Jurnal Pendidikan dan Aplikasi Industri (UNISTEK) Vol. 8 No.2 Agustus 2021, PP. 120-126 p- ISSN : 0126 – 4036     e- ISSN : 2716 - 0416 http://ejournal.unis.ac.id/index.php/UNISTEK

## Pengolahan Limbah Cair Laboratorium Menggunakan Teknik Fotokatalisis Dengan TiO 2
Adawiah 1 , Muhammad Rusydi Hanif 2 , Chepi Setiawan 3 , Alfi Alfatan 4 , dan Rika Apriliani 5
1,2,3,4,5 Laboratorium Kimia, Pusat Laboratorium Terpadu UIN Syarif Hidayatullah Jakarta Jl. Ir. H. Juanda No. 95 Ciputat Tangerang Selatan 15412
adawiah@uinjkt.ac.id
Abstrak. Pengolahan  limbah  cair  organik  yang  dilakukan  masih  belum  optimal.  Hal  ini  perlu diperhatikan  mengingat  limbah  cair  organik  merupakan  salah  satu  limbah  bahan  beracun  dan berbahaya (B3) yang bersifat stabil dan tidak dapat didegadasi secara alami. Sehingga apabila limbah tersebut  mencemari  lingkungan  perairan  tentu  akan  berisiko  menimbulkan  dampak  serius  bagi kesehatan  masyarakat.  Suatu  teknologi  pengolahan  limbah  cair  organik  menggunakan  teknologi fotokatalisis dianggap teknik yang sangat menjanjikat karena mampu mengolah zat organik beracun menjadi zat yang lebih sederhana dan ramah lingkungan, menggunakan sumber energi yang murah dan material yang dapat digunakan secara berulang-ulang. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk  mengolah  limbah  cair  organik  laboratorium  menggunakan  teknologi  fotokatalisis  dengan material semikonduktor titanium oksida (TiO 2 ) di bawah penyinaran sinar ultraviolet. Penelitian ini bertujuan  untuk  memanfaatkan  material  TiO 2 dalam  mengolah  limbah  cair  organik  laboratorium sehingga  menghasilkan  produk  hasil  pengolahan  yang  lebih  aman  untuk  dibuang  ke  lingkungan sehingga  tidak  menimbulkan  pencemaran  air  yang  dapat  berdampak  buruk  pada  kesehatan masyarakat. Penelitian yang dilakukan meliputi beberapa tahap yaitu pengumpulan data limbah cair organik  yang  dihasilkan  dari  kegiatan  praktikum  dan  penelitian,  pengambilan  sampel  limbah laboratorium, dan uji pengolahan limbah dan analisis kandungan total senyawa organik dari produk hasil pengolahan limbah dengan metode titrasi permanganometri. Hasil pengujian menunjukkan bahwa fotokatalis  TiO 2 dengan  komposisi  0,8%  (b/v)  memberikan  penurunan  kandungan  senyawa  organik dalam sampel limbah cair organik seban yak 96,19027% dalam waktu reaksi selama 4 hari.
Kata kunci: fotokatalis, limbah cair organik, pengolahan limbah, TiO 2
Abstract.  [Laboratory  Wastewater  Treatment  Using  Photocatalytic  Technique  with  TiO 2 ]. The processing  of  organic  wastwatere  is  still  not  optimal.  This  needs  become  considering  that  organic wastewater is one of the toxic and hazardous waste (B3) which is stable and nondegradabel naturally. If the waste pollutes the aquatic environment, it certainly have a risk of causing serious impacts on public health. An organic wastewater treatment using photocatalysis technology is considered a very promising  technique  because  it  is  able  to  process  toxic  organic  substances  into  simpler  and environmentally  friendly  substances,  using  cheap  energy  sources  and  materials  that  can  be  used repeatedly.  Therefore,  this  research  was  conducted  to  treat  laboratory  organic  wastewater  using photocatalysis technology with titanium oxide (TiO 2 ) semiconductor material under ultraviolet light irradiation. This study aims to utilize TiO 2 material in treatment of  laboratory organic wastewater to gain products that are safer to be disposed of into the environment so that not to cause water pollution that have a negative impact on public health. The research carried out includes several steps, including collecting data on organic waste generated from practicum and research activities, sampling laboratory wastewater, wastewater treatment tests and analysis of the total organic compound content of the waste after  treatment  using  the  permanganometric  titration  method.  The  test  results  showed  that  the  TiO 2 photocatalyst with a composition of 0.8% (w/v) gave a decrease in the content of organic compounds in organic  wastewater samples as much as 96.19027% in a reaction time of 4 days.
Keywords: organic wastewater, photocatalyst, TiO 2 , wastewater treatment

