PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TEKSTIL BATIK ...repository.ppns.ac.id/2221/1/1015040012 - Putri...

1

TUGAS AKHIR (613423A)

PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TEKSTIL BATIK DENGAN MENGGUNAKAN METODE FOTOKATALIS TiO2 – KARBON AKTIF TEMPURUNG KELAPA Putri Dwi Anggraini NRP. 1014040012

DOSEN PEMBIMBING :

ADHI SETIAWAN, S.T., M.T.

NOVI EKA MAYANGSARI, S.T., M.T.

PROGRAM STUDI D4 TEKNIK PENGOLAHAN LIMBAH JURUSAN TEKNIK PERMESINAN KAPAL POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA SURABAYA 2019

i

TUGAS AKHIR (613423A)

PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TEKSTIL BATIK DENGAN MENGGUNAKAN METODE FOTOKATALIS TiO2-KARBON AKTIF TEMPURUNG KELAPA

Putri Dwi Anggraini NRP. 1015040012

DOSEN PEMBIMBING: ADHI SETIAWAN, S.T., M.T. NOVI EKA MAYANGSARI, S.T., M.T.

PROGRAM STUDI D4 TEKNIK PENGOLAHAN LIMBAH JURUSAN TEKNIK PERMESINAN KAPAL POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA SURABAYA 2019

iv

(Halaman Ini Sengaja Dikosongkan)

v

KATA PENGANTAR

Segala puji Allah SWT yang selalu memberikan Rahmat dan Hidayah bagi

kita semua serta shalawat dan salam senantiasa tercurahkan kepada junjungan kita

Rasulullah Muhammad SAW, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir

dengan judul “Pengolahan Limbah Cair Tekstil Batik dengan Menggunakan

Metode Fotokatalis TiO2-Karbon Aktif Tempurung Kelapa” ini disusun sebagai

salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan program Diploma IV Teknik

Pengolahan Limbah Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.

Pada kesempatan ini, penulis banyak mendapatkan bantuan dari berbagai

pihak dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Pada kesempatan ini penulis

mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Kedua Orang Tua yaitu Bapak Teguh Santoso dan Ibu Mujiati, serta kakakku

Ananda Bagus Saputra dan adik-adikku tercinta Dimas Bayu Saputra dan Nur

Aini Safitri yang tiada hentinya mendoakan, mensupport dan memberikan rasa

sayang tak terhingga sehingga penulis mampu menyelesaikan semua dengan

baik dan tepat waktu.

2. Bapak Ir. Eko Julianto. M.Sc., FRINA., selaku direktur Politeknik Perkapalan

Negeri Surabaya.

3. Bapak George Kusuma Endri S.T., M.Sc.Eng., selaku ketua Jurusan Teknik

Permesinan Kapal.

4. Bapak Denny Dermawan, S.T., M.T., selaku ketua program Studi D4 Teknik

Pengolahan Limbah.

5. Bapak Adhi Setiawan, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing I yang telah

meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan dan masukan untuk

Tugas Akhir ini, serta motivasinya sehingga Tugas Akhir ini dapat

terselesaikan dengan baik.

6. Ibu Novi Eka Mayangsari, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing II yang telah

meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan dan masukan untuk

vi

Tugas Akhir ini, serta motivasinya sehingga Tugas Akhir ini dapat

terselesaikan dengan baik.

7. Ibu Dr. Mirna Apriani., S.T., M.T., dan Bapak Tarikh Azis Ramadani, S.T.,

M.T., selaku dosen penguji yang telah meluangkan waktunya untuk

memberikan bimbingan dan masukan untuk Tugas Akhir ini, serta motivasinya

sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik.

8. Seluruh Dosen dan Karyawan Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya,

terimakasih atas ilmu yang telah diberikan kepada penulis, selama penulis

menyelesaikan pendidikan di Teknik Pengolahan Limbah PPNS.

9. Seluruh staff di PT CHEIL JEDANG INDONESIA dan PG GEMPOLKREP

khususnya Departemen Environment dan Department Prosses, terima kasih

untuk semua pengalaman, ilmu, bimbingan selama penulis melakukan OJT.

10. Seluruh staff di Laboratorium ITS, ITATS, dan PPNS, terimakasih untuk

semua pengalaman, ilmu, dan bimbingan selama penulis melakukan penelitian.

11. Yanti, Asqal, Mulki, Azzahra, Fikar, Sinta, Arum, Lina, Linda, Mbak Yani dan

Mbak Yuli yang telah memberi support, doa dan bantuan selama ini.

