## DEGRADASI PEWARNA METHYLENE BLUE MENGGUNAKAN
POWDER TIO 2 FOOD-GRADE DI BAWAH SINAR MATAHARI
Lisda Damayanti, Sindi Sitasari, Singgih Wibowo
Politeknik AKA Bogor
Jalan Pangeran Sogiri 283, Tanah Baru, Bogor, Indonesia

## Abstrak
Tujuan  dari penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  pengaruh  material  titanium  dioksida  (TiO 2 )  food- grade  terhadap  degradasi  pewarna  metilene  blue  (MB)  di  bawah  sinar  matahari.  Massa  material  TiO 2 pada larutan  MB  divariasi  untuk  mengetahui  berapa  jumlah  TiO 2 yang  dibutuhkan.  Hasil  degradasi  terbaik ditunjukkan  oleh  sampel  dengan  penggunaan  TiO 2 sebanyak  5  g  dengan  waktu  2  jam.  Dari  data  –  data  yang diperoleh juga didapatkan hasil bahwa sinar matahari tidak berpengaruh banyak terhadap proses degradasi MB dengan kata lain TiO 2 foodgrade tidak memiliki aktivitas fotokatalitik.
Kata kunci : TiO 2 , foodgrade, methylene blue

## Abstract
The  purpose  of  this  research  is  to  study  the  effect  of  food-grade  TiO 2 on  MB  degradation  under  Sun light  radiation.  The  mass  of  TiO 2 was  varied  to  investigate  the  efficient  number  of  TiO 2 needed.  The  best degradation result was shown by 5 g TiO 2 sample with time of 2 h. From collected data, we concluded that Sun light  did  not  play  important  role  in  the  MB  degradation  process.  The  food-grade  TiO 2 did  not  show  any photocatalytic activity.
Keywords:  TiO 2 , foodgrade, methylene blue

## PENDAHULUAN
TiO 2 merupakan  senyawa  metal oksida  berwarna  putih  yang  tahan  karat, tidak  beracun  dan  merupakan  salah  satu katalis  yang  paling  stabil,  paling  sering digunakan  dibandingkan  dengan  katalis lainnya (Abdullah, 2011). Beberapa penelitian membuktikan bahwa  TiO 2 yang berada dalam larutan tersuspensi merupakan katalis  yang  sangat  efektif dan efisien digunakan dalam proses fotokatalitik.  TiO 2 yang  berukuran  nano memiliki  nilai  rasio  luas  permukaan terhadap  volume  yang  besar.  Hal  ini memungkinkan terjadinya pemisahan serta
penangkapan  muatan  secara  lebih  efisien pada permukan. Sehingga akan menaikkan jumlah  cahaya  yang  terabsorbsi  dan  baik untuk  sebuah  proses  degradasi  (Timuda, 2010).
TiO 2 digunakan  dalam  berbeagai aplikasi antara lain sebagai fotokatalis, self cleaning , sebagai sel surya untuk menghasilkan energi listrik, sebagai sensor biologi  dan  kimia,  sebagai  pengendalian korosi  dengan  menggunakan  metode pelapisan,  sebagai  pigmen  putih  untuk  cat atau  produk  kosmetik,  sebagai  pelapis
optik,  sebagai  campuran  keramik  dan sebagai devais elektrik (Diebold, 2003).
TiO 2 merupakan semikonduktor yang sering digunakan, karena TiO 2 memilki  memiliki  pita  celah  yang besar  (>3,00  eV)  sehingga  mampu menyerap energi foton pada sebagian besar spektrum  cahaya  matahari  khususnya spectrum sinar UV (Yumono, et all , 2010).
Pita  celah  dari  TiO 2 rutile adalah  3,0  eV setara  dengan  energi  cahaya  dengan panjang  gelombang  413  nm,  sedangkan pita celah dari TiO 2 anatase adalah 3,2 eV setara  dengan  energi  cahaya  dengan panjang  gelombang  388  nm  (Narayan, 2011).  Sepanjang  penelusuran  referensi yang  ada,  kami  belum  menemukan penelitian TiO 2 dengan kualitas food grade untuk  aktifitas  fotokatalitik.  Sehingga menarik  bagi  kami  untuk  menelitinya. Pada  penelitian  ini  kami  menggunakan material TiO2 food grade untuk mendegradasi  pewarna  metilene  blue dengan bantuan cahaya matahari.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menguji apakah TiO2 food grade memiliki aktivitas fotokatalitik.