## I. Pendahuluan
Penggunaan  zat  kimia  untuk  keperluan  industri maupun  pendidikan  berpotensi  memberikan  dampak terhadap  lingkungan  berupa  limbah  zat  kimia.  Tanpa perlakuan khusus yang dilakukan, kontak antara limbah
tersebut  dengan  komponen  lingkungan  hidup  tentu akan menimbulkan kerusakan terutama pada makhluk hidup (Chong et al., 2015). Diantara jenis limbah yang ada,  limbah  cair  organik  merupakan  yang  paling berisiko  karena  komponennya  sebagian  besar merupakan zat yang bersifat karsinogenik atau pemicu
Jurnal Pendidikan dan Aplikasi Industri (UNISTEK) Vol. 8 No.2 Agustus 2021, PP. 120-126 p- ISSN : 0126 – 4036     e- ISSN : 2716 - 0416 http://ejournal.unis.ac.id/index.php/UNISTEK
kanker.  Dalam  beberapa  dekade,  pengolahan  limbah cair  organik  telah  mendapat  perhatian  yang  tinggi terutama  pada  media  air  karena  paling  banyak digunakan  untuk  sistem  penyaluran  ke  lingkungan. Selain itu, air merupakan sumberdaya yang sangat vital bagi kehidupan namun rentan tercemar. Beberapa kasus yang  terjadi  akibat  pencemaran  limbah  cair  organik pada  sumber  perairan  telah  dilaporkan  menunjukkan bahaya  yang  dapat  terjadi  bagi  kelangusngan ekosistem.
Saat  ini,  universitas  termasuk  sebagai  pelaku penggunaan  zat  kimia  untuk  tujuan  pendidikan  yang dilakukan pada kegiatan praktikum-praktikum maupun penelitian.  Berdasarkan  survei  lapangan,  diketahui bahwa  pengolahan  limbah  laboratorium  terkhusus limbah  cair  organik  yang  dilakukan  oleh  keempat fakultas  tersebut  dapat  dikatakan  masih  belum  baik. Hal  ini  perlu  diperhatikan  mengingat  letak  kampus berada  di  tengah  pemukiman  masyarakat  sehingga apabila limbah tersebut mencemari perairan tentu akan berisiko  menimbulkan  dampak  serius  bagi  kesehatan masyarakat.
Hingga  saat  ini,  penelitian  terkait  pengolahan limbah  cair  organik  laboratorium  telah  dilaporkan dengan  menggunakan  cara  yang  konvensional  seperti penggunaan adsorben (zat penyerap) (Rosyida, 2011) , atau  koagulan  (zat  penggumpal)  (Asif  et  al.,  2016). Cara tersebut dinilai lebih sederhana dan relatif murah, akan tetapi tidak efisien dikarenakan zat pencemar pada limbah  hanya  terserap  dan  tidak  diubah  menjadi  zat yang lebih aman bagi lingkungan, serta hanya efektif untuk sekali pakai atau tidak dapat digunakan berulang- ulang.
Suatu  teknologi  pengolahan  limbahcair  organik menggunakan metode yang lebih modern dengan bahan yang  lebih  efisien  yang  dikenal  sebagai  metode fotokatalisis disebut mampu mengolah zat cair organik beracun  menjadi  zat  yang  lebih  sederhana  dan  ramah lingkungan. Material yang digunakan pada fotokatalisis yang  disebut  fotokatalis  akan  bereaksi  jika  disinari cahaya  ultraviolet  sehingga  mampu  mengubah  zat organik menjadi karbondioksida dan air, zat yang sama dengan yang terdapat pada nafas manusia.
Teknologi  degradasi  limbah  organik  dengan penggunaan  fotokatalis  telah  dikembangkan  secara luas.  Teknologi  ini  memungkinkan  degradasi  zat organik menjadi gas karbondioksida dan uap air dengan menggunakan  bantuan  energi  cahaya.  Pengembangan material fotokatalis yang ramah lingkungan, murah dan sangat  stabil  telah  menjadi  salah  satu  masalah  paling mendesak dan menantang terkait proses degradasi zat organik  tersebut.  Semikonduktor  dianggap  sebagai salah  satu  fotokatalis  yang  paling  menjanjikan  untuk berbagai reaksi fotoredoks, karena memiliki celah pita (bandgap)  yang  sesuai,  biaya  rendah,  stabilitas  kimia yang tinggi, serta ramah lingkungan.
Salah  satu  material  fotokatalis  yang  telah  lama dikembangkan  untuk  aplikasi  degradasi  zat  organik yaitu  material  titanium  oksida  (TiO 2 ).  TiO 2 adalah katalis  semikonduktor  yang  paling  efektif  digunakan sebagai  fotokatalis  pada  degradasi  limbah  organik karena  memiliki  beberapa  keuntungan  diantaranya
TiO 2 memiliki fotoaktivitas dan stabilitas kimia tinggi, bersifat nontoksik, memiliki sifat redoks, yaitu mampu mengoksidasi polutan organik dan mereduksi sejumlah ion logam dalam larutan, bersifat inert, stabil terhadap korosi  yang  disebabkan  cahaya  ataupun  bahan  kimia (Gupta dan Tripathi, 2011).
Beberapa  tahun  terakhir,  para  peneliti  terus mengembangkan  aplikasi  TiO 2 dalam  degradasi senyawa organik di antaranya pada degradasi zat warna metilen biru (MB) (Sani et al., 2009), zat warna tartazin (Dwiasi  dan  Setyaningtyas,  2014),  degaradasi  fenol (Safni  et  al.,  2019)  dan  bahkan  sebagai self  cleaning pada minyak cat (Sungging et al., 2012). Berdasarkan hal tersebut, maka perlu dilakukan penelitian mengenai pengolahan  limbah  cair  organik  laboratorium menggunakan  teknologi  fotokatalisis  dengan  material fotokatalis  TiO 2 .  Hal  ini  sangat  penting  dilakukan dikarenakan  belum  pernah  ada  sebelumnya  penelitan yang  menunjukkan  aplikasi  fotokatalis  TiO 2 dalam pengolahan  limbah  organik  laboratorium  secara keseluruhan. Melalui penelitian ini diharapkan limbah yang  berasal  dari  laboratorium  dapat  diolah  dan menghasilkan  produk  hasil  pengolahan  yang  lebih aman untuk dibuang ke lingkungan sekitar agar tidak terjadi  pencemaran  air  yang  dapat  berdampak  buruk pada  kesehatan  warga  yang  tinggak  di  sekitar universitas.