12. Teman seperjuangan Teknik Pengolahan Limbah angkatan 2015 yang akan

selalu dikenang canda gurau selama kuliah.

13. Serta semua kerabat dekat dan rekan-rekan seperjuangan yang tak bisa saya

sebutkan satu-persatu.

Pada proses penyusunan tugas akhir ini, penulis menyadari bahwa masih

banyak kelemahan dan kekurangan. Karena itu kritik dan saran yang membangun

sangat diharapkan demi perbaikan Tugas Akhir ini. Penulis berharap dengan adanya

Tugas Akhir ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan bagi kita semua. Akhir

kata penulis memohon maaf yang sebesar-besarnya atas kelemahan dan kekurangan

tersebut.

Surabaya, 15 Juli 2019

Penulis

vii

PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TEKSTIL BATIK

DENGAN MENGGUNAKAN METODE FOTOKATALIS TiO2 –

KARBON AKTIF TEMPURUNG KELAPA

Putri Dwi Anggraini

ABSTRAK

Proses produksi industri batik banyak menggunakan bahan kimia dan

pewarna sintetis dalam proses produksinya. Limbah cair yang dihasilkan dalam

produksi batik apabila tidak dilakukan pengolahan akan menyebabkan pencemaran

lingkungan karena memiliki sifat racun. Metode alternatif dalam pengolahan

limbah cair batik yaitu metode fotokatalis. Kelebihan metode fotokatalis yaitu dapat

mendegradasi bahan anorganik maupun bahan organik, memiliki biaya operasi

yang relatif rendah dan ramah lingkungan. Penelitihan ini bertujuan untuk

mengetahui karakterisasi dari perbandingan massa TiO2-karbon aktif tempurung

kelapa dan efisiensi dalam meremoval kadar COD dan warna. Karakterisasi yang

digunakan meliputi pengujian kualitas arang aktif teknis, SEM, FTIR, dan XRD.

Kualitas karbon aktif telah memenuhi (SNI) 06-3730-1995 tentang syarat mutu

karbon aktif teknis powder. Pengujian XRD dari hasil sintesis didapatkan TiO2 tipe

anatase. Pengujian FTIR karbon aktif terbaca gugus fungsi O-H, C=C, C-O dan

gugus C-C. Hasil FTIR TiO2 dan sintesis terbaca gugus Ti-O-Ti. Pada hasil sintesis

TiO2-karbon aktif tempurung kelapa terbaca gugus didapatkan gugus Ti-O-C dan

Ti-O-Ti. Hasil persentase removal tertinggi pada waktu kontak 180 menit dengan

perbandingan TiO2-karbon aktif tempurung kelapa 60:40 dengan persen removel

COD sebesar 79,60 %. Perbandingan massa dan waktu kontak parameter warna

yang memiliki persen removal tertinggi pada waktu kontak 150 menit dan

perbandingan massa TiO2-karbon aktif tempurung kelapa 0:100 dengan persen

removel sebesar 44,14 %.

Kata Kunci : Fotokatalis, limbah cair tekstil, TiO2 (Titanium Dioxide), karbon aktif

tempurung kelapa

viii


ix

TREATMENT OF (BATIK) TEXTILE INDUSTRY

WESTEWATER BY PHOTOCATALYSIS TiO2 – CARBON

ACTIVE FROM COCONUT SHELL

Putri Dwi Anggraini

ABSTRACT

Most of production process in Batik Industry used chemical and dye synthetic.

If the wastewater from this activity have no treatment, it can cause the

environmental pollution because it has the toxic. One of the alternative method to

treat batik wastewater is by using photo-catalyst. The advantages of this method

are to degrade inorganic and organic compound, has relatively low operating costs

and eco-friendly. The purpose of this research is to characterize the mass

comparison of TiO2 - activated carbon from coconut shell and analyze the removal

efficiency in COD and color concentration. The characterization in this research is

to analyze the quality of technical activated carbon, SEM, FTIR, and XRD.

Activated carbon quality has fulfilled SNI 06-3730-1995 (Quality Requirement

Technical Activated Carbon as Powder). The result of XRD from showed that TiO2

type is anatase. FTIR analysis of activated carbon reads the functional groups O-

H, C=C, C-O and C-C. TiO2 FTIR results and synthesis read Ti-O-Ti groups. In

the synthesis results of coconut shell TiO2-activated carbon the groups obtained by

the Ti-O-C and Ti-O-Ti groups. The result of highest removal efficiency is 79,60%

for COD parameter. It’s occurred in 180 minutes of contact time with the

comparison of TiO2 - activated carbon (60:40). The highest color removal

efficiencyis 44,14%. It’s occurred in 150 minutes of contact time and with the

comparison of TiO2 -activated carbon (0:100).

