Lusi Ernawati 1* , Ruri Agung Wahyuono 2 , Inggit Kresna Maharsih 1 , Ade Wahyu Yusariarta 3 , Andromeda Dwi Laksono 3 , Christina Wahyu Kartikowati 4 , Asep Bayu Dani Nandiyanto 5 : Fotodegradasi Zat Pewarna Tekstil (Rhodamin B) Menggunakan Adsorben berbasis Material Komposit Kalsium Titanate (CaTiO 3 )

## FOTODEGRADASI ZAT PEWARNA TEKSTIL (RHODAMIN B) MENGGUNAKAN ADSORBEN BERBASIS MATERIAL KOMPOSIT KALSIUM TITANATE (CATIO
3 )
Lusi Ernawati 1* , Ruri Agung Wahyuono 2 , Inggit Kresna Maharsih 1 , Ade Wahyu Yusariarta 3 , Andromeda Dwi Laksono 3 , Christina Wahyu Kartikowati 4 , Asep Bayu Dani Nandiyanto 5
1 Departemen Teknik Kimia, Institut Teknologi Kalimantan, Balikpapan, 76127, Indonesia 2 Departemen Teknik Fisika, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 60111, Indonesia 3 Departemen Teknik Material dan Metalurgi, Institut Teknologi Kalimantan, Balikpapan, 76127 4 Departemen Teknik Kimia, Universitas Brawijaya, Malang, 65145, Indonesia 5 Departemen Kimia, Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung, 40154, Indonesia * E-mail : lusiernawati@lecturer.itk.ac.id
Abstrak Komposit nanopartikel kalsium titanate (CaTiO 3 ) berhasil disintesis melalui metode solid-state dan proses kalsinasi menggunakan kalsium karbonat (CaCO 3 ) dan titanium oksida (TiO 2 ) anatase. Bahan awal ditetapkan dalam perbandingan molar CaCO 3 /TiO 2 yakni (1:1), (1:5), dan (1:7). Kedua bahan campuran CaCO 3 dan TiO 2 dilarutkan dan dihomogenkan melalui pengadukan. Campuran larutan yang telah homogen, diendapkan, dikeringkan dan dikalsinasi menggunakan suhu 900 o C. Morfologi dan sifat mikro struktural dari bahan CaTiO 3 dikarakterisasi menggunakan scanning electron microscopy (SEM) dan analisis energy dispersive X-ray (EDX). Komposit nanopartikel CaTiO 3 selanjutnya digunakan untuk fotodegradasi zat pewarna Rhodamine B (RhB) di bawah sinar lampu UV. Hasil investigasi menunjukkan bahwa mekanisme penyerapan (adsorbsi) RhB dan sifat fotokatalitik dari CaTiO 3 sangat tergantung pada komposisi bahan awal. Studi kinetika menunjukkan bahwa aktivitas fotokatalitik reaksi CaTiO 3 terhadap RhB mengikuti model kinetika orde pertama. Lebih lanjut, 100mg RhB dapat terdegradasi sebesar 97.37% 23.34% pada penggunaan komposisi CaTiO 3 sebanyak 0.5 hingga 2.0g dalam waktu 40menit. Hasil penelitian menunjukkan bahwa fotokatalis berbasis komposit CaTiO 3 sangat efektif dalam mendegradasi zat pewarna RhB. Hal ini dikaitkan dengan besarnya luas permukaan aktif katalis serta kemampuan menghasilkan ion radikal pendegradasi RhB dari proses pemisahan muatan.
Kata kunci : CaTiO 3; fotodegradasi ; fotokatalisis ; pewarna tekstil ; rhodamine B

## PHOTODEGRADATION OF TEXTILE DYE (RHODAMINE B) USING CATIO 3 COMPOSITE-BASED ADSORBENT

## Abstract
Calcium titanate (CaTiO 3 ) composite nanoparticles were successfully synthesized using CaCO 3 and anatase TiO 2 anatase via solid-state method. The precursors molar ratio (CaCO 3 /TiO 2 ) was varied to (1:1), (1:5), and (1:7). The mixed precursors were homogenized in solution, precipitated, dried and calcined at 900 o C. The morphological and microstructural properties of CaTiO 3 were characterized by scanning electron microscopy (SEM), and energy dispersive X-ray (EDX) analysis. The synthesized CaTiO 3 nanoarticles were then subjected to photodegradation test of Rhodamine B (RhB) under UV light. The results indicate that adsorption behavior of RhB and photocatalytic activity of CaTiO 3 are dependent on precursor composition. The kinetic study reveals that the adsorption of RhB on CaTiO 3 active sites follows the first-order kinetics model. An amount of 100mg RhB is found degraded by 97.37% ± 23.34% in 40min using 0.5–2.0 g of CaTiO 3 . Overall, the results obtained here show an effective CaTiO 3 -based photocatalysts for RhB degradation. Furthermore, this promising results root from the higher active specific surface area of catalyst and the ability to generate radical ion upn charge separation to photocatalytically decompose RhB.
