ISSN: 1410-8917
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 16 (3) (2013) : 102 – 107
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi Journal of Scientific and Applied Chemistry
Journal homepage: http://ejournal.undip.ac.id/index.php/ksa
Sintesis Komposit TiO 2 -Karbon Aktif untuk Fotokatalisis Larutan Zat Warna Direct Blue 19 dan Ion Logam Pb 2+ dan Cd 2+ secara

## Simultan
Titi Agustin a , Nor Basid Adiwibawa Prasetya a* , Didik Setiyo Widodo a
a Analytical Chemistry Laboratory, Chemistry Department, Faculty of Sciences and Mathematics, Diponegoro University, Jalan Prof. Soedarto, Tembalang, Semarang
* Corresponding author: nor.basid.prasetya@live.undip.ac.id
A r t i c l e   I n f o

## A b s t r a c t
Keywords: TiO 2 , Activated Carbon, Composite, Photocatalysis, Direct Blue 19 , Cd 2+ , Pb 2+
A study concerning synthesize of TiO 2 -Activated Carbon composite for Direct Blue 19 and Pb 2+ and  Cd 2+ photocatalysis  simultanously  had  been  conducted.  Titanium  dioxide powders  were  synthesized  by  using  the  main  ingredient  TiCl 4 ,  then  it  was  made  to  be composite of TiO 2 -Activated Carbon which were tested its photocatalytic ability for many variable such as pH, contact time, and concentration of metal ion added in Direct Blue 19 solution.Characterization of TiO 2 powder and TiO 2 -AC composite were done by using XRD, DR-UV,  SEM  and  SAA.  On  the  other  hand  measurement  of  dye  and  metal  ions concentration were done by using UV-Vis spectrophotometer and AAS. Results obtained showed that TiO 2 powder has anatase structure with crystal size of 16.52 nm and band gap energy of 3.71 eV. Composite of TiO 2 -AC was produced in tablet form with diameter of 0.8 cm,  height  of  0.45  cm  and  it  has  gray  colour.  Composite  of  TiO 2 -AC  has  hollow morphology with surface area of 31.366 m2/g, pore volume of 0.102 cc/g, and pore radius of  3.8643  nm.  The  optimum  pH  for  photodegradation  process  was  reached  at  pH  3-4. Addition of Cd 2+ and Pb 2+ metal ions can improve the effectiveness of photodegradation Direct Blue 19 and reduce Cd 2+ and Pb 2+ simutaneously.

## A b s t r a k
Kata Kunci: TiO 2 , Karbon Aktif,
Komposit,
Fotokatalisis, Direct Blue 19 , Cd 2+ , Pb 2+
Telah  dilakukan  penelitian  tentang  sintesis  komposit  TiO 2 -karbon  aktif  untuk fotokatalisis larutan zat warna Direct Blue 19 dan ion logam Pb 2+ dan Cd 2+ secara simultan. Penelitian dilakukan dengan sintesis TiO 2 dari TiCl 4 , kemudian dibuat menjadi komposit TiO 2 -karbon  aktif  yang  diuji  kemampuan  fotokatalitiknya  dengan  variabel  pH,  waktu kontak, dan konsentrasi ion logam yang ditambahkan pada larutan zat warna Direct Blue 19 . Karakterisasi TiO 2 serbuk dan TiO 2 -karbon aktif dilakukan dengan menggunakan XRD, DR-UV,  SEM  dan  SAA.  Sedangkan  pengukuran  konsentrasi  zat  warna  dan  ion  logam sebelum dan sesudah diuji fotokatalisis menggunakan spektrofotometer UV-Vis dan AAS. Hasil  penelitian  diperoleh  serbuk  TiO 2 sintesis  berfasa  anatase  dengan  ukuran  kristal sebesar  16,52  nm  Energi Band  Gap sebesar  3,71  eV.  Komposit  TiO 2 -karbon  aktif  yang dihasilkan berbentuk tablet dengan diameter 0,8 cm, tinggi 0,45 cm dan berwarna abu- abu. Komposit TiO 2 -KA yang dihasilkan memilki morfologi yang berongga dengan luas permukaan  luas  area  permukaan  sebesar  31,366  m 2 /g,  volume  pori  sebesar  0,102  cc/g sedangkan radius pori sebesar 3,8643 nm. pH optimum untuk proses fotodegradasi ini adalah pada rentang pH 3-4. Penambahan ion logam Cd 2+ dan Pb 2+ dapat meningkatkan efektivitas fotodegradasi Direct Blue 19 dan secara simultan dapat mereduksi ion logam Cd 2+ dan Pb 2+ .