Keywords : photo-catalyst, textile wastewater, TiO2 (Titnium Dioxide), activated

carbon from coconut shell

x


xi

DAFTAR ISI

JUDUL SAMPUL .................................................................................................. i

HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. iii

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT ................................................................... v

KATA PENGANTAR .......................................................................................... vi

ABSTRAK ............................................................................................................ ix

ABSTRACT ............................................................................................................ ii

DAFTAR ISI ....................................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xvii

DAFTAR TABEL .............................................................................................. xix

BAB 1 PENDAHULUAN ..................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ...................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ................................................................................. 4

1.3 Tujuan .................................................................................................... 4

1.4 Manfaat Tugas Akhir ............................................................................ 5

1.5 Batasan Masalah .................................................................................... 5

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 7

2.1 Titanium Dioksida (TiO2) ..................................................................... 7

2.1.1 Struktur TiO2 ............................................................................... 8

2.2 Tempurung Kelapa .............................................................................. 11

2.3 Karbon Aktif ....................................................................................... 12

2.3.1 Struktur Fisik Karbon Aktif ...................................................... 13

2.3.2 Struktur Kimia Karbon Aktif .................................................... 14

2.3.3 Proses Pembuatan Karbon Aktif ............................................... 15

2.4 Karakteristik Limbah Batik ................................................................. 17

2.5 Fotokatalisis ........................................................................................ 18

2.5.1 Kombinasi Fotokatalisis-Adsorpsi ............................................ 20

2.6 Metode Uji Karakteristik Material ...................................................... 22

2.6.1 Metode Scanning Electron Microscopy (SEM) ........................ 22

2.6.2 Metode X-Ray Diffraction (XRD) ............................................. 22

xii

2.6.3 Metode Forier Transform Infra Red (FTIR) ............................. 23

2.7 Metode Analisa Limbah ...................................................................... 23

2.7.1 Chemical Oxygen Demand (COD) ............................................ 23

2.7.2 Warna ......................................................................................... 24

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ............................................................ 27

3.1 Identifikasi Masalah ............................................................................. 27

3.2 Studi Lapangan .................................................................................... 29

3.3 Studi Literatur ...................................................................................... 29

3.4 Pengumpulan Data ............................................................................... 29

3.4.1 Data Primer ................................................................................ 29

3.4.2 Data Sekunder ............................................................................ 29

3.5 Penentuan Tempat dan Waktu Penelitian ............................................ 30

3.5.1 Tempat Penelitian ...................................................................... 30

3.5.2 Waktu Penelitian ........................................................................ 30

3.6 Pengambilan Sampel ........................................................................... 30

3.7 Alat dan Bahan Penelitian ................................................................... 30

3.7.1 Alat Penelitian ........................................................................... 30

3.7.2 Bahan Penelitian ........................................................................ 32

3.8 Penentuan Variabel Penelitian ............................................................. 32

3.8.1 Variabel Bebas ........................................................................... 32

3.8.2 Variabel Terikat ......................................................................... 35

3.9 Prosedur Kerja ..................................................................................... 36

3.9.1 Proses Pembuatan Karbon Aktif ................................................ 36

3.9.1.1 Preparasi Tempurung Kelapa ........................................ 36

3.9.1.2 Preparasi Karbonisasi .................................................... 36

3.9.1.3 Preparasi Aktivasi ......................................................... 37

3.9.2 Uji Spesifikasi Karbon Aktif ..................................................... 38

3.9.3 Proses Sintesis TiO2 dengan Karbon Aktif ................................ 40

3.9.4 Pengolahan Limbah TiO2 - Karbon Aktif Parameter Warna ..... 41

3.9.5 Pengolahan Limbah TiO2 - Karbon Aktif Parameter COD ....... 42

3.10 Pengolahan Data ................................................................................ 43

xiii

3.10.1 Metode Analis ......................................................................... 43

3.11.2 Perhitungan Penurunan Efisiensi Warna dan COD................. 43

3.11 Analisa Data ..................................................................................... 44

3.12 Kesimpulan dan Saran ....................................................................... 44

3.13 Diagram Alir Penelitian .................................................................... 45

BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN ........................................................ 47