Keywords : CaTiO 3 ; photocatalysis; photodegradation; rhodamine B; textile dye

## PENDAHULUAN
Pertumbuhan industri tekstil dan produk tekstil (TPT) pada skala nasional mengalami peningkatan yang cukup konsisten dari tahun ke tahun. Tercatat bahwa
nilai Produk Domestik Bruto (PDB) dari TPT rata-rata sebesar 2,49% (Hakim, 2015) . Pada tahun 2017, asosiasi pertekstilan indonesia menilai terjadi kenaikan jumlah ekspor sebesar USD 0,5 miliar dari USD 11,8 miliar di tahun 2016. Kenaikan ini sesuai dengan kecenderungan
pertumbuhan produksi industri tekstil di Indonesia. Data BPS menunjukkan bahwa produksi tekstil mengalami penambahan dari tahun 2016 ke 2017, yaitu sebesar 32% (BPS, 2018). Peningkatan jumlah produksi TPT juga berakibat pada bertambahnya jumlah limbah produksi tekstil. Limbah ini dihasilkan dari tiap tahap proses produksi tekstil. Industri pewarnaan atau tekstil membutuhkan jumlah air yang besar dalam melakukan proses produksi. Komponen yang terkandung di dalam air hasil proses juga bervariasi tergantung jenis proses yang digunakan. Secara umum, air limbah industri tekstil mengandung komponen aromatis, hidrokarbon halogen, dan logam. Komponen aromatis ini biasanya disebabkan oleh pemakaian zat warna. Zat warna biasanya dapat terlihat ketika memiliki konsentrasi di atas 1 mg.L -1 . Namun, pada keluaran industri tekstil, konsentrasi zat warna dapat melebihi 1 mg.L -1 karena 10-15% pewarna larut ke dalam air limbah selama proses pewarnaan (Patel, 2015).
Seperti yang telah diketahui, industri tekstil menggunakan bahan kimia dan air dalam jumlah besar untuk membentuk limbah setelah diproses, sektor ini menjadi salah satu penyumbang pencemaran terbesar di dunia. Dalam industri tekstil, sekitar 2000 bahan kimia digunakan, termasuk pewarna, zat transfer dan aditif, dengan sekitar 25% dari jumlah bahan kimia yang diproduksi digunakan (Chinese National Textile and Apparel Council, 2016). Menurut perkiraan Bank Dunia, operasi pencelupan menyumbang 17-20% polusi air dengan 72 zat kimia beracun dalam limbah dan 30 diantaranya tidak dapat di deteksi. Tabel 1. adalah daftar polutan dan kontaminan yang umunya terkadung dalam limbah tekstil.
Salah satu limbah cair yang biasanya dihasilkan oleh industri tekstil adalah limbah zat warna. Umumnya limbah zat warna yang dihasilkan dari industri tekstil merupakan senyawa organik non-biodegradable yang dapat menyebabkan pencemaran lingkungan terutama lingkungan perairan (Wijaya, 2006). Limbah cair zat warna tekstil dapat memberikan masalah tersendiri karena zat warna tekstil berbahaya bagi makhluk hidup, khusunya manusia. Limbah zat warna tekstil menjadi perhatian tersendiri dikarenakan struktur aromatik pada zat warna sulit terdegradasi. Selain itu sebagian besar zat warna dibuat agar mempunyai resistensi terhadap pengaruh lingkungan seperti efek pH, suhu dan mikroba (Qodri, 2011).
Tabel 1. Polutan pada limbah industri tekstil
Sumber: Global Business Guide Indonesia, (Tekstil Progress, 2019).
Dalam industri tekstil, Rhodamine B (RhB) termasuk salah satu zat warna yang sering digunakan, hal ini dikarenakan harga RhB yang ekonomis dan mudah diperoleh. Zat warna RhB merupakan zat warna dasar yang penting dalam proses pewarnaan pada industri tekstil dan kertas. RhB sangat berbahaya jika terpapar langsung melalui kulit, mata atau tertelan (Aprilia, 2012); Dampak dari paparan yang terjadi dapat berupa iritasi pada kulit, iritasi pada mata, iritasi saluran pencernaan dan bahaya kanker hati (Stockle, 2014). Penanganan limbah cair lingkungan industri tekstil menjadi area fokus peneliti menemukan solusi dalam mengurangi dampak jumlah limbah organik, khususnya zat pewarna dari tekstil. Teknologi pengolahan limbah cair yang telah dilakukan antara lain menggunakan proses biologi, kimia, fisika dan kombinasi dari ketiga proses tersebut. Metode secara konvensional seperti adsorpsi dan penggunaan lumpur aktif ( active sludge ) telah banyak dilakukan, tetapi hasilnya kurang efektif (Moertinah, 2010). Adapun metode adsorpsi kurang begitu efektif karena adsorbat yang terakumulasi di dalam adsorben, demikian pula proses koagulasi dan sedimentasi, pada akhirnya dapat menimbulkan persoalan baru. Metode lumpur aktif juga kurang efektif karena diperlukan waktu yang cukup lama serta diketahui beberapa jenis limbah zat warna memiliki sifat resisten untuk didegradasi secara biologis (Elias, 2001).
