupun fase pengotor anatase.
b. Struktur Kristal dan Morfologi TiO 2 Anatase Hasil Sintesis
TiO 2 amorf hasil denatriasi yang telah ditambah dengan surfaktan   CTABr   dan   dikalsinasi   pada   suhu   500  ˚C, dikarakterisasi dengan XRD. Pola difraksi yang diperoleh pada  Gambar   4(a)  menunjukkan   bahwa   TiO 2 yang diperoleh berstruktur anatase. Hal tersebut dapat dilihat dari puncak-puncak   difraksi   yang   muncul   mirip   dengan   pola difraksi standar TiO 2 anatase pada database PDF #711169, Wavelength  = 1,54060 (A).  Puncak  utama  yang menjadi ciri khas TiO 2 anatase hasil denatriasi muncul pada posisi sudut 2θ = 25,3591. Struktur kristal TiO 2 hanya dipengaruhi oleh   suhu   kalsinasi , karena   struktur   kristal   anatase   stabil pada suhu kalsinasi dibawah 800  ˚C, diatas suhu tersebut cenderung terbentuk struktur TiO 2 rutile [20].
Gambar   4.  Difraktogram   TiO 2 (a)   hasil   kalsinasi TiO 2 /CTABr   0,12   (b)   anatase   database (Sumber:   Database   PDF   #   711169, Wavelength = 1,54060 (A))
Gambar   5.   Mikrograf   SEM   TiO 2 anatase   hasil   kalsinasi rasio TiO 2 /CTABr 0,12
Pengamatan morfologi partikel  TiO 2 anatase dilakukan dengan   menggunkan   SEM   ditampilkan   pada   Gambar   5, dengan     perbesaran   20.000   kali.   Terlihat   morfologi permukaan   TiO 2 anatase   dengan   penambahan   CTABr memiliki persebaran partikel dan ukuran partikel yang tidak seragam. Ukuran partikel TiO 2 anatase dari hasil mikrograf SEM   tersebut   diperoleh   dengan   cara   pengukuran menggunakan aplikasi imageJ adalah  berkisar 200-500 nm. Persebaran partikelnya ada yang kecil dan ada yang besar berbentuk seperti balok dengan sisi tidak seragam.
c.   Pengaruh   Variasi   Penambahan   surfaktan   CTABr Terhadap  Distribusi  Ukuran  Pori, Volume  Total  Pori dan Luas Permukaan TiO 2 Anatase Hasil Sintesis TiO 2 anatase   hasil   sintesis   selanjutnya   dianalisis menggunakan Gas Sorption Analyzer (GSA) menggunakan adsorpsi gas N 2 untuk menentukan distribusi ukuran pori, volume   total   pori   dan   luas   permukaan.  Keempat   grafik isoterm desorpsi adsorpsi TiO 2 semua variasi memiliki pola isoterm   yang   sama   yaitu   mendekati   tipe   IV   (Gambar   6) yang merupakan sifat khas pada material mesopori dimana tampak ketika tekanan diturunkan untuk desorpsi gas, kurva isotermal menujukkan terjadi loop histeresis dimana jumah gas   yang   terdesorpsi   tidak   sama   dengan   jumlah   yang terdesorpsi awal. Pada tekanan yang sama, jumlah gas yang tertinggal dipermukaan material ketika desorpsi masih lebih banyak dibandingkan adsorpsi. Sehingga, jumlah gas yang terdesorp   lebih   kecil   daripada   yang   teradsorp.   Hal   ini disebabkan   oleh   kondensasi   kapiler   karena   adanya   pori dengan ukuran meso (ukuran pori 2-50 nm) [21].
Gambar   6.   (a)   Grafik   isoterm   adsorpsi-desorpsi TiO 2 /CTABr 0, (b)  TiO 2 /CTABr 0,09, (c) TiO 2 /CTABr 0,12, (d) TiO 2 /CTABr 0,15
Tabel 1. Rata-Rata Ukuran Pori Adsorpsi-Desorpsi
Sampel Rata-rata ukuran pori adsorpsi (nm) Rata-rata ukuran pori desorpsi (nm) TiO 2 /CTABr 0 2,45083 2,04022 TiO 2 /CTABr 0,09 2,31451 2,03081 TiO 2 /CTABr 0,12 2,43365 2,01237 TiO 2 /CTABr 0,15 2,38251 1,99042
Rata-rata   ukuran   pori   adsorpsi   desorpsi   menujukkan bahwa   hasil  TiO 2 anatase   tanpa   penambahan   surfaktan CTABr dan penambahan surfaktan CTABr  memiliki rata-
BERKALA SAINSTEK 2019, VII (2): 43-48
ISSN : 2339-0069
(b)
(a)
rata   ukuran   pori   yang   hampir   sama   (Tabel   1),   tidak menujukkan   perbedaan   hasil   yang   signifikan   dengan distribusi ukuran porinya mayoritas pada 2 nm (Gambar 7), berada pada daerah mesopori (ukuran pori 2-50 nm).

