Abstrak —Industri tekstil menjadi salah satu upaya penyejahteraan hidup manusia dengan jumlah produksi tekstil yang tinggi. Hal ini kemudian menjadikan industri tekstil sebagai  salah satu penyumbang terbesar limbah pencemaran air karena mengandung zat-zat polutan. Dalam beberapa tahun terakhir banyak penelitian difokuskan pada fotokatalisis untuk degradasi polutan air organik menggunakan material semikonduktor. Penelitian ini mempelajari pengaruh peletakan substrat dan debit pada reaktor terhadap degradasi fotokatalisis polutan metilen biru menggunakan TiO 2 sebagai fotokatalis. Fotodegradasi dilakukan dalam reaktor “Calma” yang dilengkapi dengan lampu  ultraviolet-C (UV-C). Hasil penelitian menunjukkan penurunan konsentrasi larutan sebesar 6,08 ppm dengan persentase degradasi sebesar 53,64% selama 24 jam treatment dilakukan. Peletakan substrat dengan bentuk lembaran secara seri tegak lurus menghadap lampu ultraviolet dengan pelapisan menggunakan metode spray diketahui lebih efektif dilakukan jika dibandingkan dengan substrat yang digulung dan hanya diletakkan di dalam reaktor tanpa disusun. Selain itu, pengaturan debit sebesar 35 ml/s pada reaktor turut berpengaruh terhadap tingkat fotodegradasi larutan metilen biru.
Kata Kunci —Debit, Fotokatalisis, Peletakan Substrat, Spray.

## I. PENDAHULUAN
ALAH satu upaya manusia untuk meningkatkan kesejahteraan hidupnya adalah dengan mengembangkan industri  tekstil  [1].  Kebutuhan tekstil yang tinggi di dunia, menyebabkan industri tekstil dan garmen semakin berkembang, sehingga produksi  dan  penggunaan bahan pewarna ikut meningkat [2]. Industri tekstil merupakan salah satu penyumbang terbesar limbah pencemaran air karena mengandung zat-zat yang menjadi polutan air seperti suspensi padat, zat warna, pelumas, minyak, chemical oxygen demand (COD), garam, dan zat kimia lain yang larut dalam air baik yang tidak dapat terdegradasi maupun yang sukar terdegradasi [3]. Metilen biru merupakan salah satu zat warna yang sering digunakan dalam industri tekstil dan garmen dikarenakan harganya ekonomis dan mudah diperoleh  [4]. Dosis metilen biru yang berlebihan dalam penggunaaannya dapat membahayakan kelangsungan hidup makhluk hidup di sekitar sungai dengan efek samping yang ditimbulkan di antaranya iritasi kulit, iritasi saluran pencernaan, dan sianosis [2],[5].  Dalam beberapa tahun terakhir banyak penelitian difokuskan pada fotokatalisis untuk degradasi polutan air organik menggunakan material semikonduktor seperti fotokatalisis dengan katalis titanium dioksida (TiO 2 )  [6-7]. Penggunaan TiO 2 serbuk membutuhkan pemisahan setelah penjernihan agar dapat digunakan kembali, sehingga penelitian dilakukan dengan melapiskan material TiO 2 pada suatu media (substrat) [8].
TiO 2 merupakan semikonduktor yang memiliki fotoaktivitas dan stabilitas kimia tinggi serta tahan terhadap fotokorosi [9]. Katalis TiO 2 memiliki 3 jenis struktur kristal, yang mana struktur rutil dan anatas cukup stabil keberadaannya dibandingkan dengan struktur brukit dan bisa digunakan sebagai fotokatalis [10]. TiO 2 anatas ini memiliki ukuran partikel yang lebih kecil dan permukaan yang lebih luas sehingga sifat katalitiknya lebih baik [11]. Fotokatalisis merupakan suatu kombinasi antara proses fotokimia dan katalis [12]. Sedangkan semikonduktor adalah bahan dengan ciri-ciri terisinya pita valensi dan kosongnya pita konduksi serta tidak ada elektron pada band gap di antara pita konduksi dan pita valensi  [13].  Bila semikonduktor dikenai cahaya dengan energi yang sama atau lebih besar dari energi band gapnya, maka elektron (e - ) pada pita valensi akan tereksitasi ke pita konduksi menghasilkan hole (h + ) pada pita valensi [14]. TiO 2 adalah semikonduktor tipe-n yang digunakan sebagai fotokatalis untuk menguraikan polutan di udara dan air, salah satunya metilen biru  [13].  Metilen biru merupakan suatu senyawa  dengan rumus kimia C 16 H 18 N 3 SCl  yang banyak digunakan pada industri tekstil [15]. Kandungan metilen biru pekat dapat menghalangi penetrasi sinar matahari ke dalam perairan dan mengganggu kehidupan ekosistem lingkungan. Sedangkan pada manusia, metilen biru dapat menyebabkan mata terbakar, sulit bernapas, mual, muntah, keringat berlebihan kebingungan mental [16].