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 16 (3) (2013) : 102 – 107

## 1. Pendahuluan
Perkembangan  industri  di  Indonesia  banyak memberikan dampak bagi kehidupan baik dampak positif maupun dampak negatif. Dampak negatif perkembangan industri  salah  satunya  adalah  pencemaran  air  akibat limbah  zat  warna.  Limbah  zat  warna  pada  umumnya bersifat racun dan sulit diurai oleh proses biologis. Direct Blue 19 atau disebut juga Direct Blue 3R merupakan salah satu zat warna azo yang digunakan dalam industri tekstil.
Gambar 1. Struktur Direct Blue 19
Selain  limbah  zat  warna,  limbah  yang  juga  banyak dijumpai adalah limbah logam berat, diantaranya adalah Pb 2+ dan Cd 2+ yang berpotensi menjadi bahan toksik jika terakumulatif dalam tubuh makhluk hidup [1].
Salah satu alternatif yang potensial untuk mengolah limbah zat warna dan logam berat secara simultan adalah dengan  proses  fotokatalisis.  Dimana  zat  warna  akan terdegradasi  oleh hole positif  ( h + )  di  pita  valensi  dan logam  berat  akan  tereduksi  oleh  elektron  di  pita konduksi.
Di  antara  sekian  banyak  jenis  semikonduktor, hingga  saat  ini  serbuk  TiO 2 yang  dipilih  sebagai semikonduktor  karena  memiliki  aktivitas  fotokatalitik yang tinggi, mempunyai celah pita ( bandgap ) yang besar (3.2  eV),  stabil  terhadap  cahaya,  tidak  beracun, kemampuan  untuk  mengoksidasi  yang  tinggi  dan  tidak larut  dalam  kondisi  eksperimen  [2].  Kebanyakan semikonduktor  yang  digunakan  sebagai  fotokatalis memilki  daya  adsorpsi  yang  lemah,  sedangkan  proses fotokatalisis  terjadi  pada  fasa  teradsorpsi  [3].  Untuk mengatasi  kekurangan  dari  proses  fotokatalisis diperlukan  penggabungan  metode  fotokatalis  dengan proses adsorpsi.
Kelemahan lain dari penggunaan TiO 2 dalam bentuk serbuk  untuk  degradasi  limbah  adalah  sulit  untuk dipisahkan.  Sehingga  diperlukan  alternatif  bentuk  lain dari  TiO 2 ,  salah  satunya  adalah  dengan  dibuat  menjadi komposit. Komposit adalah bahan yang heterogen yang terdiri dari matriks dan penguat ( reinforcement ).
Karbon  aktif  adalah  karbon  yang  diproses sedemikian  rupa  sehingga  pori – porinya  terbuka,  dan dengan  demikian  akan  mempunyai  daya  serap  yang tinggi.  Karbon  aktif  merupakan  karbon  yang  akan membentuk  amorf,  yang  sebagian  besar  terdiri  dari karbon  yang  bebas  serta  memiliki  permukaan  dalam (internal surface), sehingga mempunyai daya serap yang baik.
Pada  penelitian  ini  dilakukan  sintesis  komposit TiO 2 -karbon  aktif  dengan  penambahan  gipsum  sebagai perekat  dan  dibentuk  menjadi  tablet  kemudian digunakan  dalam  fotokatalisis  larutan  zat  warna Direct
Blue 19 yang telah ditambahkan ion logam Cd 2+ dan Pb 2+ sehingga  dapat  terfotodegradasi  serta  terfotoreduksi secara simultan.

