## PENGARUH KANDUNGAN ANION ANORGANIK PADA PROSES FOTOKATALITIK REACTIVE BLACK 5 DENGAN TiO2-UV DAN ZnO-UV
THE EFFECT OF INORGANIC ANIONS PRESENCE IN REACTIVE BLACK 5 PHOTOCATALYTIC PROCESS WITH TiO2-UV AND ZnO-UV
1* Yulianty Harja , 2 Suprihanto Notodarmojo
1,2 Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Teknologi Bandung Jl Ganesha 10 Bandung 40132
*1 Yulianty_harja@yahoo.com dan 2 Suprihanto@tl.itb.ac.id
Abstrak: Limbah cair industri tekstil menjadi permasalahan karena kualitas dan kuantitasnya sehingga memerlukan  pengolahan  khusus,  terutama  untuk  kandungan  zat  warnanya.  Salah  satu  metode pengolahan  yang  umum  digunakan  adalah  dengan  proses  fotokatalitik.  Proses  fotokatalitik  heterogen dengan  TiO2  yang  diiradiasi  UV  memberikan  efisiensi  penyisihan  zat  warna  Reactive  Black  5  (RB  5) yang sangat baik, dimana zat warna ini merupakan pewarna tekstil yang banyak digunakan pada industri pencelupan.  Percobaan  ini  dilakukan  untuk  menentukan  kondisi  untuk  proses  fotokatalitik  RB  5  yang memiliki  efisiensi  penyisihan  terbaik  (dengan  mengetahui  pH  optimum,  dosis  optimum  dan  kombinasi katalis) serta mengetahui pengaruh kandungan anion anorganik, yang umum terdapat dalam limbah cair industri  tekstil,  terhadap  proses  penyisihan  tersebut.  Efisiensi  degradasi  RB  5  diketahui  melalui pengukuran  absorbansi  dengan  spektrofotometer  dimana  hasil  tersebut  akan  dikalibrasi  sehingga diperoleh  konsentrasi  zat warna  dalam  sampel larutan  RB  5. Dengan mengetahui orde  reaksi  dan nilai laju  reaksi  (k)  maka  dapat  ditentukan  proses  yang  memberikan  efisiensi  penyisihan  terbaik.  Untuk membandingkan  efisiensi  katalis  TiO2  dengan  ZnO  maka  dilakukan  percobaan  dengan  kedua  katalis pada  kondisi  yang  sama  (pH,  dosis).  Pengaruh  kandungan  anion  anorganik  diketahui  dengan membandingkan hasil penyisihan sampel dengan masing-masing jenis anion anorganik (2,5mM). Proses fotokatalitik  memberikan  hasil  penyisihan  RB  5  terbaik  dengan  menggunakan  kombinasi  ZnO-UV  (0,5 g/L  ZnO)  pada  pH  11,  sedangkan  anion  anorganik  yang  paling  menghambat  proses  fotokatalitik  RB  5 dengan TiO2-UV adalah ion CO32- dan ion NO3- untuk proses dengan ZnO-UV.
Kata kunci: anion anorganik, fotokatalitik, Reactive Black 5, Titanium Dioksida, Zinc Oksida
Abstract  :  Textile  industry  wastewater  become  a  problem  due  to  its  quality  and  quantity,  thus  needs  a special  treatment,  especially  for  the  dyes  content.  One  of  the  commonly  used  treatment  methods  is photocatalytic  process.  Heterogenous  photocatalytic  process  with  UV  irradiated  TiO2  has  a  very  good efficiency in elimination of Reactive Black 5(RB 5), which is a commonly used textile dyes. This study was conducted  to  determine  the  condition  for  photocatalytic  process  of  RB  5  with  the  best  efficiency  (by knowing optimum pH, optimum dosage and combination of catalyst) and discover the effect of inorganic anion  content,  which  is  commonly  found  in  textile  industry  effluent,  towards  the  elimination  process. Degradation  efficiency  of  RB  5  identified  by  measuring  absorbance  with  a  spectrophotometer  in  which will be calibrated to obtain the dye concentration in RB 5 sample solution. By knowing the reaction order and  the  reaction  rate  (k),  we  can  determine  the  best  efficiency  process.  To  compare  the  TiO2  and  ZnO catalyst efficiency, both catalysts experiment conducted in same condition (such as pH, dosage). Effect of inorganic  anion  identified  by  comparing  the  degradation  results  of  sample  with  each  inorganic  anion content  (2.5mM).  Photocatalytic  process  with  ZnO-UV  combination  (0,5  g/L  ZnO)  give  the  best degradation  result  at  pH  11,  whereas  the  most  inhibit  inorganic  anion  for  photocatalytic  process  RB  5 with TiO2-UV is CO32- ion and for ZnO-UV process is NO3- ion.