## Gambar 7. Distribusi Ukuran Pori
TiO 2 anatase   hasil   sintesis   juga   dilihat   volume   total porinya   dari   analisis   GSA   ditunjukkan   pada   Tabel   2. Berdasarkan data tesebut ditunjukkan tidak ada perbedaan yang signifikan antara  volume total  pori  yang  dihasilkan dari TiO 2 anatase hasil sintesis tanpa penambahan surfaktan CTABr dan penambahan surfaktan CTABr.
Tabel 2. Volume Total Pori TiO 2 Anatase Hasil Sintesis
Sampel Volume Total Pori (cc/g) TiO 2 /CTABr 0 0,05303 TiO 2 /CTABr 0,09 0,04904 TiO 2 /CTABr 0,12 0,05194 TiO 2 /CTABr 0,15 0,05133
Data lain yang diperoleh dari analisis GSA adalah luas permukaan   yang   ditentukan   menggunakan   metode   BET. Luas   permukaan   dari  TiO 2 anatase   hasil   sintesis tanpa penambahan surfaktan CTABr dan penambahan surfaktan CTABr, ditunjukkan  pada Tabel 3. Luas permukaan yang dihasilkan   pada   TiO 2 anatase   hasil   sintesis   tanpa penambahan surfaktan CTABr dan penambahan surfaktan CTABr juga tidak ada perbedaan pengaruh yang signifikan.
Tabel 3 . Luas permukaan TiO 2 /CTABr anatase hasil sintesis Sampel Luas permukaan (m 2 /g) TiO 2 /CTABr 0 58,8298 TiO 2 /CTABr 0,09 61,8950 TiO 2 /CTABr 0,12 56,7969 TiO 2 /CTABr 0,15 57,1761
Pada   penelitian   Taslimah,   dkk.   [22]   menunjukkan penuruan ukuran pori rata-rata yang tidak signifikan, tetapi terjadi kenaikan luas permukaan dan volume total pori yag signifikan.   Hal   ini   menandakan   bahwa   semakin   besar konsentrasi   CTABr   nya   membuat   material   lebih   berpori, karena dapat membentuk misel surfaktan lebih banyak dan
misel   dapat   mencetak   pori   lebih   banyak   sehingga meningkatkan   luas  permukaan  dan   volume   total  porinya. Hasil dari data distribusi ukuran pori, volume total pori dan luas   permukaan   TiO 2 anatase   hasil   sintesis   tanpa penambahan   CTABr   dan   penambahan   CTABr menunjukkan tidak adanya pengaruh hasil yang signifikan. Hasil   tidak   memberikan   pengaruh   yang   signifikan dimungkinkan   karena   saat   proses   pencampuran   CTABr dilakukan   pada   TiO 2 amorf   yang   sudah   dilakukan pengeringan,   sehingga   proses   pelarutan   tidak   dapat memisahkan   partikel   partikel   TiO 2 yang   sudah   terlanjur terbentuk  agregasi  dan  hidrasi  dari  permukaan  TiO 2 juga sudah   sulit   untuk   terpecah.   Akibatnya   CTABr   yang ditambahkan tidak efektif dalam berperan sebagai template dengan TiO 2 hasil denatriasi.
d.   Pengaruh   Variasi   Penambahan   Surfaktan   CTABr Terhadap   Aktivitas   Fotokatalitik   TiO 2 Anatase   Hasil Sintesis
TiO 2 anatase  hasil   sintesis  yang   sudah  dikarakterisasi distribusi   ukuran   pori,   volume   total   pori   dan   luas permukaan menggunakan GSA, selanjutnya diuji aktivitas fotokatalitiknya   pada   pendegradasian   metilen   biru,   yang ditunjukkan hasilnya pada Tabel 4.