## 2. Metode Penelitian

## Alat dan Bahan
Alat  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini diantaranya  spektrofotometer  UV-Vis (Spectronik  20) , scanning  electron  microscope (JSM  6360),  spektroskopi serapan  atom  (Perklin  Elmer  3110) , difraksi  X-Ray (Shimadzu X-6000) , spektrofotometer difus reflektansi UV-Vis (Shimadzu  UV  1700) ,  surface  area  analyzer (Quantachrome, nova-1200e) , magnetic stirrer, lampu UV Philip TUV15W G15T8 Germicidal Lamp (308643) , neraca digital  (Ohaus  PA214  Pioneer) , set  alat  gelas, furnace (Naberthem).  Bahan  yang  digunakan  adalah  titanium (IV)  klorida , isopropil  alkohol , amoniak  25  % , akuades , perak  nitrat  1  m , karbon  aktif , gipsum  (CaSO 4 .2H 2 O), kadmium sulfat, timbal nitrat , semuanya buatan Merck dan pewarna Direct Blue 19.
Sintesis dan Karakterisasi TiO 2
Sintesis  TiO 2 menggunakan  bahan  awal  TiCl 4 sebanyak  4  mL  yang  ditambahkan  80  mL  pelarut isopropilalkohol dan NH 3 25% hingga terbentuk sol gel , kemudian  disaring  untuk  memisahkan  endapan  dan filtratnya.  Endapan  yang  terbentuk  dicuci  dengan akuades  hingga  bebas  ion  Cl - .  Endapan  kemudian dikeringkan dengan oven pada suhu 105 o C selama 5 jam. Kristal putih yang terbentuk kemudian dikalsinasi pada suhu 600 o C selama 8 jam sehingga dihasilkan kristal TiO 2 berfasa  anatase.  Kristal  yang  terbentuk  kemudian dikarakterisasi dengan menggunakan XRD.
Sintesis dan Karakterisasi Komposit TiO 2 -Karbon Aktif
Pembuatan  kristal  komposit  TiO 2 -karbon  aktif  ini dilakukan  dengan  mencampurkan  0,85  gram  TiO 2 dengan  0,15  gram  karbon  aktif  serta  1,7  gram  gipsum, sehingga perbandingan TiO 2 dengan karbon aktif sebesar 85%  :  15%.  Massa  gipsum  yang  digunakan  sebesar  2x massa  TiO 2 .  Pencetakan  komposit  menggunakan  plat kaca dengan ukuran diameter 0,8cm dan tinggi 0,45cm. Hasil  sintesis  komposit  TiO 2 -karbon  aktif  yang  telah diperoleh kemudian dikarakterisasi dengan menggunakan SEM, DR-UV dan SAA.

## Reaksi Fotokatalisis
Larutan  zat  warna Direct  Blue  19 dibuat  dengan konsentrasi 100 ppm sebanyak 100 mL dikondisikan pada variasi pH 1-7. Larutan dengan pH yang paling optimal degradasinya,  kemudian  dilanjutkan  dengan  variasi konsentrasi  larutan  ion  logam  Pb 2+ dan  Cd 2+ .  Komposit TiO 2 -karbon  aktif  dengan  berat  0,4  g  kemudian dimasukkan ke dalam campuran larutan zat warna Direct Blue  19 dan  ion  logam  Pb 2+ dan  Cd 2+ .  Larutan  diaduk dengan  pengaduk  magnet  di  dalam  reaktor  dengan penyinaran UV selama 2 jam. Analisis dilakukan dengan spektrofotometer UV-Vis untuk mengetahui konsentrasi Direct  Blue  19 yang  tersisa.  Larutan  dengan  konsentrasi yang  tingkat  degradasi  tertinggi,  dilanjutkan  dengan variasi waktu mulai dari 1 jam, 2 jam, 3 jam dan 4 jam.
Untuk mengetahui ion logam Pb 2+ dan Cd 2+ yang tersisa dalam larutan digunakan metode AAS.

## 3. Hasil Dan Pembahasan
Sintesis dan Karakterisasi TiO 2 Serbuk dengan X-Ray Diffraction dan Spektrofotometer Difus Reflektansi UV-Vis (DR-UV)
Sintesis TiO 2 dari TiCl 4 bertujuan untuk memperoleh TiO 2 dengan  luas  permukaan yang  lebih  besar  dari  TiO 2 komersil.  Kristal  TiO 2 dikarakterisasi  menggunakan metode XRD dan spektrofotometer difus reflektansi UV- Vis.  Analisis  dengan  metode  difraksi  dilakukan  untuk mengidentifikasi  fasa  kristalin  dan  ukuran  kristal  TiO 2 hasil sintesis.