Key words: Inorganic anion, photocatalytic, Reactive Black 5, Titanium Dioxide, Zinc Oxide

## PENDAHULUAN
Limbah  cair  industri  tekstil  merupakan  pencemar  industri  mayor  karena  sangat berwarna,  mengandung  kurang  lebih  15%  pewarna  tidak  tetap  serta  kadar  garam  tinggi  yang berpotensi  dibuang  ke  lingkungan  (Tang,C  dan  V.Chen,  2004).  Selain  memiliki  karakteristik khusus  yang  berbeda  dengan  industri  lainnya,  limbah  tekstil  dihasilkan  dalam  kuantitas  yang besar.  Limbah  ini  didominasi  oleh  kandungan  zat  warna  yang  digunakan  dalam  proses pewarnaan  tekstil  sehingga  diperlukan  pengolahan  khusus  untuk  menyisihkan  pencemar  zat warna  tersebut.  Reactive  Black  5  (RB  5)  merupakan  zat  warna  yang  umum  digunakan  dalam industri tekstil karena kemudahannya dalam teknik pencelupan. Beberapa hal terkait keberadaan zat warna dalam limbah cair tekstil, antara lain (Won, Sung Wook et al.,2006) :
1. Keberadaan  zat  warna  dalam  limbah  tekstil  ini  mengganggu  estetika  badan  air  dan  tidak diinginkan
2. Zat warna reaktif dan asam yang berwarna cerah dan larut dalam air adalah zat warna yang paling  membawa  masalah  karena  cenderung  lolos  dan  tidak  terpengaruh  oleh  sistem pengolahan konvensional
3. Sehubungan  dengan  struktur  kimianya,  zat  warna  resistant  terhadap  kelunturan  ketika terkena cahaya, air dan senyawa kimia lainnya.
4. Zat  warna  biasanya  memiliki  inti  sintetik  dan  struktur  molekul  aromatik  kompleks  yang membuat mereka lebih stabil dan sulit di-biodegradasi
Advanced Oxidation Process (AOP) merupakan metode penyisihan polutan organik non biodegradable  yang  lebih  efisien  dibanding  metode-metode  konvensional  seperti  flokulasi, presipitasi, adsorpsi dan activated carbon. AOP didasarkan pada pembentukan dan penggunaan hidroksil  radikal  sebagai  oksidan  utama  untuk  proses  degradasi  polutan  organik.  Hidroksil radikal sendiri dibentuk melalui reaksi antara katalis, sinar UV, ion OH - dan H 2 O, dimana semi konduktor  yang  diaktifkan  oleh  radiasi  ultra-violet  (UV)  bertindak  sebagai  katalis  untuk menghancurkan  kontaminan  organik.  Di  antara  berbagai  jenis  AOP  diketahui  bahwa  proses fotokatalitik  heterogen  dengan  katalis  Titanium  Dioksida  (TiO 2 )  memiliki  tingkat  destruktif polutan  yang  baik  (Mahvi,A.H  et  al.,  2004).  Katalis  ZnO  juga  dilaporkan  memiliki  efisiensi degradasi  zat  warna  yang  baik,  dimana  katalis  ini  memiliki  mekanisme  fotodegradasi  yang serupa dengan TiO 2 (Amisha et.al.,2007). Gouvêa et al juga melaporkan bahwa ZnO memiliki efisiensi adsorpsi yang lebih baik dan katalis ini tidak memiliki efek sinergis dengan TiO 2 dalam proses fotokatalitik.
Keberadaan  garam  pada  limbah  cair  industri  tekstil  berwarna  relatif  umum.  Substansi ini  dapat  mengganggu  penyisihan zat warna melalui proses fotokatalitik karena anionnya akan berkompetisi  untuk  sisi  aktif  permukaan  katalis  atau  dalam  kata  lain  akan  membuat  aktivitas fotokatalis  menurun  (Mahvi,A.H  et  al.,  2004).  Selain  kandungan  garam,  terdapat  parameter- parameter lain yang dapat mempengaruhi efisiensi penyisihan zat warna limbah tekstil melalui proses  fotokatalitik,  yaitu  pH,  temperatur,  konsentrasi  awal  zat  warna,  konsentrasi  katalis  dan waktu  irradiasi.  Dalam  percobaan  ini  akan  dilakukan  pengamatan  pengaruh  kandungan  anion anorganik terhadap proses fotokatalitik untuk katalis TiO 2 dan ZnO.