Arduino merupakan papan elektronik berbasis mikrokontroller ATMega yang memenuhi sistem minimum mikrokontroller agar dapat bekerja secara mandiri ( stand alone controller ) [17]. Komponen utama pada papan Arduino adalah sebuah mikrokontroler 8-bit dengan merk ATMega yang dibuat oleh Atmel Corporation. Berbagai papan Arduino menggunakan tipe Atmega yang  berbeda-beda tergantung dari spesifikasinya, sebagai contoh Arduino Uno menggunakan chip mikrokontroler ATmega328 sedangkan Arduino Mega 2560 yang lebih canggih menggunakan ATmega2560 [18]. Arduino dapat digunakan untuk berbagai hal, salah satunya untuk mengontrol  sensor seperti sensor fotodioda.  Fotodioda merupakan piranti semikonduktor dengan struktur sambungan p-n dengan prinsip kerja ketika sebuah foton  diserap dari sumber cahaya, hal tersebut membangkitkan satu elektron dan menghasilkan sepasang pembawa muatan tunggal, sebuah elektron, dan sebuah hole (bagian yang kehilangan elektron). Fotodioda yang menangkap cahaya akan menghasilkan tegangan sekitar 0,5 volt  dengan besar arus yang dihasilkan bergantung dari intensitas cahaya yang diterima oleh fotodioda.
Spektrofotometer cahaya tampak atau sering disebut

## Peningkatan Degradasi Larutan Metilen Biru Menggunakan Lapisan TiO

## 2 pada Reaktor “Calma” Melalui Bentuk Penataan Substrat
Clarisca Putri Rusydah Nabiilah, Gatut Yudoyono, dan Bachtera Indarto Departemen Fisika, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) e-mail : gyudoyono@physics.its.ac.id
S
visible spectrophotometer adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah cahaya yang diserap atau ditransmisikan dengan fungsi panjang gelombang. Gelombang yang digunakan merupakan gelombang cahaya tampak (400-800 nm) dengan energi sebesar 299-149 kJ/mol. Cahaya yang dilihat manusia biasa disebut sebagai warna komplementer dan berbeda dengan cahaya yang diserap suatu benda. Berdasarkan turunan Hukum Beer, diketahui bahwa nilai absorbansi akan berbanding lurus dengan konsentrasi larutan. Hal ini didapatkan dari persamaan sebagai berikut.
𝐴𝐴 = 𝑎𝑎 . 𝑏𝑏 . 𝑐𝑐 (1)
Dengan A adalah absorbansi, a adalah tetapan absorptivitas (konsentrasi dalam ppm), b (attau l) adalah tebal larutan (tebal cuvet biasanya 1 cm), dan c adalah konsentrasi larutan yang diukur.

## II. METODOLOGI

## A. Alat dan Bahan
Dalam penelitian yang dilakukan, bahan utama yang digunakan adalah serbuk TiO 2 (Merck)  berfasa anatase beserta kasa nilon untuk pembuatan substrat  dan  serbuk metilen biru untuk pembuatan larutan  polutan.  Peralatan utama yang digunakan adalah kotak akrilik sebagai tabung reaktor,  LED merah sensor fotodioda untuk pembuatan sistem sensor fotodegradasi,  dan visible spectrophotometer N2S untuk uji absorbansi.

## B. Pembuatan Substrat
Pembuatan substrat dilakukan dengan menyampurkan 2 gram serbuk TiO 2 , 120 ml aquades, dan 80 ml cat bening (Propan woodstain)  lalu  diaduk menggunakan magnetic stirrer dengan kecepatan 10 rps selama 60 menit. Kemudian kasa nilon digunting dengan ukuran 13 x 15 cm sebanyak 12 lembar. Pelapisan TiO 2 pada kasa dilakukan dengan penyemprotan ( spray coating )  agar hasil yang didapatkan lebih merata  dan lubang kasa tidak tertutup lapisan TiO 2 .
Selanjutnya substrat dijahit pada kerangka kawat agar dapat berdiri tegak.

## C. Pembuatan Larutan Metilen Biru
Dibuat larutan metilen biru berkonsentrasi 12 ppm dengan mencampurkan  195,6  mg serbuk metilen biru dan  16,3 L aquades. Selanjutnya larutan  diencerkan  agar  mendapatkan konsentrasi larutan standar 12 ppm, 11 ppm, 10 ppm, 9 ppm, 8 ppm, 7 ppm, 6 ppm, dan 5 ppm masing-masing sebanyak 130 ml menggunakan persamaan berikut.