## II. Bahan dan Metode: Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitan  ini  akan  dilaksanakan  pada  bulan September  sampai  Oktober  2019.  Penelitian  ini dilakukan di Pusat Laboratorium Terpadu UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

## Alat dan Bahan
Alat  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah seperangkat instrumen difraktometer Shimadzu 6000 (Shimadzu
Corporation, Kyoto, Jepang),
Spektrofotometer UV-Vis (Thermo Scientific), lampu UV  100  watt,  peralatan  gelas  laboratorium,  neraca analitik, hot plate stirer, oven, dan tanur.
Semua  reagen  yang  akan  digunakan  mempunyai tingkat kemurnian yang tinggi keluaran Merck. Bahan yang  akan  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah aquadest,  TiO 2 ,  KMnO 4 ,  asam  oksalat,  asam  sulfat, metanol,  metilen  biru,  dan  sampel  limbah  cair laboratorium  yang  terdiri  dari  asetanilida,  aseton, asetofenon,  alfa  naftol,  anilina,  benzaldehida,  asam benzoat, beta naftol, kloroform, asam sitrat, dietil eter, etanol, etil asetat, formaldehida, metilen biru, gelatin, glukosa,  heksana,  isoamil  alkohol,  laktosa,  metanol, metil merah, metil jingga, fenoftalein, metil salisilat, asam oksalat, fenol, resorsinol, toluena, asam tartrat, asam salisilat, sikloheksanon, sikloheksena.

## Pengumpulan  Data  Limbah  Praktikum  dan Penelitian
Pengumpulan  data  ini  dilakukan  terlebih  dahulu sebelum  dilakukan  pengolahan  sampel  limbah  cair. Data yang dikumpulkan meliputi analisis bahan-bahan
Jurnal Pendidikan dan Aplikasi Industri (UNISTEK) Vol. 8 No.2 Agustus 2021, PP. 120-126 p- ISSN : 0126 – 4036     e- ISSN : 2716 - 0416 http://ejournal.unis.ac.id/index.php/UNISTEK
organik  yang  digunakan  dalam  kegiatan  praktikum atau penelitian di laboratorium untuk perkiraan awal kandungan yang terdapat pada limbah cair. Kegiatan pencarian  dilakukan  dengan  cara  mengelompokan bahan-bahan  organik  yang  digunakan  dari  modul- modul praktikum serta proposal penelitian mahasiswa dan dosen.

## Pembuatan Sampel Limbah
Pembuatan  sampel  dilakukan  dengan  cara membuat  campuran  limbah  dengan  mencampurkan bebrapa jenis bahan organik yang banyak digunakan dalam  kegiatan  praktikum  dan  penelitian  yang selanjutnya  dicampurkan  dalam  satu  wadah  dengan volume masing-masing larutan sampel bahan organik sebanyak 25 mL.
Karakterisasi TiO 2 Karakterisasi  dilakukan  untuk  mengetahui  sifat material  yang  digunakan  untuk  dikaitkan  dengan aktivitasnya.  Karakteriasi  yang  dilakukan  yaitu analisis  kristalinitas  TiO 2 .  Sifat  kristal  TiO2  diuji menggunakan  XRD  (ASTM  D3906-19).  Difraksi XRD  direkam  pada  difraktometer  Shimadzu  6000 (Shimadzu  Corporation,  Kyoto,  Jepang),  dengan menggunakan  iradiasi  Cu-Kα,  (λ  =1.5406A˚)  pada rentang  sudut  2θ  =  10-80o.  Fase  kristal  TiO2 dievaluasi dan ukuran rata-rata kristal dihitung dengan menggunakan persamaan Scherrer.
D = K l /( b cos( q ))
dimana  λ  =  panjang  gelombang  sinar-X  yang digunakan,  dan  θ  =  sudut  difraksi,  K  =  adalah konstanta : 0,94 dan besaran b yang digunakan adalah sebagai Full Width at Half Maximum (FWHM).