Untuk mengatasi kelemahan pada proses pengolahan limbah sebelumnya, maka dikembangkan solusi alternatif menggunakan metode fotodegradasi berbasis material komposit CaTiO 3 dan radiasi sinar UV. Beberapa penelitian terkait pemanfaatan komposit CaTiO 3 telah menarik perhatian cukup besar karena kelebihannya dalam beberapa sifat yakni luminescent, dielektrik, sifat optik, fotokatalis, biokompatibilitas, semikonduktor yang sangat tinggi (Sutanto, 2017, Kumar 2017). Tipe komposit CaTiO 3 merupakan photocatalyst berbasis semikonduktor material yang menarik karena celah pita energi yang lebar (3.5 eV) dengan posisi pita konduksi (CB) negatif terhadap potensial reduksi H + /H 2 dan posisi pita valensi (VB) positif terhadap potensi oksidasi O 2 /H 2 O ( Han, 2015, Yan, 2018 ) . Sebagai hasilnya, CaTiO 3 menunjukkan evolusi hydrogen (H 2 )/oksigen(O 2 ) fotokatalitik yang efisien dari pemisahan air serta degradasi fotokatalitik polutan organik (Huang, 2014, Zhou 2018). Selain itu, struktur komposit CaTiO 3 menunjukkan daya pantulan yang lebih rendah, penyerapan cahaya dan luas permukaan yang tinggi sehingga memungkinkan peningkatan sensitivitas cahaya serta aktivitas fotokatalitik (Kanhere, 2014, Fatimah 2018). Tujuan dari penelitian ini adalah mensintesa komposit partikel CaTiO 3 menggunakan kalsium carbonate (CaCO 3 ) dan titanium oksida (TiO 2 ) jenis anatase menggunakan metode solid-state dan proses kalsinasi. Laju fotodegradasi dan uji aktifitas fotokatalitik CaTiO 3 terhadap degradasi zat pewarna RhB juga dievaluasi menggunakan model kinetika adsorpsi Pseudo First Order . Hasil evaluasi dipaparkan dan didukung dengan data analisis dan karakterisasi.
Lusi Ernawati 1* , Ruri Agung Wahyuono 2 , Inggit Kresna Maharsih 1 , Ade Wahyu Yusariarta 3 , Andromeda Dwi Laksono 3 , Christina Wahyu Kartikowati 4 , Asep Bayu Dani Nandiyanto 5 : Fotodegradasi Zat Pewarna Tekstil (Rhodamin B) Menggunakan Adsorben berbasis Material Komposit Kalsium Titanate (CaTiO 3 )

## METODE PENELITIAN
Alat Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: beaker glass (250ml), stirrer-magnetic, gelas ukur, centrifuge, mortar pestle, furnace, lampu UV ( T5- UV7W, panjang gelombang 254nm).
Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: serbuk CaCO 3 komersial dan serbuk TiO 2 anatase diperoleh dari MTI Corporation (99%), Etanol PA 96% sebagai pelarut diperoleh dari Merck Milipore Corporation, aquades dan Rhodamine B (RhB) sebagai dye tekstil untuk uji aktifitas fotokatalitik.

## Prosedur
Sintesis powder komposit CaTiO 3 Sintesis komposit CaTiO 3 dimulai dengant tahap preparasi sampel CaCO 3 dan TiO 2 yang ditimbang sesuai perhitungan stoikometri. Varibel yang ditetapkan adalah menggunakan perbadingan mol (1:1); (1:5) dan (1:7). CaCO 3 dilarutkan dalam aquadest, sedangkan TiO 2 dilarutkan dalam EtOH 96% sebanyak 100ml. Kedua larutan yang telah dipersiapkan, kemudian dicampur melalui proses pengadukan selama 2jam hingga diperoleh larutan yang homogen. Larutan selanjutnya diendapkan, dicuci dengan aquadest beberapa kali dan dikeringkan dengan menggunakan oven pada suhu 100 o C selama 2jam. Setelah proses pengeringan, dilakukan tahap penggerusan meng-gunakan mortar- pestle yang bertujuan memperoleh butiran halus dan lebih homogeny, kemudian dilakukan proses kalsinasi secara bertahap menggunakan furnance pada suhu 900°C selama 3jam.
Karakterisasi sampel CaTiO 3 Morfologi komposit partikel CaTiO 3 dianalisis dengan pemindaian mikroskop elektron (Scanning Electrone Microscopy SEM, tipe FEI Inspect 21). Kondisi pengukuran adalah 100kV pada berbagai perbesaran skala magnifikasi. Analisis komposisi unsur dilakukan menggunakan (NEXQC+QuantEZ) jenis Rigaku X-Ray Fluorescence (XRF), pada 10kV accelerating voltage. Analisa struktur kristal dan derajat kristalinitas sample dilakukan dengan menggunakan X- ray diffraction (XRD, PAN analytical type X'Pert Pro) dioperasikan pada 40V, dan 40mA. Uji analisa absorpsi diukur menggunakan UV/vis
spektrofotometer (Rayleigh UV-9200).