Gambar 2. Difraktogram TiO 2 sintesis
Gambar  2  menunjukkan  hasil  analisis  kristal  TiO 2 sintesis.  Terlihat  bahwa  struktur  kristal  TiO 2 sintesis telah  terbentuk  dan  fase  kristal  TiO 2 yang  dihasilkan adalah  anatase,  sesuai  dengan  difraktogram  standard yang  disediakan  oleh  JCPDS.  Data  difraktogram menunjukkan  keberadaan  TiO 2 pada  sumbu  x  (2theta) adalah 25,4429 o ; 48,2291 o ; 22,9525 o .
Dari data pola difraktogram dapat digunakan untuk menentukan  ukuran  kristal  TiO 2 berdasarkan  nilai FWHM  ( Full  Widht  and  Half  Maximum )  pada  berbagai puncak dengan menggunakan persamaan Scherrer,
𝐷 = 𝑘. 𝜆 𝛽 cos 𝜃
dengan D adalah  ukuran  kristal, λ =  0,154060  nm adalah  panjang  gelombang  sinar  X  yang  menggunakan Cu  sebagai  sumber  lampunya, β adalah  nilai  FWHM masing-masing  puncak  karekterisasi, θ adalah  sudut difraksi, dan k = 0,94 yang merupakan suatu konstanta. Dari  perhitungan  dengan  menggunakan  persamaan Scherrer diatas dapat diperoleh ukuran kristal  TiO 2 . Dari hasil  pengukuran  dengan  menggunakan  persamaan diatas diperoleh ukuran kristal TiO 2 anatase sebesar 16,52 nm.
Karakterisasi menggunakan DR-UV bertujuan untuk mengetahui lebar celah pita energi atau energi band gap ( Eg )  TiO 2 sintesis.  Spektra  analisis  sampel  ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar 3. Spektra DR-UV TiO 2 sintesis
Tabel  1  menunjukkan  puncak  panjang  gelombang TiO 2 yang terbaca beserta absorbansinya.
Tabel 1: Hasil spektra DR-UV TiO 2 Panjang Gelombang (nm) Absorbansi 368.00 0.580 334.00 1.103 301.00 0.577 279.00 0.591
Hasil  analisis  ini  dapat  dilihat  panjang  gelombang yang memberikan absorpsi maksimum untuk TiO 2 yaitu pada  334  nm.  Panjang  gelombang  tersebut  merupakan absorption  edge ( λ g)  yang  dapat  digunakan  untuk menghitung  energi  celah  pita  ( band  gap ).  Dengan menggunakan  persamaan  untuk  menghitung  energi band gap ( Eg ), diperoleh Eg TiO 2 sintesis sebesar 3,71 eV, yang lebih besar dari energi band gap TiO 2 komersil. Hal ini  menunjukkan  TiO 2 sintesis  mempunyai  aktivitas fotokatalitik yang lebih baik dibandingkan TiO 2 komersil, karena  mempunyai band  gap lebih  besar  dibandingkan TiO 2 anatase  komersil  yang  pada  umumnya  memiliki band gap 3,2 eV.
Sintesis dan Karakterisasi Komposit TiO 2 -Karbon Aktif dengan Scanning Electron Microscope (SEM) dan Surface Area Analyzer (SAA)
Fotokatalis  TiO 2 hasil  sintesis  dibuat  menjadi komposit  berbentuk  tablet  dengan  karbon  aktif,  yang bertujuan untuk mempermudah pemisahan TiO 2 setelah digunakan.  Perekat  yang  digunakan  untuk  pembuatan komposit TiO 2 -karbon aktif adalah gipsum. Karakterisasi komposit  TiO 2 -karbon  aktif  menggunakan Scanning Electron  Microscope (SEM)  dilakukan  untuk  mengetahui morfologi  permukaan  dan  penampang  lintang  dari sampel yang dianalisis.

## Gambar 4. Analisis SEM
Morfologi  permukaan  dari  komposit  TiO 2 -karbon aktif dianalisisis dengan SEM yang hasilnya diperlihatkan pada Gambar 4 (a). Pada perbesaran 1000x terlihat  morfologi  permukaan  sampel  memiliki  pori. Ukuran  pori  berkisar  antara 0,6  μm  hingga  6,3  μm. Penampang  lintang  pada  Gambar  4  (b)  dengan perbesaran  10000x  terlihat  fotokatalis  TiO 2 tersebar secara  merata  diatas  permukaan  karbon  aktif,  dengan kisaran ukuran pori 0,14 μm hingga 0,86 μm.