Tabel 4. Persentase degradasi larutan metilen biru
Sampel Persen degradasi (%) TiO 2 /CTABr 0 72,84 TiO 2 /CTABr 0,09 77,67 TiO 2 /CTABr 0,12 77,81 TiO 2 /CTABr 0,15 75,89
Persentase degradasi larutan metilen biru menggunakan sampel   TiO 2 anatase   hasil   sintesis   tanpa   penambahan surfaktan CTABr dan penambahan surfaktan CTABr tidak memberikan   pengaruh   yang   signifikan   terhadap   aktivitas fotokatalitiknya.  Aktivitas   fotokatalitik   dipengaruhi   oleh faktor utama yaitu kristalinitas dan luas permukaan, dimana aktivitas   fotokatalitik   dengan   kristalinitas   dan   luas permukaan   berbanding   lurus   [8].   Kristalinitas   hanya dipengaruhi  oleh  suhu  [23].  Suhu  yang  diterapkan  untuk keempat sampel TiO 2 sama, sehingga luas permukaan TiO 2 yang   mempengaruhi   aktivitas   fotokatalitiknya.   Hal   ini dibuktikan dengan data luas permukaan TiO 2 anatase hasil sintesis   yang   menunjukkan   hasil   yang   tidak   signifikan sesuai   dengan   hasil   aktivitas   fotokatalitiknya.   Penelitian Rahmawati,   dkk.[11]   melaporkan   hasil   uji   fotokatalis menujukkan kemampuan degradasi sampel terus meningkat seiring   meningkatnya   konsentrasi   surfaktan   CTABr   yang menyebabkan   meningkatnya   aktivitas   fotokatalitiknya. Kemampuan uji fotokatalisis dengan penambahan CTABr memiliki   kemampuan   fotokatalis   3x   lebih   efisien dibandingkan   tanpa  adanya  penambahan   CTABr.  Hal  ini disebabkan dengan luas permukaan partikel semakin besar, menyebabkan   luas   area   permukaan   sampel   yang   dapat teraktivasi juga semakin membesar.

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan   bahwa   TiO 2 hasil   sintesis   memiliki   struktur
ISSN : 2339-0069
kristal anatase dan morfologi partikelnya berbentuk seperti balok,   sisi   tidak   seragam   serta   ukuran   partikel  berkisar 200-500 nm. Variasi penambahan mol CTABr pada TiO 2 hasil sintesis tidak memberikan pengaruh atau peran yang signifikan terhadap distribusi ukuran pori, volume total pori dan luas permukaan. Menunjukkan grafik adsopsi isoterm tipe IV dan distribusi pori mayoritas pada 2 nm (mesopori). Variasi penambahan mol CTABr pada TiO 2 hasil sintesis menunjukkan aktivitas fotokatalitik yang tidak siginifikan optimum pada variasi  TiO 2 /CTABr 0,12  sebesar 77,81 % sesuai dengan hasil luas permukaan yang dihasilkan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Linsebigler,   A.   L.,   G.   Lu,   dan   J.   T.   Yates.   1995. Photocatalysis   on   TiO 2 Surface:   Principles, Mechanisme, and Selected Result. Chemical Review. 95(3): 735-758.
[2] Kim D.S, S.Y.Kwak.2007. The Hidtotermal Synthesis Of mesoporous TiO 2 With High Crystallinty, Thermal Stability,   Large   Surface   Area   and   Enhanced Photocatalyc   Activity,   Applied   Catalysis.   A General.323.110-118.
[3] Peng,   T.   D.Zhao,   K.   Dai,   W.Shi,   K.Hirao.   2005. Synthesis   of   Titanium   Dioxide   Nanoparticles   With Mesoporous   Anatase   Wall   and   High   Photocatalytic Activity. Journal Physic Chemistry .109.4947-4952.
[4] Samal, S., D. W. Kim, K. S. Kim, dan D. W. Park. 2012.   Direct   Synthesis   of   TiO 2 Nanoparticles   By Using   The   Solid-State   Precursor   TiH 2 Powder   In   a Thermal   Plasma   Reactor. Chemical   Engineering Research And Design 90. 1074.
[5] Ismunandar, 2006. Padatan Oksida Logam Struktur, Sintesis, dan Sifat-Sifatanya . Bandung: ITB.
[6] Fahyuan,   D.H,   D.Dhlan,   Astuti.   2013.   Pengaruh Konsentrasi CTAB Dalam Sintesis Nanopartikel TiO 2 Untuk Aplikasi Sel Surya Menggunakan Metode Sol- Gel. Jurnal Ilmu Fisika .5(1).1979-4657.
[7] Wulandari, Anis. 2008. Pengubahan Struktur Kristal Titanium   Dioksida   (TiO 2 ) Rutile Menjadi   Struktur Kristal   Titanium   Dioksida (TiO 2 )   Anatase Menggunakan Metode Sintesis Kimia Padat. Jember : Jurusan Kimia universitas Jember.