## METODOLOGI
Sampel  larutan  zat  warna  dibuat  dengan  melarutkan  RB  5  ke  dalam  air  mendidih  dan dipanaskan pada temperatur 80 o C selama 1 jam. Selain zat warna RB 5, bahan yang digunakan antara lain TiO 2 anatase, ZnO wurtzite, aquadest, HCl 0,5 N, NaOH 5N, NaCl, NaNO 3 , Na 2 SO 4 dan  Na 2 CO 3 .  Sedangkan  alat-alat  yang  digunakan  dalam  percobaan  adalah  beker  glass,  gelas ukur,  pipet  mikro,  pipet  tetes,  pipet  hisap,  termometer,  batang  pengaduk,  spatula,  pHmeter, timbangan  elektronik,  magnetic  stirrer,  spektrofotometer,  reaktor  fotokatalitik  dan  centrifuge. Semua  percobaan  dilakukan  dengan  pengukuran  absorbansi  sampel  dengan  spektrofotometer UV-vis untuk mengetahui efisiensi proses yang terjadi.

## Percobaan pendahuluan
 Penentuan panjang gelombang optimum
Percobaan  dilakukan  dengan  mengukur  absorbansi  larutan  RB  5  20  ppm  pada  berbagai panjang  gelombang  dimana  panjang  gelombang  optimum  akan  memberikan  nilai absorbansi terbesar.
 Pembuatan kurva kalibrasi
Dalam  pembuatan  kurva  kalibrasi  digunakan  larutan  zat  warna  berbagai  konsentrasi  (0,5 ppm,  2  ppm,  4  ppm,  6  ppm,  8  ppm  dan  10  ppm)  yang  diuji  absorbansinya  dengan spektrofotometer pada panjang gelombang optimum.
 Penentuan pH optimum untuk TiO 2 -UV
Pada percobaan ini penentuan pH optimum dilakukan dengan mengukur absorbansi larutan zat warna RB 5 10 ppm dengan 0, 5 g/L katalis TiO 2 pada proses fotokatalitik selama 2 jam. Laju penyisihan terbaik akan ditunjukkan pada kondisi pH optimum.
 Penentuan dosis optimum TiO 2
Dengan  menguji  absorbansi  larutan  zat  warna  dengan  berbagai  konsentrasi  TiO 2 pada panjang gelombang dan pH optimum (pH 11), diketahui dosis katalis (TiO 2 ) optimum yang akan memberikan hasil degradasi zat warna RB 5 terbaik.
Percobaan utama
 Variasi penggunaan katalis
o Penggunaan dual katalis
Penggunaan dual katalis (TiO 2 -ZnO) dilakukan dengan kombinasi 0,30 g/L TiO 2 dan 0,20 g/L ZnO dalam 100 ml larutan RB 5 10 ppm.
o Fotolisis RB 5
Proses  fotolisis  terhadap  larutan  RB  5  diamati  dengan  menyimpan  larutan  tanpa katalis di bawah lampu UV selama 2 jam kemudian diukur absorbansinya setiap 30 menit selama 2 jam untuk mengetahui efisiensinya.
o Adsorbansi TiO 2 dan ZnO Daya adsorpsi dari partikel TiO 2 dan ZnO diamati dengan menyimpan larutan RB 5 yang mengandung masing-masing katalis dalam kondisi tanpa sinar (gelap) selama 2 jam.
o Perbandingan proses fotokatalitik TiO 2 -UV dengan ZnO-UV
Untuk mengetahui perbandingan kemampuan TiO 2 dengan ZnO dalam menyisihkan zat  warna  RB  5  pada  proses  fotokatalitik  secara  menyeluruh,  dilakukan  percobaan pada pH 11 selama 2 jam dan dosis yang sama untuk kedua katalis (0,3 g/L).
o Penentuan dosis optimum ZnO
Penentuan dosis optimum  ZnO dilakukan dengan  menggunakannya dalam berbagai konsentrasi pada proses fotokatalitik RB 5 dengan UV untuk mengetahui dosis yang memberikan efisiensi penyisihan terbaik.Variasi jenis kandungan anion anorganik
 Variasi jenis kandungan anion anorganik
o Untuk percobaan kandungan anion pada fotokatalitik TiO 2 -UV, sampel RB 5 10 ppm ditambahkan garam NaCl, NaNO 3 , Na 2 CO 3 , dan Na 2 SO 4 (dimana konsentrasi garam ekivalen  dengan  konsentrasi  anion)  sebanyak  2,5  mM  sebelum  diberi  TiO 2 pada dosis  optimum    dan  dimasukkan  ke  dalam  reaktor.  Pengukuran  absorbansi  awal sampel  dan  pengecekan  setiap  30  menit  selama  2  jam  akan  menghasilkan  grafik hubungan konsentrasi zat warna terhadap waktu pada setiap sampel dengan masing- masing  kandungan  garam  sehingga  hubungan  keberadaan  anion  anorganik  dengan proses fotokatalitik dapat diketahui.