## Desain Reaktor Fotokatalitik
Reaktor  fotokatalitik  yang  digunakan  berbentuk balok mempunyai ukuran panjang= 34 cm, lebar= 33 cm,  dan  tinggi=  43  cm.  Reaktor  tersebut  dilengkapi dengan  1  lampu  UV  100  watt.  Pada  bagian  dalam reaktor terdapat stirrer yang berukuran 4 x 1 cm dan tabung  sampel  yang  memiliki  volume  sebesar  3000 mL seperti pada gambar di bawah.
Gambar  1.  Desain  reaktor  fotokatalitik  (Maretta  dan Helmy, 2015)
Karakterisasi TiO 2 Karakterisasi  TiO 2 yang  akan  digunakan  untuk reaksi fotokatalitik yaitu dilakukan dengan menggunakan instrumen XRD.
Penentuan Massa Fotokatalis Optimum (Fisli et al., 2017)
Penentuan massa optimum TiO 2 dilakukan dengan cara mengukur daya degradasi TiO 2 terhadap metilen biru  sebagai  salah  satu  sampel  limbah  organik  yang digunakan dalam laboratorium kimia dengan metode Fisli  et  al.,  2017  yang  dimodifikasi.  Konsentrasi metilen  biru  yang  digunakan  yaitu  20  ppm  dan variabel  massa  TiO 2 yang  digunakan  sebesar  0.2%, 0.4%,  0.6%,  0.8%  dan  1%  terhadap  volume  larutan metilen  biru  yang  digunakan.  Pengujian  dilakukan dengan cara TiO 2 ditambahkan dalam 250 mL larutan metilen  biru  (MB)  (20  ppm).  Kemudian  direaksikan selama 5 jam dengan kecepatan pengadukan 300 rpm di  bawah  iradiasi  sinar  iltraviolet  (UV).  Dilakukan pengujian pada kondisi yang sama dengan larutan MB tanpa penambahan TiO 2 sebagai pembanding. Setelah reaksi  selesai,  konsentrasi  MB  diukur  menggunakan spektrofotometer  UV-Vis  pada  panjang  gelombang 660 untuk melihat nilai degradasi MB. Dilakukan pula pengukuran pada larutan MB sebelum reaksi sebagai konsentrasi  MB  awal.  Nilai  degradasi  MB  yang dihasilkan dihitung dengan persamaan:
% degradasi MB = ("#$"%)
"# x 100%
Dimana: Co adalah konsentrasi awal MB Ct adalah konsentrasi akhir MB

## Penentuan Konsentrasi Optimum Limbah Organik (Fisli et al., 2017)
Penentuan  konsentrasi  optimum  limbah  organik yang  akan  diolah  dilakukan  dengan  mengukur konsentrasi  optimum  metilen  biru  sebagai  sampel limbah organik dengan metode Fisli et al., 2017 yang dimodifikasi.  Penentuan  konsentrasi  optimum dilakukan dengan cara mengukur daya degradasi TiO 2 terhadap  metilen  biru  dengan  variasi  konsentrasi  20 ppm, 40 ppm, 60 ppm, 80 ppm, dan 100 ppm dengan massa  TiO 2 yang  digunakan  sebesar  0.8%  terhadap volume  larutan  metilen  biru  yang  digunakan. Kemudian direaksikan selama 5 jam dengan kecepatan pengadukan  300  rpm  di  bawah  iradiasi  sinar  UV. Dilakukan pengujian pada kondisi yang sama dengan larutan  MB  tanpa  penambahan  TiO 2 sebagai pembanding.  Setelah  reaksi  selesai,  konsentrasi  MB diukur  menggunakan  spektrofotometer  UV-Vis  pada panjang gelombang 660 untuk melihat nilai degradasi MB.  Dilakukan  pula  pengukuran  pada  larutan  MB sebelum reaksi sebagai konsentrasi metilen biru awal. Nilai degradasi metilen biru yang dihasilkan dihitung dengan persamaan:
% degradasi MB = ("#$"%)
"# x 100%
Dimana: Co adalah konsentrasi awal MB Ct adalah konsentrasi akhir MB
Jurnal Pendidikan dan Aplikasi Industri (UNISTEK) Vol. 8 No.2 Agustus 2021, PP. 120-126 p- ISSN : 0126 – 4036     e- ISSN : 2716 - 0416 http://ejournal.unis.ac.id/index.php/UNISTEK
Uji  Aktivitas  Degradasi  Fotokatalisis  dalam Pengolahan Limbah
Sampel yang digunakan yakni limbah cair organik dari  Pusat  Laboratorium  Terpadu  UIN  Syarif Hidayatullah  Jakarta.  Limbah  campuran  bahan organik yang paling banyak digunakan di laboratorium dan  memiliki  efek  bahaya  paling  besar.  Larutan limbah  yang telah dibuat dimasukan ke dalam reaktor fotokatilitik sebanyak 875 mL. Kemudian ditambahkan  fotokatalis  TiO 2 sebanyak  0.8%  dan diiradiasi sinar UV menggunakan lampu UV 100 watt, selanjutnya  dilakukan  pengadukan  dengan  bantuan magnetic stirrer pada kecepatan pengadukan 300 rpm selama 5 jam reaksi. Campuran hasil reaksi kemudian dianalisis  kandungan  senyawa  organiknya  dengan menggunakan  metode  titrasi  permanganometri. Pengukuran  kandungan  senyawa  organik  dalam limbah  dilakukan  pada  limbah  sebelum  dan  sesudah mengalami pengolahan.