[8] Sujaridworakun,Pornapa.   S.   Larpkiattaworn, S.Saleepain. 2012. Synthesis and characterization of anatase Photocatalyst Powder From Sodium Titanate Compounds. Journal Elsavier .23:752-756.
[9] Suwardiyanto,   T.Hariyanti.   2012.   Modifikasi   TiO 2 rutile Menjadi   Anatase   Secara   Termal   dan Hidrotermal.   Jember   :   Jurusan   Kimia   Universitas Jember.
[10] Septina, Wilman. 2007. Sintesa Nanokristal Mesopori Dengan Metoda Sol-Gel. Skripsi . Bandung: Program
Studi Teknik Fisika Institut Teknologi Bandung.
[11] Rahmawati.F, S.Wahyuningsih, P.A.W. 2006. Sintesis Lapis Tipis TiO 2 Pada substrat Grafit Secara Chemical
Bath Deposition. Journal Chemistry .6(2).121-126.
[12] Wang YX, Sun J, Fan XY, Yu X. 2011. A CTAB- assited   hydrothermal   and   solvothermal   synthesis   of ZnO nanopowders. Cerem int.37: 3431-3436.
[13] Nurhayati,Anggun.2017.Analisa Pengaruh Penambahan   Cetyltrimethylammonium   Bromide Sebagai   Template   Terhadap   Pembentukan   Silika Nanopartikel   Mesopori   dari   Sekam   Padi.   Skripsi. Surabaya: Program Departemen Teknik Material dan Metalurgi   Fakultas   teknologi   Industri   Institut teknologi Sepuluh Nopember.
[14] Falah,   L.   M.,   Gunawan,   dan   A.   Haris.   2009. Pembuatan   Aquadm   ( Aquademineralized )   Dari   Air AC   ( Air   Conditioner )   Menggunakan   Resin   Kation Dan   Anion. Skripsi .   Semarang:   Jurusan   Kimia Universitas Diponegoro.
[15] Rilda,  Yetria.   A.  Alif,  S. Kurniawan.  2014.  Sintesa Titania-Silikat   nanopori   Berbasis   Anatase   Degan Variasi Waktu Pemeraman Dan Kristalisasi. Padang : Jurusan Kimia FMIPA Universitas Andalas.
[16] Sumerta,   I.   K.,   Wijaya,   K.,   dan   Tahir,   I.   2002. Makalah   Seminar   Pendidikan   Kimia   Fotodegradasi Metilen   Biru   Menggunakan   Katalis   TiO2- Montmorilonit danSinar UV. Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada.
[17] Srivastava.O.P., Kumar.N., Sharma.L.B., 2004. Solid State   Shynthesis   and   Structural   refinement   of polycrystaline   LaxCa1-xTiO3   Ceramic   Powder, Bull.Matter.Sci.2,27 121-126.
[18] Wulandari, Anis. 2008. Pengubahan Struktur Kristal Titanium   Dioksida   (TiO 2 ) Rutile Menjadi   Struktur Kristal   Titanium   Dioksida (TiO 2 )   Anatase Menggunakan Metode Sintesis Kimia Padat. Jember : Jurusan Kimia universitas Jember.
[19] Schubert,   U.,   &   Husing,   N.   2005. Synthesis   of Inorganic   Material. Second,   Revised   and   Updated Edition . Weinheim: Wiley-VCH.
[20] Listanti, A., Taufik A., H., dan Sunaryono, S.2018. “ Investigasi   Struktur   dan   Energi   Band   Gap   Partikel Nano TiO 2 Hasil Sintesis Menggunakan Metode Sol- Gel”. Journal   of   Physical   Scince   and Engineering .2(1).8-15.
[21] Perry, R.H. and Green, D.W. 1997.Perry’s Chemical Engineers’ Handbook. Sevent edition, McGraw-Hill.
[22] Taslimah.,   S.,   Dipowardani.   2008.   Sintesis   Silika Krsitalin Menggunakan Surfaktan CTAB dan TMACl Sebagai   Pencetak   Pori.   Jurnal   Kimia   Sains   dan Aplikasi.11(1):20-28.
[23] Purnama,   FE.,   NS.,   Langenati,   R.   2006.   Pengaruh Suhu Terhadap  Derajat  Kristalinitas Dan Komposisi Hidroksi Apatit Dibuat Dengan Media Air Dan Cairan Tubuh   Buatan.   Jurnal   Sains   Materi   Indonesia:154- 162.