o Percobaan kandungan anion pada fotokatalitik ZnO-UV dilakukan dengan cara yang sama dengan percobaan kandungan anion pada fotokatalitik TiO 2 -UV.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Percobaan pendahuluan
 Penentuan panjang gelombang optimum
Panjang  gelombang  optimum,  yaitu  dimana  absorbansi  terukur  memberikan  nilai terbesar, untuk RB 5 adalah pada 592 nm. Kurva panjang gelombang optimum ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Kurva panjang gelombang optimum
 Pembuatan kurva kalibrasi
Hasil plot konsentrasi RB 5 dengan absorbansi ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Kurva kalibrasi
 Penentuan pH optimum TiO 2 -UV
Proses  fotokatalitik  dalam  percobaan  penentuan  pH  optimum  memiliki  nilai  k seperti yang ditunjukkan pada Tabel  1. Dari tabel  tersebut  diketahui  bahwa pH  optimum proses  fotokatalitik  TiO 2 -UV  adalah  11.  Dari  Tabel  1.  diketahui  bahwa  nilai  pH  sangat mempengaruhi  efisiensi  proses  fotokatalitik.  Proses  katalitik  yang  baik  ditunjukkan  pada pH 11 dan pH 3, namun degradasi pada pH 11 sedikit lebih baik dibanding pH 3.
Tabel 1. Nilai k proses fotokatalitik TiO 2 -UV berdasarkan variasi pH pH k x 10 -2
(s -1 ) 3 1,29 5 0,56 7 0,48
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 350 450 550 650 750 AbsoArban si Panjang gelombang (nm) y = 0,0309x + 0.0027 R² = 0.9994 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0 5 10 Konse ntr asi Absorbansi
9 0,51 11 1,30
Pengaruh  pH  pada  fotokatalitik  berhubungan  dengan  kondisi  ionisasi  permukaan katalis  (karena  muatan  permukaan  kebanyakan  oksida  semikonduktor  dipengaruhi  oleh sifatnya yang amfoterik) sesuai persamaan (1) dan (2) (Pekakis et al.,2006). TiOH + OH - → TiO - + H 2 O (1)
TiOH + H + → TiOH 2 +
(2)
Pada  pH  tinggi  terjadi  pembentukan  •OH  dari  reaksi  antara  ion  OH  yang teradsorpsi  pada  permukaan  katalis  dengan  hole  positif  yang  terbentuk  akibat  radiasi  UV pada  katalis.  Pada  kondisi  pH  asam,  adsorpsi  zat  warna  yang  kuat  pada  partikel  TiO 2 terjadi  akibat  gaya  tarik  elektrostatik  antara  TiO 2 bermuatan  positif  dengan  zat  warna. Sedangkan pada pH tinggi, molekul zat warna bermuatan negatif pada medium basa akan mengalami  gaya  tolak-menolak  dengan  TiO - yang  terbentuk  pada  permukaan  katalis. Karena peranan OH• pada proses fotokatalitik jauh lebih besar dibandingkan dengan gaya elektrostatik antara katalis dengan molekul zat warna maka pH 11 memberikan degradasi yang lebih baik dibandingkan dengan pH 3.
 Penentuan dosis optimum TiO 2
Nilai k dari percobaan ini ditunjukkan pada Tabel 2. Dari tabel tersebut diketahui bahwa  dosis  optimum  TiO 2 dalam  proses  fotokatalitik  RB  5  dengan  irradiasi  UV  adalah 0,5 g/L.
Tabel 2. Nilai k proses fotokatalitik berdasarkan variasi dosis TiO 2 Dosis TiO 2 (g/L) k (mol - 1 L s -
1 ) 0,1 1,48 0,4 1,96 0,5 2,06 0,6 1,93 0,8 1,84
Peningkatan  konsentrasi  katalis  sebelum  dosis  optimum  akan  meningkatkan efisiensi  fotokatalitik  karena  meningkatkan  jumlah  sisi  aktif  permukaan  katalis.  Namun peningkatan di atas dosis optimum akan menurunkan efisiensi fotokatalitik. Katalis dalam jumlah tinggi akan menimbulkan turbiditas pada larutan sehingga penetrasi sinar UV akan berkurang  dan  menyebabkan  penggumpalan/aglomerasi  partikel-partikelnya.  Di  sisi  lain, jika jumlah katalis terlalu sedikit (kurang dari dosis optimum), efisiensi proses fotokatalitik pun  akan  berkurang  karena  tidak  semua  zat  warna  dapat  disisihkan  (kurangnya  daya adsorpsi).