## Penentuan Kadar Bahan Organik Limbah dengan Metode Permanganometri (SNI 06-6989.22-2004)
Metode  permanganometri  yang  digunakan  untuk menentukan kadar bahan organik air limbah mengacu pada  Standar  Nasional  Indonesia  No  06-6989.22 (2004).  Adapun  prosedur  kerjanya  terbagi  kedalam dua tahap yaitu:
a. Persiapan Penetapan Larutan Kalium Permanganat (KMnO 4 0,01 N)
Pipet 100 mL air suling secara duplo dan masukkan ke dalam labu erlenmeyer 300 mL, panaskan hingga 70 0 C. Tambahkan 5 mL H 2 SO 4 8 N yang bebas zat organik. Tambahkan 10 mL larutan baku asam oksalat 0,01  N  menggunakan  pipet  volume.  Titrasi  dengan larutan  kalium  permanganat  0.01  N  sampai  warna merah  muda  dan  catat  volume  pemakaian.  Hitung normalitas  larutan  baku  kalium  permanganat  dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

## V1 x N1 = V2 x N2
Dimana, V1 adalah mL larutan baku asam oksalat; N1 adalah normalitas larutan baku asam oksalat yang dipergunakan untuk titrasi; V2 adalah mL larutan baku kalium permanganat; dan N2 adalah normalitas larutan baku kalium permanganat yang tidak dicari.
b. Pengukuran  Kandungan  Bahan  Organik dengan Metode Titrasi Permanganometri
Pipet  100  mL  contoh  uji  masukkan  ke  dalam erlenmeyer 300 mL dan tambahkan 3 butir batu didih. Tambahkan KMnO 4 0,01 N beberapa tetes ke dalam contoh  uji  hingga  terjadi  warna  merah  muda. Tambahkan 5 ml asam sulfat 8 N bebas zat organik. Panaskan di atas pemanas listrik pada suhu 105 o C ± 2 o C,  bila  terdapat  bau  H 2 S,  pendidihan  diteruskan beberapa  menit.  Pipet  10  mL  larutan  baku  KMnO 4 0,01 N. Panaskan hingga mendidih selama 10 menit. Pipet 10 mL larutan baku asam oksalat 0,01 N. Titrasi dengan  kalium  permanganat  0,01  N  hingga  warna merah  muda.  Catat  volume  pemakaian  KMnO 4 . Apabila pemakaian larutan baku kalium permanganat 0,01 N lebih dari 7 mL, ulangi pengujian dengan cara
mengencerkan  contoh  uji.  Hitung  nilai  kandungan bahan organik dengan persamaan :
KMnO 4 (mg/L)= ({(10-a)b-(10xc)}x31,6 x 1000)/d  x f
Dimana: a adalah volume KMnO 4 0,01 N yang dibutuhkan pada titrasi; b adalah normalitas KMnO 4 yang sebenarnya; c adalah normalitas asam oksalat; d adalah volume contoh; dan f adalah faktor pengenceran contoh uji.

## Analisis Data
Data  yang  diperoleh  akan  dibandingkan  terhadap masing-masing  variasi  kondisi  percobaan  untuk disimpulkan hasil terbaik terhadap pengolahan sampel limbah cair.