Karakterisasi komposit TiO 2 -karbon aktif menggunakan Surface  Area  Analyzer (SAA)  dilakukan untuk  mengetahui  luas  permukaan  material,  distribusi pori dari material dan isotherm adsorpsi suatu gas pada sampel.

## Tabel 2: Hasil Analisis SAA Komposit TiO
2 -Karbon Aktif
Parameter Ukuran Surface Area (m 2 /g) 31,366 Pore Volume (cc/g) 0,102 Pore Radius (nm) 3,8643
Dari hasil analisis SAA dapat diketahui besarnya luas permukaan  komposit  TiO 2 -karbon  aktif  sebesar  31,366 m 2 /g,  volume  pori  0,102  cc/g,  dan  radius  pori  sebesar 3,8643  nm.  Ukuran  ini  termasuk  dalam  golongan  skala mesopori, dengan rentang ukuran dari 2-50 nm. Radius pori tersebut hampir mendekati skala mikropori, yaitu < 2  nm.  Semakin  kecil  ukuran  skalanya,  maka  proses adsorpsi zat warna pada permukaan TiO 2 akan semakin optimal.
Pengaruh pH Larutan dalam Proses Fotokatalisis Direct Blue 19 dengan Komposit TiO 2 -Karbon Aktif
Pengujian mengenai pengaruh pH dilakukan dengan variasi  pH  untuk  mengetahui  pH  optimum  proses fotokatalisis zat warna Direct Blue 19 . Dari Gambar 5 dapat diketahui  persentase  fotodegradasi  pada  berbagai kondisi  pH  larutan.  Dapat  disimpulkan  pH  3  dan  pH  4
merupakan  pH  optimum  untuk  melakukan  proses fotodegradasi zat warna Direct Blue 19 .
Gambar 5. Persentase fotodegradasi Direct Blue 19 terhadap berbagai kondisi pH larutan
Zat warna bermuatan negatif, karena dalam senyawa zat  warna  terdapat  kandungan benzen  yang bermuatan negatif.  Pada  pH  1-2  adanya  H + berlebih  menyebabkan zat warna bermuatan positif, sedangkan permukaan TiO 2 bermuatan positif, sehingga tidak terjadi interaksi antara zat warna dengan TiO 2 . Pada pH 3 dan 4 terjadi interaksi antara  permukaan  TiO 2 yang  bermuatan  positif  dengan zat warna yang bermuatan negatif, sehingga pada pH 3 dan  4  terjadi  proses  fotodegradasi  zat  warna  optimal dengan persentasi tertinggi. Sedangkan pada kondisi pH 5-7, menyebabkan TiO 2 menjadi bermuatan negatif sama seperti  zat  warna  sehingga  tidak  interaksi  antara  TiO 2 dan zat warna.
Pengaruh Penambahan Ion Logam Pb 2+ dan Cd 2+ dalam Proses Fotokatalisis Direct Blue 19 dengan Komposit TiO 2 -Karbon Aktif
Pengujian  mengenai  pengaruh  penambahan  ion logam  Pb 2+ dan  Cd 2+ dilakukan  dengan  variasi penambahan  logam  Pb 2+ dan  Cd 2+ untuk  mengetahui konsentrasi  optimum  penambahan  kedua  ion  logam tersebut dalam proses fotokatalisis Direct Blue 19.
Gambar 6. Persentase fotodegradasi Direct Blue 19 setelah ditambahkan ion logam Pb 2+ dan Cd 2+ dengan berbagai variasi konsentrasi
Gambar  6  menunjukkan  persentase  fotodegradasi Direct  Blue  19 dengan  penambahan  variasi  konsentrasi ion logam Pb 2+ dan Cd 2+ . Dapat dilihat bahwa persentase fotodegradasi Direct  Blue  19 setelah  penambahan  ion logam  lebih  tinggi  bila  dibandingkan  dengan fotodegradasi tanpa penambahan ion logam. Fotodegradasi optimum saat penambahan ion logam Pb 2+ konsentrasi 9 ppm dan saat penambahan ion logam Cd 2+ konsentrasi 12 ppm.