Uji aktifitas fotokatalitik komposit CaTiO 3 pada degradasi zat pewarna RhB sebagai polutan organik Tahapan awal dalam uji aktivitas fotokatalitik adalah serbuk CaTiO 3 yang telah dibuat ditimbang massanya menggunakan neraca analitik sebanyak (0.5, 1.0, 1.5 dan 2.0gram). Kemudian padatan dicampurkan ke dalam larutan polutan organik dimana digunakan rhodamine B (RhB) sebagai media polutan. Setelah itu campuran dipindahkan ke dalam wadah prototype
fotoreaktor (Ernawati, 2019) yang telah dibuat dan disinari di bawah paparan sinar ultraviolet (UV) dengan waktu sesuai dengan variabel yang telah ditentukan (seperti terlihat dalam Gambar 1 ).
Gambar 1. Desain reaktor yang digunakan untuk menguji aktivitas fotokatalitik CaTiO 3 pada degradasi zat pewarna RhB.
Agar aktivitas fotokatalis lebih efisien, ditambahkan magnetic stirrer di dalam kaca tersebut. Fungsinya agar Rhodamine B lebih homogen selama proses pemaparan berlangsung. Selain itu, juga memicu aktivitas fotokatalis pada partikel CaTiO 3 . Pemaparan dilakukan pada tempat tertutup yang terisolasi dari cahaya. Sumber cahaya yang digunakan berasal dari sinar UV. Lama waktu pemaparan yang digunakan sesuai dengan variabel yang telah ditentukan yakni 40menit.
Evaluasi hasil fotodegradasi Rhodamine B (RhB) menggunakan CaTiO 3 Pengujian zat warna hasil degradasi menggunakan spektrofotometer (UV-Vis). Instrumen ini mengukur absorbansi larutan RhB dengan menggunakan panjang gelombang serapan pada rentang 300-800nm. Dengan uji tersebut akan diketahui transmitansi dan absorbansi dari zat warna yang telah didegradasi. Sehingga dapat diketahui berapa tingkat efektifitas larutan prekursor yang digunakan. Konsentrasi degradasi larutan RhB dievaluasi dengan menggunakan persamaan kinetika adsorpsi Pseudo First Order , sebagaimana tertulis di persamaan (1). 1) 1 th ሺ Dimana, r adalah laju fotodegradasi RhB , C adalah konsentrasi RhB , t adalah waktu, k abs adalah konstanta laju orde pertama.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisa bentuk dan morfologi permukaan partikel CaTiO 3 Hasil SEM ( Gambar 2 ) menunjukkan morfologi CaTiO 3 dengan rasio mol CaCO 3 /TiO 2 yang berbeda (1: 1, 1: 5 dan 1: 7) dengan suhu kalsinasi yang sama (900 o C). Gambar 2 (a) dan 2 (b) menunjukkan sampel
CaTiO 3 yang memiliki butiran partikel kecil dan distribusi ukuran yang tidak seragam. Gambar 2 (c) , sampel tampak memiliki butiran yang lebih besar dan lebih padat. Hasil yang berbeda ini disebabkan oleh aglomerasi partikel. Distribusi partikel CaTiO 3 pada Gambar 2 menunjukkan ukuran yang bervariasi, tidak merata (polydisperse) dan berstruktur nano yakni CaCO 3 /TiO 2 (1:1, D p = 76.27 nm), CaCO 3 /TiO 2 (1:5, D p =82.43 nm), CaCO 3 /TiO 2 (1:7, D p =45.29 nm). Terbentuknya aglomerasi partikel dikaitkan dengan perlakuan sintering yang memungkinkan pertumbuhan partikel dengan difusi nuklei, yang menyebabkan penurunan energi bebas dan peningkatan total entropi sistem yang memfasilitasi terjadinya aglomerasi partikel (Sucahya 2016, Dong, 2016).
Gambar 2. SEM sampel CaTiO 3 yang disintesa dengan variasi rasio molar: (a) CaCO 3 /TiO 2 =1:1, (b)CaCO 3 /TiO 2 =1:5, dan (c) CaCO 3 /TiO 2 =1:7, digunakan temperatur kalsinasi T=900 o C.
Gambar 3. Hasil EDX komposit partikel CaTiO 3 dengan variasi rasio mol (CaCO 3 /TiO 2 ) dan suhu kalsinasi (a)1:1, T=900 ⁰ C, (b) 1:5, T=900 o C dan (c) 1:7, T=900 ⁰ C
Hasil pengujian EDX menampilkan analisis kualitatif dan kuantitatif. Pada analisis kualitatif muncul puncak-puncak energi pada kurva yang telah dianalisis. Sedangkan analisis kuantitatif dapat digunakan untuk mengetahui komposisi unsur penyusun material. Berdasarkan hasil EDX , Gambar 3 (a) komposisi unsur pada sampel CaTiO 3 (CaCO 3 /TiO 2 =1:1, T=900 o C) dipe-roleh 49,72wt% Oksigen (O), 5,85wt% Magnesium (Mg), 6,11wt% Kalsium (Ca), dan 38,32wt% Titanium (Ti). Dengan suhu kalsinasi (T=900°C), sampel CaTiO 3 dengan rasio (CaCO 3 /TiO 2 =1:5) memberikan perbedaan pada beberapa unsur yaitu kenaikan pada unsur titanium (Ti), seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3(b) komposisi unsur terdiri dari 47.17wt% Oksigen (O), 1,71wt% Magnesium (Mg), 1,53wt% Kalsium (Ca), dan 49,49wt% Titanium (Ti). Hasil yang similar ditunjukkan pada Gambar 3(c), sampel CaTiO 3 dengan rasio (CaCO 3 /TiO 2 =1:7), kenaikan unsur Ti sebesar 58.81%.