𝑀𝑀 1 𝑥𝑥 𝑉𝑉 1  = 𝑀𝑀 2 𝑥𝑥 𝑉𝑉 2 (2)
Larutan  standar digunakan untuk kebutuhan kalibrasi menggunakan visible spectrophotometer dan sistem sensor fotodegradasi, sehingga didapatkan nilai absorbansi dan tegangan masing-masing larutan. Treatment larutan yang dilakukan sebanyak 16 L dengan konsentrasi awal  11,34 ppm.

## D. Perancangan Reaktor dan Sistem Sensor Fotodegradasi
Perancangan reaktor dan sistem sensor ditunjukkan oleh Gambar  1.  Larutan metilen biru yang digunakan sebagai polutan dialirkan melalui ember menuju ke tabung utama dengan pompa. Kran air dan valve difungsikan untuk mengatur debit pada inlet tabung  sebesar 35 ml/d. Tabung utama dibuat dengan akrilik berukuran 15 x 40 x 15 cm untuk diletakkan substrat, kemudian diberi selubung luar berukuran 35 x 45 x 17 cm untuk dipasang lampu UV-C dan reflektor di bagian dalam. Dari tabung utama, larutan dialirkan menuju kotak akrilik berukuran 5 x 10 x 5 cm untuk tempat sensor dan LED merah dan kembali menuju ember. Bagian utama teraktor ditunjukkan oleh Gambar  2.  Pada sistem sensor fotodegradasi digunakan Arduino Uno sebagai mikrokontroler  sensor fotodioda dan LED merah. Sistem sensor disambungkan pada software PLX-DAQ  sebagai monitor (sekaligus penyimpan data) fotodegradasi secara realtime dan voltmeter sebagai pembanding nilai yang terbaca PLX-DAQ. Hasil yang didapatkan dari sistem sensor berupa nilai tegangan larutan.

## E. Pengambilan Data dan Pengujian Fotodegradasi
Pengambilan data penelitian dilakukan dengan perlakuan treatment pada larutan metilen biru selama 24 jam dalam reaktor  dengan pengambilan sampel larutan tiap jam. Masing-masing sampel larutan dipindahkan pada cuvet steril lalu  dimasukkan ke dalam visible spectrophotometer yang
Gambar 3. Kurva uji absorbansi larutan standar metilen biru.
Gambar 1. Perancangan reaktor fotokatalisis dan sistem sensor fotodegradasi.
Gambar 2. Bagian utama reaktor fotokatalisis.
diatur pada panjang gelombang 400-800 nm untuk dilakukan uji absorbansi.  Selama  24 jam treatment dicatat pula nilai tegangan dari voltmeter pada sistem sensor karena nilai tegangan dari PLX-DAQ secara otomatis terekam pada Microsoft Excel.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Kalibrasi Larutan Metilen Biru
Kalibrasi dilakukan pada larutan metilen biru 12 ppm, 11 ppm, 10 ppm, 9 ppm, 8 ppm, 7 ppm, 6 ppm, dan 5 ppm yang sudah dibuat sebelumnya.  Kalibrasi dilakukan dengan melakukan uji absorbansi dan tegangan. Pada kalibrasi tegangan didapatkan hasil absorbansi pada Gambar 3 yang menunjukkan kesesuaian antara hasil pengujian dengan teori Hukum Beer bahwa nilai konsentrasi sebading dengan absorbansi larutan. Dari  Gambar  3  dapat diketahui bahwa puncak absorbansi setiap konsentrasi larutan metilen biru terletak saat panjang gelombang berada pada 665 nm. Artinya, spektrum cahaya tampak  yang dapat diabsorbsi dengan baik oleh larutan metilen biru berada pada spektrum cahaya tampak warna merah, di mana spektrum cahaya merah sendiri berada pada rentang 625-740 nm  [19].  Dari kurva absorbansi didapatkan nilai puncak absorbansi yang kemudian  dijadikan sebagai kurva standar yang digunakan dalam menentukan konsentrasi larutan hasil pengujian [20]. Kurva standar kalibrasi absorbansi ditunjukkan Gambar  4. Dari kurva standar kemudian diketahui nilai regresi linier, yaitu.
𝑦𝑦 =  12.546 𝑥𝑥 +  0.4532
(3)
Dengan nilai R 2 sebesar 0,9991. Selanjutnya dibuat kurva standar hasil kalibrasi tegangan yang ditunjukkan Gambar 5 dan Gambar 6. Pada Gambar 5 dan  Gambar  6  dapat dilihat bahwa nilai tegangan yang terukur berbanding terbalik dengan konsentrasi larutan. Penyebabnya adalah pada saat larutan metilen biru memiliki konsentrasi yang tinggi, warna larutan akan menjadi pekat dan sulit untuk ditembus oleh cahaya. Sehingga cahaya yang dideteksi oleh sensor fotodioda hanya sedikit dan akhirnya menghasilkan tegangan yang kecil, dan berlaku sebaliknya. Dari kedua kurva standar uji tegangan didapatkan regresi power yakni.  Pertama, regresi kurva standar uji tegangan dengan PLX-DAQ.