Percobaan utama
 Pengaruh penggunaan katalis terhadap proses fotokatalitik
o Penggunaan dual katalis (TiO 2 dan ZnO)
Proses fotokatalitik dual katalis berlangsung dengan nilai k sebesar 1,84 mol - 1 L  s -1 ,  sedangkan  proses  fotokatalitik  TiO 2 -UV  dosis  optimum  (yang  selanjutnya akan disebut sebagai blanko) berjalan sesuai orde 2 dengan nilai k sebesar 1,90 mol -1
L  s -1 .  Kurva  perbandingan  proses  fotokatalitik  dual  katalis  dengan  blanko ditunjukkan pada Gambar 3.
Dari  hasil  nilai  k  tersebut  diketahui  penggunaan  katalis  TiO 2 pada  dosis optimum  lebih  efektif  dibandingkan  penggunaan  dual  katalis  TiO 2 -ZnO  (walaupun
berjumlah total sama, yaitu 0,5 g/L) dalam mendegradasi RB 5. Hal ini  disebabkan gaya  London  van  der  Waals  antara  partikel-partikel  logam  oksida.  Hasil  ini  sesuai dengan studi terdahulu yang dilakukan Gouvêa  et  al yang  menyatakan  bahwa TiO 2 dan ZnO tidak memiliki efek sinergis pada proses fotokatalitik.
Gambar  3.  Kurva  penurunan  konsentrasi  zat  warna  dengan  variasi penggunaan katalis
o Fotolisis RB 5
Proses fotolisis pada percobaan berlangsung dengan k sebesar 1,50 mol -1 L s - 1 . Blanko yang digunakan sama dengan blanko pada percobaan dual katalis sehingga diperoleh  nilai  k  proses  fotokatalitik  blanko  adalah  1,90  mol -1 L  s -1 .  Kurva penurunan konsentrasi RB 5 oleh fotolisis dan blanko ditunjukkan pada Gambar 4. Dari nilai k fotolisis yang mendekati nilai k blanko diketahui bahwa proses fotolisis dapat  menyisihkan  RB  5  dengan  sangat  baik  (dengan  efisiensi  degradasi  sekitar 63,8%).
Gambar 4. Penurunan konsentrasi zat warna dengan fotolisis
o Adsorbansi TiO 2 dan ZnO
Proses  Adsorpsi  zat  warna  oleh  TiO 2 dan  ZnO  berlangsung  dengan  nilai  k masing-masing sebesar 0,09x10 -2 s -1 dan 0,11x10 -2 s -1 . Blanko yang digunakan sama dengan percobaan dual katalis dan fotolisis maka nilai k dari blanko adalah 1,90 mol - 1 L s -1 . Kurva penurunan konsentrasi RB 5 melalui proses adsorpsi dua jenis katalis dan  blanko  ditunjukkan  pada  Gambar  5.  Dari  nilai-nilai  k  yang  diketahui disimpulkan bahwa proses adsorpsi ZnO memiliki efisiensi yang lebih baik daripada TiO 2 ,  namun  proses  adsorpsi  kedua  katalis  memberikan  efisiensi  jauh  di  bawah
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 50 100 150 C/Co Waktu (menit) TiO2 + ZnO TiO2 0,5 g/L
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 50 100 150 C/Co Waktu (menit) fotolisis TiO2-UV TiO 2 -UV fotolisis TiO 2 +ZnO TiO 2 0,5 g/L
proses  fotokatalitik  TiO 2 -UV  dosis  optimum  dan  proses  fotolisis.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  peranan  irradiasi  UV,  yang  menyebabkan  pembentukan  OH•, lebih  besar  dibandingkan  efek  adsorpsi  molekul  katalis  pada  proses  fotokatalitik. Efisiensi adsorpsi oleh ZnO yang lebih baik ini juga dilaporkan pada Gouvêa et al.