4.1 Karakterisasi Karbon Aktif Tempurung Kelapa, TiO2, dan Sintesis

TiO2-Karbon Aktif Tempurung Kelapa ............................................ 47

4.1.1 Pengujian Kualitas Karbon Aktif Tempurung Kelapa .............. 49

4.1.2 Karakterisasi Morfologi Karbon Aktif Tempurung Kelapa

Melalui Analisis Scanning Electron Microscope (SEM) ......... 50

4.1.3 Analisis FTIR Karbon Aktif Tempurung Kelapa, TiO2, dan

Sintesis TiO2-Karbon Aktif Tempurung Kelapa ...................... 53

4.1.4 Analisis XRD Karbon Aktif Tempurung Kelapa, TiO2, dan

Sintesis TiO2-Karbon Aktif Tempurung Kelapa ...................... 56

4.2 Hasil Proses Fotokatalis Karbon Aktif Tempurung Kelapa, TiO2 dan

Sintesis TiO2-Karbon Aktif Tempurung Kelapa ................................ 58

4.2.1 Pengaruh Massa dan Waktu Kotak Karbon Aktif Tempurung

Kelapa, TiO2 dan Sintesis TiO2-Karbon Aktif Tempurung

Kelapa dalam Penurunan Parameter COD ............................... 58

4.2.2 Pengaruh Massa dan Waktu Kotak Karbon Aktif Tempurung


Kelapa dalam Penurunan Parameter Warna ............................. 62

4.3 Karakterisasi FTIR Setelah Proses Pengolahan Menggunakan Metode

Fotokatalis ......................................................................................... 66

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 69

5.1 Kesimpulan ......................................................................................... 69

5.2 Saran ................................................................................................... 70

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 71

LAMPIRAN A ..................................................................................................... 77

LAMPIRAN B ..................................................................................................... 81

LAMPIRAN C ..................................................................................................... 87

LAMPIRAN D ................................................................................................... 103

LAMPIRAN E ................................................................................................... 111

xiv

LAMPIRAN F .................................................................................................... 123

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bentuk Kristal Rutile ........................................................................... 9

Gambar 2.2 Bentuk Kristal Anatase...................................................................... 10

Gambar 2.3 Bentuk Kristal Brookite ..................................................................... 10

Gambar 2.4 Ilustrasi Skema Struktur Karbon Aktif.............................................. 14

Gambar 2.5 Ilustrasi Skema Struktur Kimia Karbon Aktif................................... 15

Gambar 2.6 Mekanisme Fotokatalis ..................................................................... 19

Gambar 2.7 Mekanisme Reaksi Fotokatalis dengan Adsorben ............................ 21

Gambar 3.1 Box Reaktor Fotokatalis .................................................................... 31

Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian .................................................................... 45

Gambar 4.1 SEM Karbon Aktif Perbesaran 2500 kali .......................................... 51

Gambar 4.2 Analisis Gugus Fungsi FTIR Karbon Aktif Tempurung Kelapa ...... 52

Gambar 4.3 Analisis Gugus Fungsi FTIR TiO2, dan Sintesis TiO2-Karbon Aktif

Tempurung Kelapa ............................................................................. 54

Gambar 4.4 Analisis XRD Karbon Aktif Tempurung Kelapa .............................. 56

Gambar 4.5 Analisis XRD TiO2, dan Sintesis TiO2-Karbon Aktif Tempurung

Kelapa................................................................................................. 57

Gambar 4.6 Pengaruh Waktu Kontak Terhadap Removal COD .......................... 59

Gambar 4.7 Pengaruh Waktu Kontak Terhadap Removal Warna ........................ 63

Gambar 4.8 Hasil Analisis FTIR Sebelum dan Sesudah Proses Fotokatalis ........ 67

xvi


xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Perbandingan Sifat Struktur Kristal ...................................................... 11

Tabel 2.2 Komponen Kimia Tempurung Kelapa .................................................. 12

Tabel 2.3 Syarat Mutu Arang Aktif ...................................................................... 13

Tabel 2.4 Baku Mutu dan Hasil Analisa Air Limbah ........................................... 18

Tabel 3.1 Analisa Air Limbah Tekstil Batik Jetis ................................................ 28

Tabel 3.2 Spesifikasi Box Reaktor ........................................................................ 31

Tabel 3.3 Variasi Variabel Pengujian Warna ........................................................ 32

Tabel 3.4 Variasi Variabel Pengujian COD .......................................................... 34

Tabel 3.5 Definisi Operasi Variabel...................................................................... 35

Tabel 3.6 Parameter Penelitian dan Metode Analisa ............................................ 43

Tabel 4.1 Kualitas Karbon Aktif Teknis ............................................................... 48

Tabel 4.2 Identifikasi Modulus Vibrasi Karbon Aktif ......................................... 53

Tabel 4.3 Identifikasi Modulus Vibrasi TiO2 dan Sintesis TiO2-Karbon Aktif

Tempurung Kelapa ............................................................................... 54

xviii


1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Limbah adalah buangan dari suatu proses industri maupun domestik

yang kehadirannya tidak dikehendaki dan dapat merusak lingkungan.