Elektron  yang  dihasilkan  pada  saat  TiO 2 ketika disinari sinar UV digunakan untuk mereduksi ion logam Pb 2+ dan  Cd 2+ menjadi  logam  Pb (s) dan  Cd (s) .  Sehingga proses  rekombinasi  antara hole ( h + )  dan  elektron (e - ) tidak dapat terjadi. Hal ini dapat mengakibatkan semakin banyak hole ( h + ) yang tersedia. Dengan semakin banyak hole ( h + )  yang  tersedia,  maka  efektivitas  fotodegradasi dari  zat  warna Direct  Blue  19 akan  semakin  meningkat, namun  apabila  semakin  banyak  ion  logam  yang ditambahkan, maka logam Cd (s) dan Pb (s) yang terbentuk juga semakin banyak. Akibatnya sisi aktif dari TiO 2 yang seharusnya  digunakan  dalam  proses  fotodegradasi tertutupi oleh logam Cd (s) dan Pb (s) yang menempel pada permukaan TiO 2 . Aktivitas lain yang terjadi pada proses fotokatalisis adalah fotoreduksi.
Gambar 7. Persentase fotoreduksi ion logam Pb 2+ dan Cd 2+ dengan variasi konsentrasi
Dari gambar 7 menunjukkan ion logam Pb 2+ dengan konsentrasi  12  ppm  yang  merupakan  konsentrasi optimum  dalam  proses  fotoreduksi.  Sedangkan skonsentrasi  optimum  ion  logam  Cd 2+ dalm  proses fotoreduksi  adalah  9  ppm.  Semakin  tinggi  proses fotoreduksi  akan  dapat  mengakibatkan  semakin  tinggi pula  efektivitas  fotodegradasi Direct  Blue  19 ,  hal  ini disebabkan  karena  elektron  yang  dihasilkan  selama proses fotokatalisis akan digunakan untuk mereduksi ion logam.
Pengaruh Waktu Penyinaran dengan Sinar UV dalam Proses Fotokatalisis Direct Blue 19 dengan Komposit TiO 2 -Karbon Aktif
Pengujian  mengenai  pengaruh  waktu  penyinaran dengan sinar UV dilakukan dengan memvariasikan waktu penyinaran  untuk  mengetahui  waktu  optimum  dalam proses fotokatalisis Direct Blue 19 .
Gambar 8. Persentase fotodegradasi Direct Blue 19 setelah ditambahkan ion logam Pb 2+ dan Cd 2+ dengan variasi waktu penyinaran
Dapat  dilihat  pada  Gambar  8  terlihat  peningkatan persentase  fotodegradasi  yang  signifikan  dari  waktu penyinaran 1 jam ke waktu penyinaran 2 jam. Sedangkan pada  waktu  penyinaran  lebih  dari  2  jam,  tidak memberikan peningkatan fotodegradasi yang signifikan. Hal  ini  menunjukkan  waktu  optimum  untuk fotodegradasi Direct  Blue  19 adalah  selama  2  jam. Sedangkan aktivitas fotoreduksi ion logam Pb 2+ dan Cd 2+ dengan variasi waktu dapat dlihat pada gambar 9.
Gambar 9. Persentase fotoreduksi ion logam Pb 2+ dan Cd 2+ dengan variasi waktu
Berdasarkan  gambar  9,  terlihat  terjadi  kenaikan hingga pada waktu 2 jam, akan tetapi ketika waktu reaksi lebih  dari  dua  jam,  ion  logam  yang  tereduksi  hanya sedikit  mengalami  peningkatan  (cenderung  konstan). Hal tersebut menunjukkan bahwa waktu reaksi dua jam merupakan  waktu  yang  optimal  untuk  proses fotokatalisis.  Penambahan  waktu  proses  reaksi fotokatalisis  tidak  berpengaruh  signifikan  terhadap pengurangan ion logam Pb 2+ dan Cd 2+ .
Analisis Larutan Zat Warna Direct Blue 19 dengan Spektrofotometer UV-Vis Sebelum dan Sesudah Proses Fotokatalisis
Analisis  larutan  zat  warna Direct  Blue  19 dilakukan untuk mengetahui tingkat fotodegradasi zat warna Direct Blue  19 dalam  proses  fotokatalisis  dengan  penambahan ion  logam  Pb 2+ dan  Cd 2+ .  Tabel  3  menunjukkan  puncak panjang  gelombang Direct  Blue  19 yang  terbaca  beserta absorbansinya. Spektra analisis sampel ditunjukkan pada Gambar 14.