𝑦𝑦 =  5.5329 𝑥𝑥 −0 . 727 (4)
Dengan R 2 sebesar 0,9458. Kedua, regresi kurva standar uji tegangan dengan voltmeter.
𝑦𝑦 =  5.4306 𝑥𝑥 −0 . 727 (5)
Dengan R 2 sebesar 0,9458.
Selain data tegangan yang berada pada kedua kurva standar, diambil juga data tegangan maksimum yang dapat terukur pada sensor fotodioda dan voltmeter saat konsentrasi larutan metilen biru 0 ppm (aquades), yakni sebesar 4,71 volt pada PLX-DAQ dan 4,68 volt pada voltmeter. Data kalibrasi larutan standar metilen biru ditunjukkan Tabel 1  pada Lampiran.

## B. Uji Absorbansi Larutan Metilen Biru dengan Visible Spectrophotometer
Uji absorbansi dilakukan setiap satu jam selama proses fotokatalisis pada reaktor metilen biru dalam kurun waktu 24 jam. Pengujian sampel dimulai dari konsentrasi awal (pada
Gambar 4. Kurva linieritas puncak absorbansi larutan standar metilen biru.
Gambar 5. Kurva kalibrasi tegangan PLX-DAQ larutan standar metilen biru.
Gambar 6. Kurva kalibrasi tegangan voltmeter larutan standar metilen biru.
Tabel 1. Data kalibrasi larutan standar metilen biru Konsentrasi (ppm)  Absorbansi (au) PLX-DAQ (V) Voltmeter (V) 15 1.12 0.32 0.31 14 1.055 0.38 0.37 13 0.996 0.4 0.38 12 0.916 0.4 0.39 11 0.846 0.4 0.4 10 0.761 0.43 0.42 9 0.678 0.47 0.45 8 0.609 0.55 0.53 7 0.519 0.69 0.67 6 0.433 0.94 0.92
jam ke-0) sebesar 11,34 ppm dengan debit yang masuk ke dalam reaktor adalah 35 ml/d dan kapasitas total larutan sebesar 16 liter. Pada proses pengujian absorbansi, alat yang digunakan adalah Visible Spectrophotometer, yang mana alat ini menguji absorbansi suatu larutan hanya menggunakan spektrum cahaya tampak. Kurva absorbansi sampel larutan ditunjukkan Gambar 7. Kemudian diambil perbesaran pada daerah puncak absorbansi yang ditunjukkan Gambar 8.  Dari Gambar  8  dapat diketahui bahwa terjadi penurunan nilai absorbansi pada setiap jam selama pengujian berlangsung. Nilai absorbansi pada saat kondisi awal (jam ke-0) adalah 0,868 au yang kemudian menjadi 0,383 au pada akhir pengujian (jam ke-24).  Hal tersebut memberikan tanda bahwa proses fotodegradasi telah terjadi pada larutan metilen biru.  Berdasarkan kalibrasi yang sudah dilakukan sebelumnya, puncak absorbansi pada kondisi awal berada pada rentang 11-12 ppm, sedangkan nilai puncak absorbansi pada kondisi akhir pengujian berada pada rentang 5-6 ppm. Hasil uji absorbansi ini selanjutnya dikonversikan menjadi nilai konsentrasi larutan metilen biru melalui perhitungan berdasarkan (3).
Konsentrasi larutan metilen biru yang dimasukkan ke dalam reaktor saat pengujian fotodegradasi dilakukan adalah 11,34 ppm, sedangkan konsentrasi akhir dari larutan metilen
biru yang keluar dari reaktor adalah 5,26 ppm. Penurunan total konsentrasi larutan metilen biru yang terjadi pada penelitian ini adalah sebesar 6,08 ppm dengan penurunan rata-rata konsentrasi larutan metilen biru setiap jamnya sebesar 0,25 ppm.  Kurva penurunan konsentrasi larutan ditunjukkan Gambar 9. Setelah didapatkan nilai konsentrasi larutan, selanjutnya dilakukan perhitungan nilai persentase fotodegradasi larutan metilen biru. Dalam penelitian ini, didapatkan nilai persentase fotodegradasi sebesar 53,64%. Nilai degradasi ini cukup stabil (linier) di setiap jamnya dengan rata-rata persentase fotodegradasinya sebesar 2,24% tiap jam selama 24 pengujian. Nilai absorbansi hingga persentase fotodegradasi ditunjukkan oleh Tabel 2  pada Lampiran.