Semakin hari limbah yang dihasilkan semakin meningkat seiring dengan

perkembangan industri dan memiliki karakteristik limbah yang berbeda.

Limbah yang berasal dari industri olahan makanan, farmasi, dan industri

tekstil merupakan salah satu penyebab pencemaran lingkungan. Seperti

limbah yang dihasilkan oleh industri tekstil memiliki kadar zat warna dan

COD (Chemical Oxygen Demand) yang cukup tinggi karena sebagian besar

limbah yang dihasilkan berasal dari campuran bahan-bahan organik dari

proses produksi maupun produk samping (Hadiwidodo dkk., 2009).

Limbah yang dihasilkan dari industri tekstil semakin meningkat karena

kebutuhan akan sandang dan dapat menyebabkan pencemaran bagi

lingkungan. Industri tekstil seringkali menggunakan pewarna sintesis untuk

proses pewarnaannnya. Pewarna sistesis yang digunakan pada industri tekstil

bersifat non biodegradable atau sulit diurai oleh lingkungan. Zat warna

sintetis dalam tekstil merupakan turunan hidrokarbon aromatik seperti

benzene, toluene, naftalena dan antrasena. Zat warna tekstil umumnya berasal

dari senyawa azo yang merupakan turunan dari gugus benzena. Senyawa azo

bila terlalu lama berada di lingkungan, akan menjadi sumber penyakit karena

sifatnya karsinogen dan mutagenik (Christina, 2007). Selain itu aktivitas dari

produksi industri tekstil di identifikasi mengandung substansi yang

berpengaruh besar pada kadar BOD (Biological Oxygen Demand), COD

(Chemical Oxygen Demand), dan TSS (Total Suspended Solid). Apabila

limbah dari industri tekstil langsung dibuang ke badan air tanpa dilakukan

pengolahan terlebih dahulu ini akan menjadi masalah serius yang berdampak

2

ke lingkungan. Maka dari itu perlu adanya pengolahan limbah industri tekstil

agar tidak mencemari lingungan dan merusak ekosistem di perairan.

Beberapa teknologi konvensional pengolahan limbah industri tekstil

yang telah banyak dikembangkan para peneliti antara lain klorinasi, ozonasi,

dan biodegradasi (Naimah dkk., 2014). Akan tetapi, teknologi tersebut sulit

diterapkan di Indonesia dan memiliki biaya operasi yang relatif tinggi.

Sehingga dibutuhkan teknologi yang efektif dan memliki biaya operasi yang

rendah dalam pengolahan limbah cair industri. Proses fotokatalitis menjadi

metode alternatif yang digunakan dalam mendegradasi bahan anorganik

maupun bahan organik karena memiliki biaya operasi yang relatif rendah dan

ramah lingkungan (Wang dkk., 2008).

Fotokatalis merupakan fotoreaksi yang menggunakan ultraviolet dan

katalis untuk mempercepat proses reaksi. Titanium dioksida (TiO2)