Gambar 10. Spektra UV-Vis Direct Blue 19 sebelum fotokatalisis
Tabel 3: Hasil spektra UV-Vis Direct Blue 19 Panjang Gelombang (nm) Absorbansi 572 0,751 320 0,333
Dari  hasil  spektra  UV-Vis  yang  ditunjukkan  pada Gambar 10 terlihat bahwa puncak serapan pada 320 nm merupakan  benzena  yang  terkonjugasi  [4],  sedangkan puncak  pada  572  nm  mengidentifikasikan  karakter warna senyawa tersebut. Gugus kromofor azo merupakan karakteristik  dari  larutan  zat  warna Direct  Blue  19 sehingga 572 nm ditentukan sebagai panjang gelombang maksimum untuk larutan zat warna Direct Blue 19.
Hasil  analisis  UV-Vis Direct  Blue  19 setelah fotokatalisis  selama  2  jam  dengan  penambahan  logam Cd 2+ dan Pb 2+ pada Gambar 11 menunjukkan tidak terlihat puncak  serapan  pada  207  nm  dan  320  nm  yang merupakan  puncak  dari  gugus  benzena  terkonjugasi serta puncak pada 572 nm yang merupakan puncak dari gugus  kromofor,  hal  ini  menandakan  zat  warna  telah terdegradasi.
Gambar 11. Spektra UV-Vis Direct Blue 19 setelah fotokatalisis selama 2 jam (a) dengan Cd; (b) dengan Pb

## 4. Kesimpulan
Fotokatalis TiO 2 berupa serbuk putih dapat disintesis dengan menggunakan bahan TiCl 4 . Titanium oksida yang dihasilkan mempunyai ukuran kristal 16,52 nm dan band gap sebesar 3,71 eV. Komposit Fotokatalis TiO 2 -KA yang dihasilkan  mempunyai  permukaan  yang  berongga dengan  luas  area  permukaan  sebesar  31,366  m 2 /g, volume  pori  sebesar  0,102  cc/g  sedangkan  radius  pori sebesar 3,8643 nm. Pada kondisi terang, proses degradasi lebih  optimum  dibandingkan  pada  kondisi  gelap.  pH optimum  untuk  proses  fotodegradasi Direct  Blue  19 adalah pH 3-4. Adanya penambahan ion logam Pb 2+ dan Cd 2+ dapat meningkatkan efektivitas fotodegradasi Direct Blue 19 dan secara simultan dapat mereduksi ion Pb 2+ dan Cd 2+ . Pada proses fotodegradasi Direct Blue 19 konsentrasi 100 ppm dengan komposit fotokatalis TiO 2 -KA 0,4 gram, penambahan ion logam Pb 2+ paling optimum adalah pada konsentrasi  12  ppm,  sedangkan  pada  penambahan  ion logam  Cd 2+ paling  optimum  adalah  pada  konsentrasi  9 ppm. Waktu optimum untuk proses fotodegradasi Direct Blue 19 adalah selama 2 jam.

## 5. Daftar Pustaka
[1]  Sudarwin  Sudarwin,  Analisis  Spasial  Pencemaran Logam Berat (Pb dan Cd) Pada Sedimen Aliran Sungai dari  Tempat  Pembuangan  Akhir  (TPA)  Sampah Jatibarang Semarang, Program Kesehatan
Lingkungan, Universitas Diponegoro, Semarang
[2]  Amy  L.  Linsebigler,  Guangquan  Lu,  John  T.  Yates, Photocatalysis  on  TiO2  Surfaces:  Principles, Mechanisms,  and  Selected  Results, Chemical Reviews , 95, 3, (1995) 735-758
http://dx.doi.org/10.1021/cr00035a013
[3]  James  T  Richardson,  Principles  of  catalyst development, Springer, 2013.
[4]  Robert  Milton  Silverstein,  AJ  Hartomo,  Terence  C Morrill, G Clayton Bassler, Penyidikan Spektrometrik Senyawa Organik, Erlangga, 1986.