Cara pelapisan TiO 2 pada kasa nilon yang digunakan sebagai substrat dapat dilakukan  dengan berbagai metode, dua di antaranya yang pernah dilakukan adalah menggunakan metode oles dan metode spray . Pada penelitian yang dilakukan Rosul (2020) dan Assegaf (2021), pembuatan substrat dilakukan dengan melapiskan TiO 2 dan resin yang dioleskan menggunakan kuas  [23-24]. Sedangkan pada penelitian yang dilakukan saat ini, pembuatan substrat dilakukan dengan melapiskan TiO 2 dan cat bening yang disemprotkan ( spray ) menggunakan sprayer . Saat dilakukan metode yang sama untuk pembuatan substrat (dengan cara dioles), pelapisan TiO 2 pada kasa nilon tampak tidak rata dan banyak bagian lubang kasa nilon yang tertutup lapisan TiO 2 dan resin. Hasil yang berbeda didapatkan ketika metode yang digunakan untuk melapisi kasa nilon adalah metode spray . Dengan menggunakan metode spray , secara kasat mata TiO 2
Tabel 2.
Data hasil uji absorbansi larutan metilen biru
Waktu (Jam ke-) Absorbansi (au) Konsentrasi (ppm) Persentase 0 0.868 11.343 0.000% 1 0.843 11.029 2.765% 2 0.827 10.829 4.535% 3 0.810 10.615 6.415% 4 0.787 10.327 8.959% 5 0.766 10.063 11.282% 6 0.745 9.800 13.604% 7 0.721 9.493 16.314% 8 0.707 9.323 17.807% 9 0.677 8.941 21.181% 10 0.654 8.658 23.669% 11 0.635 8.420 25.771% 12 0.612 8.131 28.315% 13 0.590 7.849 30.803% 14 0.567 7.567 33.292% 15 0.544 7.278 35.836% 16 0.524 7.027 38.048% 17 0.516 6.927 38.933% 18 0.493 6.632 41.532% 19 0.473 6.387 43.689% 20 0.456 6.174 45.569% 21 0.434 5.898 48.002% 22 0.417 5.685 49.883% 23 0.403 5.509 51.431% 24 0.383 5.258 53.643%
Gambar 7. Kurva absorbansi larutan metilen biru.
Gambar 8. Kurva perbesaran puncak absorbansi larutan metilen biru.
Gambar 9. Kurva penurunan konsentrasi larutan metilen biru.
melapisi kasa nilon dengan rata di setiap sisi, sehingga setiap lubang pada kasa nilon tidak tertutup oleh lapisan TiO 2 yang ditunjukkan Gambar 10.
Pada pelapisan kasa nilon menggunakan metode oles, lapisan menebal di beberapa bagian kasa nilon dengan tidak merata. Hal tersebut membuat TiO 2 yang terperangkap di dalam tumpukan lapisan ( layer ) resin juga semakin banyak jika dibandingkan dengan pelapisan menggunakan metode spray . Semakin banyak TiO 2 yang berinteraksi dengan polutan, maka tingkat fotodegradasinya  juga akan semakin tinggi, sehingga dapat mempercepat waktu fotodegradasi larutan metilen biru. Untuk itu dipilih penggunaan metode spray agar pelapisan TiO 2 pada kasa nilon menghasilkan fotodegradasi yang lebih optimum.
Pada penelitian ini, penataan substrat dilakukan dengan menyusun substrat dalam bentuk lembaran yang diikat pada kawat sehingga berdiri dengan tegak secara seri di dalam reaktor. Hal ini dapat menjadi salah satu faktor yang dapat dipertimbangkan saat melakukan penelitian karena adanya perbedaan luas permukaan substrat yang dapat berinteraksi dengan larutan metilen biru sebagai polutan. Pada metode oles dan substrat yang digulung (spiral), luas permukaan TiO 2 yang berinteraksi dengan polutan bisa jadi lebih kecil dibandingkan dengan metode spray dan substrat dibiarkan dalam bentuk lembaran dan tersusun secara seri. Selain luas permukaan substrat, interaksi antara larutan metilen biru dengan substrat juga bergantung pada intensitas cahaya UV yang menyinari substrat. Cahaya dari lampu UV diperkirakan menyebar rata ke seluruh tabung karena di luar tabung reaktor dibuat selubung yang didalamnya dilapisi dengan reflektor, sehingga cahaya dapat terpantul ke segala arah di sekeliling tabung reaktor. Berbeda halnya saat substrat diletakkan dalam posisi tergulung, bagian dalam gulungan substrat tidak
terkena cahaya UV karena terhalang oleh lapisan TiO 2 yang tidak merata pada substrat, atau terhalang lapisan substrat di luarnya. Sedangkan penataan substrat yang dilakukan dengan melilitkan substrat mengelilingi tabung lampu ultraviolet. Hal ini dapat menyebabkan interaksi antara polutan dengan substrat berkurang karena lapisan substrat saling bersentuhan dan hanya berada di bagian tengah tabung, sehingga larutan yang berada di dekat dinding tabung tidak berinteraksi dengan substrat.