Berdasarkan perbandingan komposisi mol (1:1); (1:5) dan (1:7), diketahui bahwa semakin banyak mol TiO 2 menyebabkan kandungan unsur (Ti) dan oksigen yang meningkat. Namun, terjadi penurunan terhadap jumlah kalsium (Ca) pada material.
Uji pengaruh komposisi katalis CaTiO 3 pada prosentase degradasi RhB
Pengaruh komposisi fotokatalis CaTiO 3 diuji dengan melakukan percobaan fototakalitik terhadap larutan zat warna RhB dengan konsentrasi larutan 400ppm dalam beberapa variasi komposisi CaTiO 3 yaitu 0.5; 1.0; 1.5, dan 2.0gram selama 40menit. Dari Gambar 4 , terlihat bahwa semakin tinggi komposisi CaTiO 3 maka jumlah RhB yang tereduksi semakin besar. Dalam arti lain dengan penambahan jumlah katalis CaTiO 3 , zat warna RhB yang teradsorbsi pada permukaan katalis semakin banyak, sehingga laju reaksi fotokatalis menjadi semakin cepat.
Gambar 4. Hubungan waktu degradasi dan konsentrasi RhB pada variasi komposisi CaTiO 3 yakni 0.5; 1.0; 1.5; dan 2.0 gram. Konsentrasi RhB yang digunakan sebesar 100mg dan kecepatan pengaduk 500rpm.
Lusi Ernawati 1* , Ruri Agung Wahyuono 2 , Inggit Kresna Maharsih 1 , Ade Wahyu Yusariarta 3 , Andromeda Dwi Laksono 3 , Christina Wahyu Kartikowati 4 , Asep Bayu Dani Nandiyanto 5 : Fotodegradasi Zat Pewarna Tekstil (Rhodamin B) Menggunakan Adsorben berbasis Material Komposit Kalsium Titanate (CaTiO 3 )
Gambar 5 . Hubungan variasi komposisi CaTiO 3 (0.5; 1.0; 1.5; dan 2.0 gram) dan prosentase % degradasi RhB, dengan lama waktu penyinaran (UV) 40menit. Konsentrasi RhB yang digunakan sebesar 100mg, kecepatan pengaduk 500rpm.
Kurva pada Gambar 5. menunjukkan bahwa persentase degradasi RhB semakin meningkat seiring dengan semakin meningkatnya komposisi katalis CaTiO 3 , dalam hal ini jumlah permukaan fotokatalis yang menyediakan *OH, makin tinggi, maka reaksi fotodegradasi RhB akan semakin efektif, yang mengakibatkan persentase (%) degradasi semakin meningkat Efektifitas fotodegradasi dari CaTiO 3 yang telah disintesa terhadap RhB (100 mg) direpresentasikan di Tabel 2 . Hasil uji memberikan bahwa persentase degradasi sebesar 97.37%
23.34% untuk konsentrasi CaTiO 3 (2.0 dan 0.5gram). Jika dibandingkan dengan penelitian sebelumnya. Pada penelitian sebelumnya, CaTiO 3 yang digunakan untuk mendegradasi zat pewarna methylene blue (MB) membutuhkan waktu adsorpsi yang lebih lama yakni 120min dan komposisi katalis yang lebih tinggi (Gaikwad,2012, Khalil, 1998). Sedangkan CaTiO 3 yang dihasilkan dalam penelitian ini cukup efektif digunakan untuk mendegradasi zat pewarna RhB dengan konsentrasi yang cukup tinggi yakni 100 mg (200ppm).
Tabel 2 . Efektifitas fotodegradasi zat pewarna RhB menggunakan CaTiO 3 dengan komposisi rendah dan tinggi.
Komposisi CaTiO 3 (gram) Konsentrasi RhB (mg) Prosentase degradasi (%) 0.5 100 50.49 23.34 % 2.0 100 97.37 38.22 % Keterangan : waktu penyinaran degradasi RhB dilakukan selama 40min menggunakan lampu UV.