## III. Hasil dan Pembahasan Daftar Bahan Kimia dalam Limbah Cair Organik Laboratorium
Analisis  bahan  kimia  organik  dilakukan  untuk menentukan  jenis  bahan  kimia  yang  digunakan  pada kegiatan  praktikum  perkuliahan  dan  penelitian  yang terdapat dalam limbah yang akan diolah dengan sistem fotokatalitik.  Hasil  penelusuran  yang  dilakukan dengan mendata secara langsung jenis bahan organik yang  digunakan  baik  pada  kegiatan  praktikum perkuliahan maupun penelitian menunjukkan terdapat enam  puluh  empat  jenis  bahan  kimia  organik.  Dari keenam  puluh  empat  bahan  organik  tersebut  yang diambil  pada  penelitian  ini  untuk  selanjutnya  diolah yaitu  hanya  35  jenis  bahan.  Hal  ini  didasarkan  pada komponen bahan kimia organik yang digunakan dan menghasilkan limbah paling banyak dan memberikan efek berbahaya untuk lingkungan. Ketiga puluh lima bahan  organik  yang  digunakan  yaitu  asetanilida, aseton, asetofenon, alfa naftol, anilina, benzaldehida, asam  be  nzoat,  beta  naftol,  kloroform,  asam  sitrat, dietil  eter,  etanol,  etil  asetat,  formaldehida,  metilen biru,  gelatin,  glukosa,  heksana,  isoamil  alkohol, laktosa,  metanol,  metil  merah,  metil  jingga, fenoftalein,  metil  salisilat,  asam  oksalat,  fenol, resorsinol,  toluena,  asam  tartrat,  asam  salisilat, sikloheksanon,  sikloheksena.  Dengan  konsentrasi setiap larutan yang dibuat yaitu 100 ppm.
Karakteristik Kristal TiO 2 Pengujian karakteristik kristal dari fotokatalis TiO 2 yang  digunakan  telah  dilakukan  menggunakan instrumentasi XRD. Karakterisasi ini penting dilakukan untuk  mengetahui  fase  kristal  dari  TiO 2 yang  aktif sebagai  fotokatalis.  Dari  hasil  pengukuran  dijelaskan bahwa  TiO 2 yang  digunakan  memiliki  pola  difraksi sinar-X  yang  dapat  dilihat  pada  Gambar  2.  Puncak- puncak TiO 2 yang terlihat pada sudut 2θ = 25⁰, 38⁰, 48⁰, 54⁰, 55⁰, dan 63⁰ sesuai dengan JCPDS 21-1272. Pola difraksi  tersebut  berdasarkan  Fisli  et  al.  (2017) menunjukkan bahwa fasa TiO 2 yang terbentuk adalah rutil,  sementara  pola  difraksi  dari  fasa  lainnya  yakni rutil dan brukit tidak teramati.

## Gambar 2. Pola difraksi sinar X fotokatalis TiO 2
Massa  Optimum  Fotokatalis  TiO 2 terhadap Degradasi Fotokatalitik Zat Organik
Penentuan  massa  optimum  fotokatalis  TiO 2 dilakukan  dengan  mengukur  daya  degradasi  TiO 2 terhadap  zat  warna  metilen  biru  (MB)  dengan konsentrasi 20 ppm. Penggunaan MB dilakukan sebagai salah  satu  sampel  limbah  organik  yang  banyak digunakan  di  laboratorium  dan  memiliki  struktur molekul  yang  lebih  kompleks  dari  senyawa  organik lainnya.  Sebelum  dilakukan  pengukuran  nilai absorbansi  MB  sebelum  dan  sesudah  difotokatalitik, terlebih dahulu dilakukan scanning panjang gelombang MB pada berbagai konsentrasi seperti yang ditampilkan pada  gambar  3.  Gambar  3  memperlihatkan  bahwa
senyawa  MB  yang  digunakan  memiliki  dua  puncak serapan  khas  pada  panjang  gelombang  294  nm  dari ikatan rangkap pada cincin heteroaromatik dan 664 nm dari  gugus  N(CH 3 ) 2 yang  tersubstitusi  pada  cincin heteroaromatik  (Samed  et  al.,  2014).  Puncak  tertinggi pada  spektrum  MB  yang  terletak  pada  panjang gelombang  664  nm  digunakan  sebagai  acuan  pada pengukuran konsentrasi MB.
Massa optimum fotokatalis TiO 2 ditentukan dengan mengukur  daya  degradasi  dari  fotokatalis  terhadap larutan  MB  20  ppm  yang  memberikan  nilai  persen degradasi paling tinggi. Persen degradasi setiap massa fotokatalis yang digunakan ditampilkan pada tabel 1.
Tabel 1. Hasil penentuan massa fotokatalis TiO 2 optimum %Fotokatalis Asorbansi Absorbansi rata-rata %Degradasi MB 0.0000 3.1640 3.2297 0.0000 3.2700 3.2550 0.6000 0.1560 0.1537 95.2420 0.1530 0.1520 0.8000 0.1390 0.1390 95.6962 0.1390 0.1390 1.0000 0.2040 0.1980 93.8693 0.1980 0.1920
Tabel 1 menunjukkan bahwa massa fotokatalis TiO 2 yang menghasilkan daya degradasi terhadap MB paling tinggi yaitu massa fotokatalis TiO 2 sebesar 0,8% (b/v) dengan persen degradasi MB sebesar 95,6962%. Oleh karena itu, massa fotokatalis yang akan digunakan pada analisis degradasi MB pada berbagai variasi konsentrasi selanjutnya yaitu sebesar 0,8% b/v.