Gambar 5. Penurunan konsentrasi zat warna akibat adsorpsi katalis
o Perbandingan fotokatalitik TiO 2 -UV dengan ZnO-UV Proses fotokatalitik  kedua  katalis  pada  percobaan  ini  memiliki  nilai k  TiO 2 sebesar  1,52  mol -1 L  s -1 dan  ZnO  sebesar  1,73  mol -1 L  s -1 .  Dari  nilai  k  proses fotokatalitik  kedua  katalis,  ZnO  lebih  baik  dalam  menyisihkan  zat  warna  RB  5 dibandingkan  TiO 2 .  Hal  tersebut  dipengaruhi  oleh  faktor  kekeruhan  atau  turbiditas dan  daya  adsorpsi.  Untuk  konsentrasi  yang  sama  (0,30  g/L),  TiO 2 menyebabkan kekeruhan larutan yang lebih tinggi dibandingkan ZnO sehingga penetrasi sinar UV pada  larutan  berkurang  (efisiensi  proses  fotokatalirik  menurun),  dimana  diketahui bahwa  UV  merupakan  faktor  penting  dalam  proses  fotokatalitik  dilihat  dari  hasil proses  fotolisis.  Perbedaan  kekeruhan  sampel  TiO 2 dan  ZnO  didasarkan  pada  nilai indeks biasnya (indeks bias merupakan perbandingan kecepatan cahaya pada kondisi vakum  dengan  medium  yang  diamati),  yaitu  TiO 2 rutile  2,90  dan  anatase  2,49, sedangkan  ZnO  hanya  1,99.  Intensitas  persebaran  (dispersi)  sebanding  dengan perbedaan  indeks  bias  dan  pembawa  yang  berada  di  sekitarnya  sehingga  jelas menunjukkan  bahwa  penyebaran  ZnO  lebih  transparan  dibandingkan  TiO 2 (Yun Shao et al.,1999). Seperti yang telah disebutkan dalam pembahasan hasil percobaan adsorbansi,  irradiasi  UV  memiliki  peranan  penting  dalam  proses  fotokatalitik  oleh sebab itu sampel ZnO, dimana penetrasi UV berjalan dengan lebih baik, memberikan efisiensi yang lebih baik dibandingkan sampel TiO 2 .
Selain  itu,  daya  adsorpsi  juga  menyebabkan  kinerja  ZnO  dalam mendegradasi RB 5 lebih baik dibandingkan TiO 2 . Kurva penurunan konsentrasi zat warna RB 5 melalui fotokatalitik TiO 2 -UV dan ZnO-UV ditunjukkan pada Gambar 6.
o Penentuan dosis optimum ZnO
Reaksi fotokatalitik ZnO-UV untuk RB 5 berlangsung dengan nilai k untuk setiap dosisnya ditunjukkan pada Tabel  3. Penurunan konsentrasi zat warna dengan variasi  dosis  ZnO  ditunjukkan  pada  Gambar  7.  Dari  hasil  yang  ditunjukkan  pada Gambar  7  dan  Tabel  3  maka  diketahui  ZnO  memberikan  efisiensi  sangat  baik dalam proses fotokatalitik RB 5 dengan UV, dimana nilai efisiensi terbaik diperoleh pada  dosis  ZnO  0,5  g/L  dan  0,6  g/L.  Dengan  mempertimbangkan  segi  ekonomis maka dosis optimum ZnO yang digunakan adalah sebesar 0,5 g/L.
0 0.3 0.6 0.9 1.2 0 50 100 150 C/Co Waktu (menit) TiO2 ZnO TiO 2 ZnO
Gambar 6. Penurunan konsentrasi zat warna dengan variasi katalis
Tabel 3. Nilai k proses fotokatalitik ZnO-UV pada variasi dosis
Dosis ZnO (g/L) k (mol -1 L s -
1 ) 0,1 4,21 0,2 4,31 0,3 4,15 0,4 4,44 0,5 4,50 0,6 4,50
Gambar 7. Penurunan konsentrasi zat warna dengan fotokatalitik ZnO-UV variasi dosis ZnO
 Pengaruh kandungan anion terhadap proses fotokatalitik katalis-UV
o Pengaruh anion anorganik pada fotokatalitik TiO 2 -UV
Proses fotokatalitik sampel dengan semua jenis kandungan  anion anorganik berlangsung dengan nilai k seperti yang ditunjukkan pada Tabel 4, sedangkan kurva penurunan  konsentrasi  zat  warna  RB  5  melalui  fotokatalitik  pada  masing-masing sampel dengan kandungan anion ditunjukkan oleh Gambar 8.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 50 100 150 C/Co Waktu (menit) TiO2 0,3 g/L ZnO 0,3 g/L
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 50 100 150 C/Co Waktu (menit) 0.1 g/L 0.2 g/L 0.3 g/L 0.4 g/L 0.5 g/L 0.6 g/L TiO 2 0,3 g/L ZnO 0,3 g/L