## METODE PENELITIAN
Sebanyak  0,0050  g  serbuk  MB ditimbang  dengan  neraca  analitik  dan dilarutkan  dalam  500  mL  aquades  untuk membuat  larutan  MB  10  ppm.  Larutan
dipisah dalam beberapa wadah, satu wadah sebagai  standard  dan  disimpan  dalam kondisi  gelap.  Larutan  lainnya  digunakan untuk proses degradasi dengan penambahan TiO 2 dengan variasi 0, 5, 10, 15,  dan  20  g  dan  di  aduk  menggunakan batang  pengaduk.  Selanjutnya  sampel diletakkan  di  bawah  sinar  matahari  dan setiap  jam  ke-1,  ke-2,  ke-3  larutan  MB diambil  sebanyak  10  mL  untuk  diuji absorbansinya menggunakan spektrofotometri ultraviolet – visible (UV- Vis).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil pengujian absorbansi menggunakan  spektrofotometer  UV-vis setiap  sampel  ditunjukkan  pada  tabel  1. Absorbansi  larutan  standar  MB  10  ppm terukur  2,074  dan  digunakan  sebagai absorbansi  awal.  Setelah  diberi  perlakuan variasi  TiO 2 dan  lama  penyinaran  sinar matahari  diperoleh  hasil  yang  bervariasi. Dengan  penambahan  material  TiO 2 yang dicelupkan  dalam  larutan  MB,  nilai absorbansi  akan  turun  secara  signifikan pada  sampel  dengan  massa  5  g.  Material TiO 2 memiliki pori –  pori  yang dimungkinkan  menyerap  senyawa  MB sehingga  terjadi  proses  adsorpsi.  Hal  ini dibuktikan  dengan  hasil  pada  kondisi gelap,  larutan  MB  juga  mengalami penurunan nilai absorbansi. Terjadi variasi hasil  pada  sampel  10,  15  dan  20  g  hal  ini
dimungkinkan karena maksimal pemberian TiO 2 adalah  sebanyak  5  g.  Sehingga penambahan TiO 2 berlebih justru memperkeruh  dan  meningkatkan  nilai absorbansi  larutan  MB.  Sedangkan  pada sampel  0  g,  terjadi  penurunan  absorbansi yang  tidak  signifikan  dan  dimungkinkan karena  sinar  UV  pada  spectrum  matahari mempengaruhi sedikit penurunan absorbansi  MB.  Pada  jam  kedua  terjadi penurunan  nilai  absorbansi  pada  semua sampel,  hal  ini  dikarenakan  proses adsorpsi masih terjadi sedangkan pada jam ke  tiga  proses  dimungkinkan  sudah mncapai  titik  jenuh  dan  nilai  absorbansi kembali naik.
Tabel  1.  Nilai  absorbansi  sampel larutan MB dengan variasi TiO 2 Massa  TiO 2 (g) Absorbansi (a.u.) 1 jam 2 jam 3 jam 0 1,712 1,588 1,566 5 0,079 0,057 0,081 10 0,136 0,098 0,860 15 0,157 0,081 0,740 20 0,127 0,570 0,410
Data  absorbansi  yang  diperoleh dari berbagai massa TiO 2 yang ditambahkan, dan lama proses penjemuran,  dapat  diketahui  bahwa  nilai absorbansi  yang  terendah  adalah  pada penambahan  5  g  TiO 2 dengan  durasi
penjemuran selama 2 jam. Nilai absorbansi yang  rendah  ini  menunjukkan  penyerapan spektrum warna dari spektofotometer UV- VIS  juga  rendah  karena  kepekatan warnanya  sudah  berkurang  drastis  dari sebelumnya,  sehingga  sinar  yang  diserap juga  sedikit.  Hal  itu  menunjukkan  bahwa penambahan  5  g  TiO 2 ke  dalam  larutan MB  10  ppm  dan  dijemur  selama  2  jam memberikan hasil yang paling efektif.
Data  pada  table  1  dapat  diubah menjadi  data  persentase  degradasi  dengan menggunakan persamaan berikut,