Menurut Husna (2018) semakin lama penyinaran yang dilakukan maka akan membuat proses degradasi juga meningkat [22]. Debit atau aliran larutan metilen biru yang terlalu besar tentu akan melewati tabung reaktor lebih cepat, yang artinya interaksi antara sinar foton dengan TiO 2 semakin singkat pula, sehingga hole yang bereaksi dengan H 2 O untuk membentuk •OH juga semakin sedikit. •OH digunakan untuk mendegradasi zat warna metilen biru menjadi mineralnnya, jika •OH yang dihasilkan sedikit, maka proses fotodegradasi semakin lama. Pada penelitian yang dilakukan oleh Assegaf (2021), debit yang digunakan dalam reaktor sebesar 100 ml/d dan menghasilkan fotodegradasi sebesar 34,41% dengan waktu penyinaran sampel selama 24 jam. Sedangkan pada penelitian yang dilakukan oleh Rosul (2020) menggunakan debit sebesar 4,4 ml/d dan menghasilkan fotodegradasi sebesar 38,53% dengan waktu penyinaran sampel selama 20 jam. Namun penurunan konsentrasi larutan pada keduanya berbeda karena persentase fotodegradasi menunjukkan perbandingan berapa banyak konsentrasi larutan terdegradasi terhadap konsentrasi awal larutan yang di- treatment . Penurunan konsentrasi penelitian Assegaf (2021) dan Rosul (2020) secara berturut-turut adalah sebesar dan 7,08 ppm dan 4,68 ppm. Pada penelitian ini digunakan waktu penyinaran yang sama (24 jam) namun dengan debit reaktor yang berada di antara 4,4 ml/d dengan 100 ml/d, yakni sebesar 35 ml/d. Mula-mula pengaturan debit pada reaktor yang dibuat sebesar 40 ml/d namun aliran dalam reaktor mengalami aliran vortex yang membuat air dapat meluap dari dalam kotak reaktor dan terdapat gelembung udara di bagian box sensor sehingga
Gambar 10. Perbedaan hasil pelapisan substrat (a) oles; (b) spray .
Gambar 11. Kurva penurunan konsentrasi hasil uji tegangan.
Tabel 3. Data hasil uji tegangan PLX-DAQ larutan metilen biru Waktu (Jam ke-) Tegangan (V) Konsentrasi (ppm) Persentase 0 0.450 9.597 0.000% 1 0.504 8.878 7.490% 2 0.468 9.342 2.658% 3 0.498 8.952 6.726% 4 0.514 8.759 8.731% 5 0.532 8.555 10.863% 6 0.396 10.478 -9.179% 7 0.532 8.555 10.863% 8 0.478 9.207 4.062% 9 0.524 8.644 9.931% 10 0.594 7.931 17.365% 11 0.576 8.100 15.599% 12 0.670 7.301 23.925% 13 0.594 7.931 17.365% 14 0.670 7.301 23.925% 15 0.676 7.257 24.389% 16 0.665 7.339 23.532% 17 0.762 6.683 30.361% 18 0.794 6.497 32.301% 19 0.790 6.520 32.066% 20 0.886 6.026 37.213% 21 0.956 5.719 40.409% 22 1.038 5.405 43.684% 23 1.122 5.123 46.616% 24 1.127 5.109 46.768%
mengganggu pembacaan sensor. Kemudian valve dan kran diatur untuk menurunkan debit reaktor agar aliran air dalam reaktor lebih stabil dan tidak ada gelembung dalam box sensor dan didapatkan debit sebesar 35 ml/d. Dari pengaturan debit reaktor yang digunakan pada penelitian ini didapatkan persentase fotodegradasi sebesar 53,64% dengan konsentrasi larutan terdegradasi 6,08 ppm.

## C. Hasil Uji Tegangan Larutan Metilen Biru pada Sistem Sensor Fotodegradasi
Pengujian kedua dan ketiga dari proses fotokatalisis larutan metilen biru pada penelitian ini dilakukan menggunakan sensor fotodioda yang secara realtime ditampilkan pada software PLX-DAQ dan secara manual dicatat menggunakan voltmeter. Nilai tegangan diambil setiap 1 jam sekali bersamaan dengan pengambilan sampel larutan metilen biru yang akan dilakukan uji absorbansi. Pengambilan data tegangan dilakukan di dalam kotak akrilik kecil yang terhubung dengan reaktor. Sensor fotodioda beserta LED diletakkan di bagian luar akrilik bening, namun tertutup di dalam box yang digunakan untuk menangkis cahaya dari luar. Hal ini dimaksudkan agar tidak ada cahaya lain selain LED yang ditangkap oleh sensor fotodioda karena adanya cahaya lain dapat menyebabkan bias pada sensor fotodioda dan hasilnya menjadi tidak akurat. Hasil uji tegangan dari sistem sensor ditunjukkan Tabel 3 dan Tabel 4.