Tabel 4. Nilai k proses fotokatalitik TiO 2 -UV sampel dengan kandungan anion
Sampel k (mol -1 L s -1 ) Blanko 1,83 Cl - 1,83 NO 3 - 1,76 SO 4 2- 1,69 CO 3 2-
1,67
Gambar 8. Kurva penurunan konsentrasi zat warna dengan variasi anion dengan katalis TiO 2
Dari  Tabel  4  maka  dapat  diketahui  urutan  hambatan  terhadap  proses fotokatalitik dengan TiO 2 - UV mulai dari yang terkecil adalah sebagai berikut : Cl - -NO 3 - -SO 4 2- -CO 3 2-
Ion  sulfat  dan  karbonat  memberikan  hambatan  terbesar  dalam  proses  fotokatalitik yang  dilakukan.  Hal  ini  mungkin  terjadi  akibat  terjadinya  flokulasi  partikel  TiO 2 . Banyak  anion,  terutama  yang  memiliki  ion  valensi  besar,  memiliki  efek  flokulasi pada  TiO 2 partikel  nano  sehingga  menyebabkan  penurunan  cepat  efisiensi,  selain efek perebutan OH• dan hole (Zhang, Wenbing et al., 2005). Semakin besar valensi suatu  anion,  semakin  besar  besar  gaya  tariknya  terhadap  ion  lain.  Sama  hal  nya dengan ion sulfat, ion karbonat juga menurunkan efisiensi proses fotokatalitik karena reaksinya  dengan  OH•.  Radikal  karbonat  merupakan  agen  pengoksidasi  lemah  dan sulit  bereaksi  dengan  molekul  organik  lainnya.  Ion  Cl - dan  NO 3 2- memberikan hambatan  yang  lebih  kecil,  sehubungan  dengan  valensinya  yang  lebih  rendah  dari ion  sulfat  dan  karbonat.  Namun  efisiensi  degradasi  dengan  adanya  ion  NO 3 - lebih rendah  dibanding  Cl - ,  hal  ini  mungkin  disebabkan  karena  spesi  oksidatif  yang dihasilkan  dengan  adanya  NO 3 - lebih  sedikit.  Semua  anion  yang  bereaksi  dengan OH•  akan  menghasilkan  anion  radikal  yang  kurang  reaktif  dibandingkan  OH• sehingga akan menurunkan efisiensi degradasi zat warna.
o Pengaruh anorganik pada fotokatalitik ZnO-UV
Karena  dalam  selang  waktu  1  jam,  sampel  telah  menunjukkan  hasil pengukuran  absorbansi  yang  mendekati  0  maka  data  yang  digunakan  hanya  data
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 50 100 150 C/ Co Waktu (menit) blanko NaCl NaNO3 Na2SO4 Na2CO3 NaNO 3 Na 2 SO 4 NaCl Na 2 CO 3 blanko
pengamatan  selama  1  jam.  Proses  fotokatalitik  sampel  dengan  semua  jenis kandungan  anion  anorganik  berlangsung  dengan  nilai  k  dari  reaksi  pada  sampel- sampel anion ditunjukkan pada Tabel 5 dan kurva penurunan konsentrasi zat warna RB  5  melalui  fotokatalitik  pada  masing-masing  sampel  dengan  kandungan  anion ditunjukkan oleh Gambar 9.
Dari  Tabel  5  maka  dapat  diketahui  urutan  hambatan  terhadap  proses fotokatalitik dengan ZnO- UV mulai dari yang terkecil adalah sebagai berikut : Cl - -CO 3 2- -SO 4 2- -NO 3 -
Tabel 5. Nilai k proses fotokatalitik ZnO-UV sampel dengan kandungan anion
Sampel k (mol -
1 L s - 1 ) Blanko ZnO 4,43 Cl - 4,43 NO 3 - 4,32 SO 4 2- 4,37
CO 3 2-
4,38
Gambar  9.  Kurva  penurunan  konsentrasi  zat  warna  dengan  variasi  garam  dengan katalis ZnO
Hasil  tersebut  berbeda  dari  yang  diperoleh  pada  percobaan  variasi  garam  terhadap fotokatalitik dengan TiO 2 – UV. Perbedaan ini dapat disebabkan oleh beberapa sifat ZnO  yang  mempengaruhi  interaksinya  dengan  ion  NO 3 - .  Namun  hasil  ini  juga mungkin  diperoleh  akibat  beberapa  ketidakstabilan  intermediet  pada  sampel  RB  5 dan  ZnO yang ditambahkan keempat  jenis  garam karena dari Tabel  5  dapat dilihat bahwa hasil-hasil tersebut tidak memiliki perbedaan yang signifikan sehingga sangat memungkinkan terjadinya ketidaktepatan hasil.