Proses penyinaran RhB menggunakan katalis CaTiO 3 dengan lampu UV juga dilakukan dengan waktu yang cukup lama yakni lebih dari 1jam. Hasil percobaan menunjukkan, meningkatkan lamanya waktu penyinaran, tidak mempengaruhi persentase degradasi RhB yang cukup signifikan. Hal ini dapat dijelaskan bahwa waktu reaksi antara katalis dengan zat warna RhB yang semakin lama, menyebabkan produk hasil fotodegradasi yang terbentuk semakin tinggi. Hal ini menyebabkan interaksi antara cahaya dengan fotokatalis CaTiO 3 dan RhB menjadi terhalang, begitu pula reaksi antara fotokatalis dengan zat warna sendiri, sehingga penurunan aktifitas RhB menjadi lebih lambat dan relatif tetap. Degradasi RhB (100mg) paling tinggi dicapai pada penggunaan CaTiO 3 dengan komposisi sebesar 2.0g dengan lama waktu penyinaran UV selama 40min. Pengujian fotokatalis CaTiO 3 terhadap degradasi RhB dilakukan hingga 3 kali dan menunjukkan hasil yang sama. Hasil foto degradasi ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 6. Foto hasil degradasi RhB dengan variasi komposisi CaTiO 3 (0.5, 1.0, 1.5 dan 2.0 gram), lama waktu penyinaran (UV) 40 menit, dan konsentrasi RhB yang digunakan sebesar 100 mg.
Kinetika pengaruh komposisi CaTiO 3 terhadap fotodegradasi zat pewarna RhB
Reaksi fotokatalis CaTiO 3 berlangsung dalam sistem heterogen dan laju reaksinya dipengaruhi oleh adsorpsi reaktan pada permukaan katalis. Namun, dalam penelitian ini tidak dilakukan percobaan untuk menghitung nilai K, sehingga perhitungan dilakukan dengan pendekatan sistem homogen mengikuti orde reaksi pertama (n=1). Kinetika pengaruh komposisi fotokatalis CaTiO 3 dievaluasi dengan menggunakan persamaan Pseudo First Order, yaitu:
1 ) 1 t ………………………………(2) Dengan K adalah tetapan laju reaksi dan n adalah orde reaksi. Orde reaksi dan tetapan laju reaksi ditentukan dari integrasi persamaan laju reaksi menjadi persamaan linear. Sedangkan nilai K diperoleh dari kemiringan kurva yang dihasilkan. Kurva plot ln ( C t /C o ) terhadap
waktu degradasi RhB pada berbagai konsentrasi CaTiO 3 ditunjukkan pada Gambar 7 .
Gambar 7 . Plot ln ( C o /C t ) terhadap waktu degradasi dengan variasi dosis CaTiO 3 (0.5; 1.0; 1.5; 2.0 gram). Konsentrasi RhB yang digunakan sebesar 100mg, kecepatan pengaduk 500rpm.
Tabel 3. Hubungan konstanta laju reaksi (K) fotodegradasi zat pewarna RhB dan komposisi CaTiO 3
Komposisi CaTiO 3 (gram) Konstanta laju reaksi (K) (ppm.menit -1 ) R 2
0.5
0.0158 0.8717 1.0 0.0271 0.7954 1.5 0.0754 0.9644 2.0 0.0915 0.9971 Berdasar Tabel 3 , disimpulkan bahwa mekanisme reaksi fotodegradasi zat warna RhB pada variasi komposisi CaTiO 3 mengikuti persamaan orde reaksi pertama, karena kurva linear yang terbentuk (Gambar 3.6) memiliki nilai R 2 kurang dari 1. Selain itu, dapat dijelaskan bahwa peningkatan komposisi fotokatalis CaTiO 3 mengurangi penyerapan sinar yang kemudian meningkatkan adsorpsi zat pewarna ke permukaan katalis, sehingga meningkatkan laju reaksi. Diketahui bahwa laju degradasi fotokatalitik dipengaruhi oleh beberapa faktor, tidak hanya terkait untuk morfologi permukaan sampel, dan struktur zat pewarna, adsorpsi zat pewarna di permukaan CaTiO 3 dan intensitas lampu UV.
Uji pengaruh konsentrasi zat warna RhB pada presentase degradasi Kajian konsentrasi RhB pada efisiensi fotokatalitik dievaluasi menggunakan konsentrasi 20, 50, dan 150mg dalam 200ml aquadest. Hasil menunjukkan bahwa peningkatan
konsentrasi zat pewarna, menunjukkan penurunan efisiensi degradasi. Karenanya, proses foto-oksidasi akan bekerja lebih cepat pada konsentrasi zat pewarna yang rendah. Hasil ini sesuai dengan laporan sebelumnya, bahwa fotodegradasi pewarna tekstil Reaktif menurun dengan meningkatnya konsentrasi katalis.
Gambar 8 . Foto hasil degradasi RhB dengan variasi konsentrasi RhB (20, 50 dan 150mg), lama waktu penyinaran (UV) 40menit dan komposisi CaTiO 3 yang digunakan sebesar 2.0gram.