## Penentuan  Konsentrasi  Optimum  Metilen  Biru (MB)
Penentuan konsentrasi optimum metilen biru (MB) dilakukan  untuk  menentukan  nilai  konsentrasi
maksimum limbah zat organik yang diperbolehkan pada proses pengolahan limbah. Hal ini menjadi dasar apakah limbah yang diolah harus melalui proses pengenceran terlebih dahulu atau tidak. Apabila konsentrasi limbah yang  digunakan  melebihi  konsentrasi  optimum  yang dapat  didegradasi  oleh  fotokatalis  TiO 2 ,  maka  limbah tersebut  hrus  diencerkan  terlebih  dahulu.  Pada pengujian  ini  dilakukan  pengukuran  daya  degradasi fotokatalis TiO 2 dengan massa 0,8% (b/v) pada larutan metilen biru dengan variasi konsentrasi 20; 40; 60; dan 100 ppm. Hasil analisis daya degradasi MB ditunjukkan pada gambar 3.
Gambar 3. Hasil analisis daya degradasi fotokatalis TiO 2 terhadap metilen biru (MB)
Pengukuran  ini  dilakukan  untuk  menentukan konsentrasi  maksimal  dari  komponen  bahan  organik dalam  limbah  yang  akan  diolah.  Hasil  pengukuran menunjukkan  penambahan  fotokatalis  TiO 2 pada limbah  yang  diiradiasi  sinar  UV  memberikan  nilai penurunan  nilai  absorbansi  lebih  tinggi  dibandingkan limbah yang irradiasi sinar UV tanpa penambahan TiO 2 . Penurunan absorbansi metilen biru tersebut menunjukkan  bahwa  penambahan  TiO 2 terbukti  lebih efektif dan efisien dalam mendegrdasi metilen biru.
Penurunan  nilai  absorbansi  sebanding  dengan penurunan  nilai  konsentrasi  metilen  biru,  akan  tetapi berbanding terbalik dengan persen degradasi. Semakin rendah  penurunan  absorbansi  metilen  biru  maka semakin tinggi nilai persen degradasi yang dihasilkan. Penambahan TiO 2 memberikan hasil yang sangat baik yaitu di atas 50% bahkan pada konsentrasi metilen biru 100  ppm.  Akan  tetapi,  walaupun  demikian  terjadi penurunan persen degradasi metilen biru. Faktor utama yang mempengaruhi penurunan tersebut adalah adanya fotolisis  akibat  interaksi  sinar  UV  terhadap  molekul metilen biru.
Berdasarkan  hasil  pengujian  diperoleh  persen degradasi TiO 2 terhadap metilen biru sebanyak 250 mL pada  konsentrasi  20  ppm  yaitu  sebesar  95,74924%; pada  konsentrasi 40 ppm yaitu sebesar 88,7975%, pada konsentrasi  60  ppm  yaitu  sebesar  78,06%,    pada
konsentrasi  80  ppm  yaitu  81,23%  dan  pada  100  ppm yaitu  sebesar  69,33%.  Intensitas  sinar  ultra  violet mempengaruhi  proses  fotokatalitik  dan  fasa  kristal anatase  yg  tinggi  menjadi  sebab  terjadinya  proses fotokatalitik yang cukup baik. Anatase memiliki peran penting  dalam  proses  fotokalitik  karena  dapat membentuk  pasangan  elektron  dan  hole  yang  paling stabil  dibanding  fasa  TiO 2 lain  yakni  rutil  dan  brukit (Rahimi et al., 2016).
Pengujian  Daya  Degradasi  TiO 2 Terhadap  Sampel Limbah Organik Laboratorium
Pengujian  daya  degradasi  TiO 2 terhadap  limbah bahan  organik  dilakukan  dengan  cara  mengukur parameter kandungan zat organik dalam sampel limbah bahan organik sebelum pengolahan, pengolahan dengan menggunakan  sinar  UV  dan  pengolahan  dengan menggunakan sinar UV serta fotokatalis TiO 2 . Sampel limbah yang digunakan merupakan sampel bahan yang berupa  campuran  dari  35  jenis  bahan  kimia  organik dengan  konsentrasi  masing-masing  bahan  yaitu  100 ppm  dan  volume  masing-masing  bahan  25  mL.  Daya degradasi limbah organik diukur dengan melihat adanya penurunan kandungan zat organik dalam sampel limbah menggunakan metode titrasi permanganometri. Persen degradasi zat organik dalam limbah setelah mengalami reaksi fotokatalitik ditunjukkan pada gambar 4.
0,139 0,922 3,3 3,53 7,2 0 5 10 15 20 25 0 50 100 150 Ab so rb an si Konsentrasi MB Standar UV UV + TiO2 Linear (Standar) Linear (UV) Linear (UV + TiO2)
Gambar 4. Persen degradasi limbah cair organik menggunakan katalis TiO 2 0,8% selama 4 hari
Berdasarkan  hasil  pengujian  diperoleh  daya degradasi  TiO 2 terhadap  sampel  limbah  organik sebanyak 875 mL pada hari ke-0 yaitu sebesar 0%; pada hari ke-1 yaitu sebesar 74,33268%; pada hari ke-2 yaitu sebesar  77,87032%;  pada  hari  ke-4    yaitu  sebesar 96,19027%.  Persen  degradasi  meningkat  dengan meningkatnya  waktu  reaksi.  Teknik  fotokatalisis menggunakan TiO 2 menghasilkan kemampuan degradasi  terhadap  limbah  cair  organik  yang  efektif dimana  0,8%  TiO 2 mampu  memberikan  penurunan kandungan  senyawa  organik  dalam  sampel  limbah laboratorium dengan persen degradasi yang tinggi yaitu sebesar 96,19027% dalam waktu reaksi selama 4 hari.