## (1)
Dari  persamaan  diatas  didapatkan nilai  persentase  degradasi  tiap  sampel  dan tiap  waktu  perlakuan.  Hasil  ditunjukkan pada  gambar  1.  Terlihat  pada  sampel  0  g, terdapat  lebih  dari  17,45%  larutan  MB terdegradasi  pada  jam  pertama.  Hal  ini menunjukkan pengaruh dari sinar matahari yang  lebih  khusus  sinar  UV  pada spektrumnya  yang  mampu  mendegradasi sedikit  senyawa  MB.  Hal  ini  dikarenakan sinar  UV  memiliki  energy  yang  lebih tinggi disbanding spectrum cahaya tampak.  Akan  tetapi  sinar  UV  hanya sebesar  5%  terkandung  di  spectrum  sinar matahari.
Gambar 1. %Degradasi larutan MB dengan variasi massa TiO 2 dan waktu.
Selanjutnya  pada  sampel  dengan penambahan  TiO 2 terlihat  jelas  persentase degradasinya  yang nyaris mencapai  100%. Hasil  terbaik  diperoleh  sampel  dengan penambahan  TiO 2 5  g  yaitu  sebesar 97,25%  pada  jam  ke  dua.  Sementara  pada jam  ketiga  dimungkinkan  sampel  sudah jenuh  dan  tidak  dapat  menyerap  senyawa MB  dengan  maksimal  sehingga  nilai absorbansiny kembali naik.

## KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan  dapat  disimpulkan  bahwa  TiO 2 mampu  untuk  menyerap  secara  adsorbsi pewarna  MB  dan  diperoleh  persentase degradasi terbaik pada sampel 5 g dan jam
ke-2  yaitu  97.35%.  Hasil  ini  juga menunjukkan  bahwa  TiO 2 food  grade belum  memiliki  aktifitas  fotokatalitik. Proses  degradasi  masih  didominasi  oleh proses adsoprsi.

## DAFTAR PUSTAKA
Abdullah,  M.  Arutanti,  O.  Isnaeni,  V.A. Fitria, I. Amalia. Maturi. Aliah, H.
dan Khairurijjal., 2011, Pengolahan  Air  Limbah  dengan Material Struktur Nanometer,
Jurnal Seminar  Kontribusi Fisika , INV05.
Diebold,  U.,  2003.”  The  Surface  Science Of  Titanium  Dioxside”. Surface
Science  Reports .  vol  48,  hal  53-
229.
Narayan,  M.R.,  2011.  “Dye  Sensitized
Solar  Cells  Based  on  Natural Photosensitizers”. Renewable  and
Sustainable Energy Reviews .
vol.16, issue 1, hal. 208-215.
Timuda,  G.E.,  2010.”Sintesis  Partikel
Nanokristalline TiO2 untuk Aplikasi  Sel  Surya  Menggunakan Metode Sonokimia”. Prosiding
pertemuan  ilmiah  XXIV  HFI jateng dan DIY, hal 104-109.
Yuwono, H.A.,
Dhaneswara, D.,
Ferdiansyah,  A.,  Rahman,  A.,
2011.”  Sel  Surya  Tersensitasi  Zat
Pewarna  Berbasis  Nanopartikel
TiO2  Hasil  Proses  Sol-Gel  Dan
Perlakuan Pasca-
Hidrotermal”. Jurnal Material dan Energi  Indonesia .Vol.  01,  No.  03,
hal 127 – 140.