Gambar 9. Hubungan konsentrasi RhB dan persentase degradasi dengan lama waktu penyinaran (UV) 40menit. Komposisi CaTiO 3 sebesar 2.0gram, kecepatan pengaduk 500rpm, variasi konsentrasi RhB (20, 50 dan 150mg). Pada konsentrasi Rhodamine B yang tinggi, larutan berwarna pekat akan kurang transparan terhadap sinar UV dan molekul zat warna dapat menyerap sejumlah besar sinar matahari yang menyebabkan lebih sedikit cahaya untuk mencapai katalis CaTiO 3 , dengan demikian mengurangi pembentukan radikal OH. Karena radikal OH* sangat penting dalam menyerang molekul zat pewarna (dalam hal ini RhB), sedangkan menurunnya jumlah radikal OH* akan menyebabkan efisiensi fotodegradasi menurun.
Lusi Ernawati 1* , Ruri Agung Wahyuono 2 , Inggit Kresna Maharsih 1 , Ade Wahyu Yusariarta 3 , Andromeda Dwi Laksono 3 , Christina Wahyu Kartikowati 4 , Asep Bayu Dani Nandiyanto 5 : Fotodegradasi Zat Pewarna Tekstil (Rhodamin B) Menggunakan Adsorben berbasis Material Komposit Kalsium Titanate (CaTiO 3 )

## Mekanisme fotokatalis CaTiO
3 pada degradasi
Rhodamine B
Gambar 10. Mekanisme proses fotodegradasi CaTiO 3 terhadap zat warna RhB.
Atas dasar keseluruhan hasil yang diperoleh, mekanisme fotokatalis diusulkan seperti ditunjukkan pada Gambar 10 . Ketika CaTiO 3 diradiasi dan disimulasikan dengan sinar UV, elektron CaTiO 3 bergerak dan tereksitasi dari pita valensi (VB) ke pita konduksi (CB). Setelah fotoelektron yang terinduksi dari CB dapat ditransfer ke oksigen terlarut untuk membentuk radikal anion superoksida (O 2 *), foto elektron tersebut, kemudian berubah menjadi aktif spesies oksigen, seperti H 2 O dan OH dan H 2 O 2 karena potensi CB yang lebih tinggi (-0,197eV) dibandingkan O 2 /H 2 O (-0.046 eV), (Carp, 2004, Tussa’adah, 2015). Disisi lain, sekat yang tersisa di pita valensi (VB) CaTiO 3 bereaksi dengan air yang terserap atau gugus hidroksil permukaan (OH) menghasilkan radikal OH. Spesies radikal dan sekat pita ini memegang peranan penting pada proses degradasi RhB. Mekanisme utama proses degradasi RhB di bawah sinar UV diusulkan sebagai berikut:
CaTiO 3 + hv  e - + h + e - + O 2  O 2 * O 2 * + H 2 O  *OH + H 2 O* + H 2 O 2 h + + H 2 O/OH -  *OH +H + h+ or *OH + Rhodamine B  Degradasi

## KESIMPULAN
Komposit CaTiO 3 berhasil disintesa meng- gunakan kalsium karbonat (CaCO 3 ) dan titanium oksida (TiO 2 ) menggunakan metode solid-state dan proses kalsinasi, dengan bantuan fotoreaktor (sinar UV), komposit CaTiO 3 berhasil digunakan untuk mendegra- dasi zat pewarna RhB, yang dibuktikan dengan photocatalyst test . Hasil uji menunjukkan bahwa semakin besar komposisi CaTiO 3 yang ditambahkan dalam larutan RhB, maka aktifitas fotokatalitik CaTiO 3 untuk mendegradasi zat warna RhB akan semakin besar. Sedangkan, semakin tinggi konsentrasi RhB, semakin besar komposisi CaTiO 3 yang diperlukan untuk proses degradasi. Hasil optimum eksperimen diperoleh
prosentase degradasi RhB sebesar 97.37% dengan nilai tetapan laju fotodegradasi sebesar 0.0915(ppm. menit -1 ) menggunakan komposisi CaTiO 3 2.0gram dengan waktu degradasi yang cukup singkat 40min. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa fotokatalis berbasis material CaTiO 3 sangat efektif digunakan sebagai adsorben limbah tekstil.
SARAN
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan, maka disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut dengan mengaplikasikan material fotokatalis berbasis komposit CaTiO 3 langsung pada limbah zat pewarna industri tekstil.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terimakasih penulis disampaikan kepada Laboratorium Pusat sentral material maju dan terbarukan Universitas Negeri Malang (UNM) untuk beberapa perangkat karakterisasi dan diskusi. Penelitian ini didanai dan didukung oleh Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (LPPM) Institut Teknologi Kalimantan (ITK), berdasarkan Surat Keterangan No: 2978/IT10.II/ PPM.01 /2020.

## DAFTAR PUSTAKA
Aprilia, N.I., Sumarni W., Susatyo, E. B., 2012. Sintesis Membran Padat Silika Abu Sekam Padi dan Aplikasinya Untuk Dekolorisasi Rhodamin B pada Limbah Cair. Indo. J. Chem Sci , 1(2), 164-165. Badan Pusat Statistik, 2018 . Pertumbuhan Produksi Industri Manufaktur Triwulan. Carp., Huisman, C.L., Reller, A., 2004 . Photoinduced Reactivity of Titanium Dioxide, Prog. in Solid State Chem., 32, 33-177.