Dari data yang didapatkan pada Tabel 3  dan  Tabel 4 dilakukan perhitungan berdasarkan (4) dan (5), kemudian didapatkan hasil yang ditunjukkan Gambar 11. Konsentrasi larutan metilen biru dari hasil uji tegangan PLX-DAQ mengalami penurunan sebesar 4,49 ppm, yakni dari 9,57 ppm menjadi 5,11 ppm. Sehingga didapatkan pesentase fotodegradasi sebesar 46.768%. Sedangkan konsentrasi larutan metilen biru hasil uji tegangan voltmeter mengalami penurunan sebesar 4.95 ppm, yakni dari 9,9 ppm menjadi 4,95 ppm dengan persentase fotodegradasi yang terukur adalah sebesar 50,03%. Pada Gambar 11 dapat dilihat bahwa nilai tegangan yang dihasilkan lebih stabil jika menggunakan
voltmeter dibandingkan dengan menggunakan software PLX-DAQ. Hal ini dapat terjadi pembacaan sinyal menggunakan arduino lebih sensitif dibandingkan dengan voltmeter.

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka kesimpulan yang dapat diperoleh adalah sebagai berikut. Pertama, peletakan substrat dengan bentuk lembaran secara seri tegak lurus menghadap lampu ultraviolet dengan pelapisan TiO 2 pada substrat menggunakan  metode spray diketahui lebih efektif jika dibandingkan dengan peletakan substrat spiral tanpa disusun dan mengelilingi tabung lampu dalam reaktor dengan metode pelapisan TiO 2 oles pada substrat. Hal ini disebabkan proses fotokatalisis dapat terjadi secara merata pada seluruh bagian substrat.
Kedua, pengaturan debit sebesar 35 ml/d  pada reaktor larutan metilen biru berpengaruh terhadap tingkat fotodegradasi larutan metilen biru. Debit larutan yang tepat (tidak terlalu cepat maupun lambat) mengoptimumkan fotodegradasi yang terjadi akibat adanya waktu kontak yang cukup antara polutan dengan TiO 2 . Ketiga, hasil pengujian absorbansi larutan metilen biru mengalami penurunan sebanyak 6,08 ppm dari konsentrasi awal sebesar 11,34 ppm dengan penurunan rata-rata konsentrasi setiap jam sebesar 0,25 ppm. Dari hasil tersebut didapatkan persentase fotodegradasi larutan metilen biru sebesar 53,64% dengan rata-rata persentase degradasi setiap jam sebesar 2,24%.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  N. P. Diantariani, I. A. G. Widihati, and I. G. A. A. R. Megasari, “Fotodegradasi metilen biru dengan sinar ultraviolet dan katalis ZnO,” J. Chem. , vol. 8, no. 1, pp. 137–143, 2014, doi: 10.24843/JCHEM.2014.v08.i01.p21.
[2]  I. K. Sumerta, K. Wijaya, and I. Tahir, “Fotodegradasi Metilen Biru Menggunakan Katalis TiO 2-Montmorilonit dan Sinar UV,” in Seminar Nasional Pendidikan Kimia, an Kimia FMIPA , Universitas Negeri Yogyakarta, Yogyakarta , 2002, pp. 1–7.
[3]  S. R. D. Astuti, A. R. P. Sari, and Karlinda, “Perbandingan aktivitas reaksi fotodegradasi Remazol Red dengan TiO2 Anatas 50%-Rutil50% dan TiO2 Anatas tersupport AgI,” Walisongo J. Chem. , vol. 4, no. 1, pp. 32–44, 2021, doi: 10.21580/wjc.v4i1.7587.
[4]  S. Budiman, D. Suryasaputra, and D. Ristianti, “Fotodegradasi Zat Warna Tekstil dengan Fotokatalis TiO2, Al2O3 dan H2O2,” in Prosiding Seminar Nasional Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK), Universitas Jendral Ahmad Yani, Cimahi , 2014, pp. 284–288.
[5]  I. A. G. Widihati, N. P. Diantariani, and Y. F. Nikmah, “Fotodegradasi metilen biru dengan sinar uv dan katalis Al2O3,” J. Chem. , vol. 5, no. 1, pp. 31–42, 2011.
[6]  N. Hindryawati, Fotokatalis dalam Pengolahan Limbah Tekstil . Sleman: Deepublish, 2020.
[7]  K. M. Joshi and V. S. Shrivastava, “Removal of hazardous textile dyes from aqueous solution by using commercial activated carbon with TiO2 and ZnO as photocatalyst,” Int. J. ChemTech Res. , vol. 2, no. 1, pp. 427–435, 2010.