## IV. Kesimpulan
Fotokatalis  TiO 2 dengan  komposisi  0,8%  (b/v) memiliki hasil degradasi tertinggi terhadap metilen biru 20  ppm  yakni  sebesar  95,681%  selama  5  jam  reaksi. Fotokatalis  TiO 2 menghasilkan  persen  degradasi terhadap metilen biru bahkan pada konsentrasi 100 ppm yaitu  sebesar  69,33%.  Fotokatalis  TiO 2 juga  mampu menurukan  konsentrasi  kandungan  organik  dalam limbah  dengan  persen  degradasi  sebesar  96,1902% dengan waktu reaksi selama 4 hari di bawah penyinaran sinar ultraviolet.

## Daftar Pustaka
Asif,  M.  B.,  Majeed,  N.,  Iftekhar,  S.,  Habib,  R., Fida,  S.,  &  Tabraiz,  S.  (2016). Chemically enhanced  primary  treatment  of  textile  effluent using  alum  sludge  and  chitosan.  Desalination and  Water  Treatment,  57(16),  7280–7286. https://doi.org/10.1080/19443994.2015.101544 84.
Badan  Standardisasi  Nasional.  (2004).  Cara  Uji  Nilai Permanganat  secara  Titrimetri.  SNI  06- 6989.22-2004.
Badan  Standardisasi  Nasional.  (2006).  Air  Minum dalam Kemasan. SNI 01-3553- 2006.
Chong,  M.  N.,  Tneu,  Z.  Y.,  Poh,  P.  E.,  Jin,  B.,  & Aryal,    R.    (2015).    Synthesis,  characterisation and  application      of      TiO2–zeolite nanocomposites   for   the advanced  treatment of  industrial  dye  wastewater  Meng.  Journal of  the  Taiwan Institute of Chemical Engineers, 50(2014), 288–296.
https://doi.org/10.1016/j.jtice.2014.12.013 Dwiasi, D. W., Setyaningtyas, T. 2014. Fotodegradasi Zat Warna Tartrazin Limbah Cair Industri Mie Menggunakan Fotokatalis TiO 2 -Sinar Matahari.
Molekul. Vol. 9. No. 1: 56-62.
Fisli,  A,  Ridwan,  Krisnandi,  YK,  Gunlazuardi,  J. (2017).  Preparation  And  Characterization  of Fe 3 O 4 /SiO 2 /TiO 2 Composite  For  Methylene Blue Removal In Water. International Journal of Technology . 1: 76–84.
Gupta,  S.,  Tripathi,  M.  2011.  Areview  of  TiO 2 nanopartciles.  Chinese  Science  Bulletin.
56(16):1639-1657
Maretta,  A.,  Helmy,  Q.  2015.  Degradasi  surfaktan sodium lauryl sulfat dengan proses fotokatalisis menggunakan  nano  partikel  ZnO. Jurnal Teknik Lingkungan . 21(1): 1-8.
Rahimi, N, Pax, RA, Gray, EMA. (2016). Review Of Functional  Titanium  Oxides.  I:  TiO 2 And  Its Modifications. Progress  in  Solid  State Chemistry . 44 (3).
Rosyida,  A.  (2011).  Bottom  ash  Limbah  Batubara sebagai  Media  Filter  yang Efektif pada Pengolahan Limbah Cair Tekstil. Rekayasa Proses, 5(2), 56–61.
S  Safni,  Vepilia  Wulanda,  K  Khoiriah,  Diana  Vanda Wellia.  2019.  Degradasi  senyawa  fenol  secara fotokatalisis  dengan  menggunakan  katalis  C- doped TiO 2 . Jurnal Litbang Industri - Vol. 9 No. 1, Juni 2019 : 51 – 57.
Samed,  AJ,  Hasnat,  MA.,  Machida,  M.  (2014).  A COmposite  Photocatalyst  for  Methylene  Blue Degradation  Under  Visible  Light  Irradiation. Asian Journal of Chemistry . 26(8): 2459-2462.
Sani,  A.,  Rostika,  A.,  &  Rakhmawaty,  D.  (2009).
Pembuatan  Fotokatalis  TiO 2 -Zeolit  Alam  Asal Tasikmalaya  Untuk  Fotodegradasi  Methylene Blue. Journal of Indonesia Zeolites, 8(1), 1411– 6723.
Sungging Haryo W, Arimaz Hangga, Warin Gusena, Tri Kurniawan  dan  Dyah  Sawitri.  2012  Aplikasi Partikel  TiO 2 Sebagai  Self  Cleaning  Pada  Cat Minyak.  Prosiding  Pertemuan  Ilmiah  Ilmu Pengetahuan  dan  Teknologi  Bahan  2012 Serpong, 3 Oktober 2012.
0 74,7377 77,8703 96,1903 0 20 40 60 80 100 120 0 1 2 3 4 5 % de gr ad as i Waktu (hari)