Hasil-hasil  percobaan  tersebut  menunjukkan  pengaruh  garam  terhadap  efisiensi fotokatalitik berlainan dan akan bervariasi seiring berjalannya waktu. Dalam kata lain, pengaruh garam  terhadap  proses  fotokatalitik  adalah  spesifik  terhadap  waktu,  jenis  kontaminan  serta katalis  dan  secara  garis  besar  dapat  menghambat  proses  tersebut.  Namun,  kandungan  anion dalam garam dengan konsentrasi sebesar 2,5 mM tidak memberikan hambatan yang signifikan terhadap proses fotokatalitik kedua katalis (TiO 2 dan ZnO) karena konsentrasinya relatif kecil.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 20 40 60 80 C/ Co Waktu (menit) blanko NaCl NaNO3 Na2SO4 Na2CO3 NaNO 3 Na 2 SO 4 NaCl Na 2 CO 3 blanko

## KESIMPULAN
Dari  hasil  percobaan-percobaan  yang  dilakukan  dapat  ditarik  beberapa  kesimpulan, antara lain :
1. Kondisi  optimum  untuk  proses  fotokatalitik  TiO 2 -UV  adalah  pada  pH  11  dan  dosis  TiO 2 sebesar 0,5 g/L.
2. Penggunaan dual katalis TiO 2 +ZnO-UV tidak memberikan hasil degradasi RB 5 yang lebih baik dibandingkan TiO 2 -UV pada dosis yang sama.
3. Daya  adsorpsi  partikel  ZnO  lebih  baik  dibandingkan  TiO 2 namun  efisiensinya  dalam menyisihkan RB 5 jauh lebih rendah dibandingkan fotolisis yang mencapai 63,8%.
4. Proses  fotokatalitik  RB  5  dengan  kombinasi  ZnO-UV  memberikan  efisiensi  yang  lebih baik dibandingkan TiO 2 -UV pada dosis yang sama.
5. Keberadaan  anion  anorganik  dalam  larutan  zat  warna  RB  5  dapat  menurunkan  efisiensi degradasi  oleh  proses  fotokatalitik  TiO 2 -UV  dan  ZnO-UV.  Untuk  fotokatalitik  TiO 2 -UV urutan hambatan yang diberikan anion anorganik dari yang terkecil adalah sebagai berikut : Cl - -NO 3 - -SO 4 2- -CO 3 2-
Sedangkan untuk fotokatalitik ZnO-UV adalah sebagai berikut : Cl - -CO 3 2- -SO 4 2- -NO 3 -

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian ini dibiayai oleh Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (DIKTI) dan dilaksanakan di Laboratorium Balai Besar Tekstil Bandung.

## DAFTAR PUSTAKA
Amisha,S,  K.Selvam,  N.Sobana  &  M.Swaminathan.  (2007).  Photomineralisation  of  Reactive Black 5 with ZnO using Solar and UV-A Light. Annamalai University. Tang, C & V. Chen. (2004). The photocatalytic degradation of reactive black 5 using TiO2/UV in an annular photoreactor. University of New South Wales.
Gouvêa,  C.A.K,  Fernando  Wypych,  Sandra  G.  Moraes,  Nelson  Durán,  Noemi  Nagata  & Patricio  Peralta-Zamora.  (1999).  Semiconductor-assisted  photocatalytic  degradation of reactive dyes in aqueous solution. Universidade Federal do Paraná. Brazil Mahvi,A.H, M.Ghanbarian, S.Nasseri  & A.Khairi. (2007). Mineralization and discoloration of textile wastewater by TiO 2 nanoparticles. University of Teheran. Iran Pekakis,  Pentalis  A,  Nikolaos  P.  Xekoukoulotakis  &  Dionissios  Mantzavinos.  (2006).
Treatment  of  textile  dyehouse  wastewater  by  TiO 2 photocatalysis.  Technical University of Crete.
Won,  Sung  Wook,  Kim  Hyun  Jong,  Choi  Soo  Hyung,  Chung  Bong  Woo,  Kim  Ki  Ju  &  Yun Yeoung Sang. (2006). Performance, kinetics and equilibrium in biosorption of anionic dye Reactive Black 5 by the waste biomass of Corynebacterium glutamicum as a low- cost biosorbent. Chonbuk National University
Shao,  Yun  &  David  Schlossman.  (1999).  Effect  of  Particle  Size  on  Performance  of  Physical Sunscreen Formulas. PCIA Conference.
Zhang, Wenbing, Taicheng An, Mingchao Cui, Guoying Sheng & Jiamo Fu. (2005). Effects of anions on the photocatalytic and photoelectrocatalytic degradation of reactive dye in a packed-bed reactor. Guangzhou University