Chinese National Textile and Apparel Council, 2016 . http://www.ctei.cn/special/2016nzt/1107sznh/ [Accessed 22 Oktober 2019].
Dong, W.; Zhao, G.; Bao, Q.; Gu, X., 2006 . Effects of morphology on the photocatalytic properties of CaTiO 3 nano/microstructures. J. Ceram. Soc. Jpn . 124(4), 475-479. Elias, Md.S., 2001 . Penyingkiran Fenol terlarut dalam air melalui fotodegradasi menggunakan Titanium Dioksida (TiO 2 ). Malaysian J. Analytical Sciences . 7(1), 1-6.
L. Ernawati, R. A. Wahyuono, A. A. Muhammad, A. R. Nurislam Sutanto, I. K. Maharsih, N. Widiastuti, H. Widiyandari. 2019 . Mesoporous WO 3 /TiO 2 Nanocomposites Photocatalyst for Rapid Degradation of Methylene Blue in Aqueous Medium. International Journal of Engineering (IJE), IJE TRANSACTIONS A: Basics, 32(10), 1345-1352. Fatimah, I.; Rahmadianti, Y.; Pudiasari, R. A., 2018 .
Photocatalyst of perovskite CaTiO 3 nanopowder synthesized from CaO derived from snail shell in comparison with the use of
CaO and CaCO 3 . IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng . 349, 1-7. Gaikwad, S. S., Borhade, A. V., Gaikwad, V. B., 2012 . A green chemistry approach for synthesis of CaTiO 3 photocatalyst: its effects on degradation of methylene blue, phytotoxicity and microbial study. Der Pharma Chemica . 4 (1), 184-193.
Han, C, Yang, H, Xue, X., 2015 . Kinetics of photocatalytic degradation of methylene blue over CaTiO 3 . J. Wuhan University of Technology-Mater. Sci. Ed. 30(5),1103-1107.
Hakim, A. R., 2015 . Profil ringkas industri tekstil dan produk tekstil di Indonesia. Academia : 2.
Huang, X. Yan, X.; Fang, Y.; Min, Y.; Wu, Z.; Li, W.; Yuan, J.; Tan, L., 2014 . Synthesis of rodlike CaTiO 3 with enhanced charge separation efficiency and high photocatalytic activity. Int. J. Electrochem. Sci. 9, 5155-5163.
Kanhere, P.; Chen, Z., 2014 . A review on visible light active perovskite-based photocatalysts. Molecules . 19, 19995-20022. Khalil, L.B., Mourad, W.E., Rophael, M.W., 1998 . Photocatalytic Reduction of Environmental Pollutan Methylene blue Over Some Semiconductor Under UV visible Light Illumination. Appl. Catal. B: Environ., 17,267- 273 Kumar, A.; Kumar, S.; Bahuguna, A.; Kumar, A.; Sharma, V.; Krishnan, V., 2017. Recyclable, bifunctional composites of perovskite type N- CaTiO3 and reduced graphene oxide as an efficient adsorptive photocatalyst for environmental remediation. Mater. Chem. Front. 1, 2391-2404. Moertinah, S., Djarwanti, Sartamtomo, Yuliastuti, R,
Yuliasni, R., 2010 . Peningkatan kinerja lumpur aktif dengan penambahan karbon aktif dalam pengolahan air limbah industri tekstil pewar- naan dengan zat warna indigo dan sulfur, Jurnal Riset Industri , 4(1), 104-112. Patel, H., Vashi, R. T., 2015. Characterization and treat- ment of textile wastewater. Elsevier: 3-5.
Qodri, A. A., 2011 . Fotodegradasi Zat Warna Remazol Yellow FG dengan Fotokatalis Komposit TiO 2 /SiO 2 . Skripsi. FMIPA. Universitas Sebelas Maret: Surakarta. Stockle, 2014. Safety Data Sheet Rhodamine B (C.1.451- 70) . Darmstadt: PanReac Apply Chem.
Germany. Sucahya, T. N.; Permatasari, N.; Nandiyanto, A. B. D,
2016 . Review: fotokatalis untuk pengolahan limbah cair. Jurnal Integrasi Proses . 6(1), 1-15.
Sutanto, K., 2017 . Teknologi berbasis nanomaterial untuk remediasi dan pengolahan air,1-15. Tussa’adah, R.; Astuti., 2015 . Sintesis material fotokatalis TiO 2 untuk penjernihan limbah tekstil. Jurnal Fisika Unand . 4(1), 91-96. Wijaya, K., 2006 . Utilisasi TiO 2 -Zeolit dan sinar UV untuk Fotodegradasi Zat Warna Congo Red, TEKNOIN, 11(3), 199-209.
Yan, Y.; Yang, H.; Zhao, X.; Li, R.; Wang, X., 2018. Enhanced photocatalytic activity of surface disorder engineered CaTiO 3 . Mater. Res. Bull . 105, 286-290. Zhou, L.; Guo, X.; Lai, C.; Wang, W., 2018 . Electro photocatalytic degradation of amoxicillin using CaTiO 3 . Open. Chem . 16(1), 949-955.