[8]  S. Malato, J. Blanco, A. Vidal, and C. Richter, “Photocatalysis with solar energy at a pilot-plant scale: an overview,” Appl. Catal. B Environ. , vol. 37, no. 1, pp. 1–15, 2002, doi: 10.1016/S0926- 3373(01)00315-0.
[9]  G. N. Brown, J. W. Birks, and C. A. Koval, “Development and characterization of a titanium dioxide-based semiconductor photoelectrochemical detector,” Anal. Chem. , vol. 64, no. 4, pp. 427– 434, 1992, doi: 10.1021/ac00028a018.
[10]  B. C. Gates, Catalytic Chemistry . New York: Wiley, 1992.
[11]  J. Gunlazuardi, “Fotokatalisis pada Permukaan TiO2: Aspek Fundamental dan Aplikasinya,” in Seminar Nasional Kimia Fisika II, Jurusan Kimia, FMIPA, Universitas Indonesia, Depok , 2001, pp. 88–
Tabel 4.
Data hasil uji tegangan voltmeter larutan metilen biru
Waktu (Jam ke-)  Tegangan (V)  Konsentrasi (ppm)  Persentase 0 0.419 9.899 0.000% 1 0.426 9.787 1.130% 2 0.432 9.694 2.074% 3 0.437 9.618 2.844% 4 0.451 9.412 4.923% 5 0.460 9.285 6.203% 6 0.469 9.162 7.442% 7 0.483 8.979 9.291% 8 0.495 8.830 10.805% 9 0.513 8.616 12.964% 10 0.529 8.436 14.779% 11 0.551 8.204 17.128% 12 0.573 7.986 19.324% 13 0.599 7.747 21.743% 14 0.628 7.500 24.240% 15 0.660 7.248 26.780% 16 0.688 7.045 28.837% 17 0.743 6.682 32.494% 18 0.790 6.407 35.276% 19 0.840 6.143 37.944% 20 0.890 5.904 40.357% 21 0.947 5.658 42.844% 22 1.015 5.395 45.499% 23 1.083 5.160 47.870% 24 1.152 4.946 50.033%
92.
[12]  F. Bere, “Pengaruh Ion Logam Cu (II) Terhadap Efektivitas Fotodegradasi Zat Warna Metien Biru Terkatalis TiO2,” Departemen Kimia, UIN Sunan Kalijaga Yogyakarta, 2013.
[13]  E. Palupi, “Degradasi Methylene Blue dengan Metode Fotokatalisis dan Fotoelektrokatalisis Menggunakan Film TiO2,” Departemen Fisika, Institut Pertanian Bogor, 2006.
[14]  Ismunandar, Padatan Oksida Logam: Struktur, Sintesis dan Sifat- Sifatnya . Jakarta: Departemen Pendidikan Nasional, 2004.
[15]  Z. Derakhshan, M. A. Baghapour, M. Ranjbar, and M. Faramarzian, “Adsorption of methylene blue dye from aqueous solutions by modified pumice stone: kinetics and equilibrium studies,” Heal. Scope , vol. 2, no. 3, pp. 136–144, 2013, doi: 10.17795/jhealthscope-12492.
[16]  I. A. W. Tan, A. L. Ahmad, and B. H. Hameed, “Adsorption of basic dye on high-surface-area activated carbon prepared from coconut husk: Equilibrium, kinetic and thermodynamic studies,” J. Hazard. Mater. , vol. 154, no. 1–3, pp. 337–346, 2008, doi:
10.1016/j.jhazmat.2007.10.031.
[17]  H. S. W, Mudah Belajar Mikrokontroller dengan Arduino . Bandung: Widya Media, 2015.
[18]  F. Djuandi, Pengenalan Arduino . Jakarta: Penerbit Elexmedia, 2011.
[19]  P. Handoko and Y. Fajariyanti, “Pengaruh spektrum cahaya tampak terhadap laju fotosintesis tanaman air Hydrilla Verticillata,” Semin. Nas. X Pendidik. Biol. FKIP UNS , vol. 10, no. 2, pp. 1–9, 2013.
[20]  H. Sastrohamidjojo, Dasar-Dasar Spektroskopi . Yogyakarta: Gadjah Mada University Press, 2018.
[21]  C. Assegaf, “Peningkatan Kemampuan Reaktor Fotokatalisis ‘Zuiverious’ Tipe Seri Bertingkat Dalam Mendegradasi Metilen Biru Dengan Penataan Substrat Tio2 Melapisi Tabung Lampu UV,” Departemen Fisika, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, 2021.
[22]  I. Husna, A. A. Umar, and M. A. Ramli, “Aplikasi sintesis TiO2 nanopartikel dalam degradasi fotokatalitik metil jingga,” Sainstek J. Sains dan Teknol. , vol. 10, no. 1, pp. 5–9, 2018.