merupakan salah satu fotokatalis yang aktivitasnya cukup tinggi (Brown dkk.,

1992). TiO2 menjadi material fotokatalis yang paling diminati karena

memiliki beberapa kelebihan seperti tidak beracun (non toxic), memiliki

stabilitas termal yang cukup tinggi, aktifitas fotokataliknya tinggi, stabilitas

yang tinggi, murah serta mudah didapatkan, memiliki kemampuan oksidasi

yang tinggi dalam degradasi senyawa organik, dan tidak menghasilkan

produk samping (Isnaeni dkk., 2010). Namun, tingginya aktivitas fotokatalis

TiO2 apabila tidak di imbangi oleh kemampuan dalam mengadsorb senyawa

target akan menurunkan kemampuannya dalam proses degradasi sehingga

proses degradasi tidak berjalan dengan baik atau kurang maksimal (Aji dkk.,

2016). Maka dari itu, perlu adanya material pendukung untuk

memaksimalkan kinerja dari proses fotokatalitik dengan menggunakan

material yang memiliki adsorbsi tinggi. Beberapa jenis material yang

memiliki daya adsorbsi tinggi yaitu karbon aktif, zeloit, dan silica gel. Dalam

penggunaannya silika gel memiliki kelemahan seperti rendahnya efektivitas

dan selektivitas permukaan dalam berinteraksi dengan ion logam berat

sehingga silika gel tidak mampu berfungsi sebagai adsorben yang efektif pada

ion logam berat. Penggunaan zeolit juga memilki kekurangan dimana zeolit

alam perlu dimodifikasi terlebih dahulu untuk menghilangkan pengotor dan

3

harus meningkatkan kristalinitasnya agar aktivitas zeolit dapat meningkat

(Yuanita, 2010).

Penggunaan katalis TiO2 akan lebih efektif jika ditambahkan dengan

adsorben. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Basuki (2008), arang

aktif adalah media adsorpsi yang dapat disisipkan pada katalis TiO2 karena

dapat menangkap dan mengadsorpsi partikel-partikel yang sangat halus serta

bersifat non-toksik, ekonomis, mudah dibuat dan didapatkan. Karbon aktif

sebagai adsorben meembantu dalam proses fotokatalisis karena memiliki

daya adsorbsi yang tinggi, luas permukaan yang besar untuk mengakumulasi

senyawa organik dan bersifat nonpolar. Penggunakan karbon aktif sebagai

penyangga mampu mengadsorpsi banyak polutan organik sesuai dengan

banyaknya TiO2 yang ditambahkan, sehingga laju fotooksidasi meningkat.

Dalam penelitian ini adsorben yang akan digunakan yaitu karbon aktif yang

berasal dari tempurung kelapa. Pemanfaatan tempurung kelapa sebagai

karbon aktif selain untuk mengurangi limbah padat tempurung kelapa

sekaligus dapat memberikan nilai ekonomis yang tinggi yaitu sebagai karbon

aktif. Tempurung kelapa sebagai karbon aktif memiliki mikropori yang

banyak, kadar abu yang rendah, kelarutan dalam air yang tinggi, memiliki

daya serap yang tinggi, tidak berbahaya bagi lingkungan dan mempunyai

reaktivitas yang tinggi (Dhidan, 2012). Sehingga karbon aktif dari tempurung

kelapa cocok digunakan sebagai bahan adsorben karena memiliki kandungan

karbon atau kemurnian yang cukup tinggi.

Menurut penelitian yang dilakukan oleh Damayanti dkk., (2014)

peningkatan aktivitas fotodegradasi metilen biru menggunakan zeolit alam

sebesar 64,69 %, degradasi menggunakan TiO2 sebesar 61,94 %, sedangkan

zeolit-TiO2 sebesar 80,23 %. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh

Sutanto dkk., (2011) yaitu di deposisi lapisan TiO2 kristalin di atas substrat

gelas dengan metode sol-gel dan hasil pengujian kadar BOD dan COD pada

sampel air limbah yang telah diproses pada sistem pengolah air mengalami

penurunan kadarnya bertutut-turut untuk BOD sebesar 72,5% dan 71,2%.

Penelitian sebelumnya yang telah dilakukan oleh Nugroho (2011) yaitu

sistem pengolahan air limbah organik menggunakan material fotokatalis

4

titanium doksida (TiO2) yang digunakan untuk mengolah air limbah organik.

Reaksi fotokatalis pada titanium doksida (TiO2) terbukti dapat menjernihkan,

menghilangkan bau, mereduksi TDS sebesar 44,08%, BOD sebesar 73,44%

serta COD sebesar 71,21% pada air limbah organik.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakterisasi dan efisiensi

perbandingan massa dari titanium dioksida (TiO2)-karbon aktif tempurung

kelapa dalam mendegradasi warna dan bahan organik pada limbah cair

industri tekstil batik. Selain itu, untuk mengetahui waktu kontak optimum

yang digunakan untuk mendegradasi kadar zat warna dan senyawa organik

dalam limbah cair industri tekstil batik. Pada penelitian ini karbon dari

tempurung kelapa diaktivasi secara kimia terlebih dahulu menggunakan Zink

Cloride (ZnCl2) sebelum dikompositkan dengan titanium dioksida (TiO2).

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan, adapun rumusan

masalah dalam penelitian ini antara lain :

1. Bagaimana karakteristik karbon aktif tempurung kelapa, Titanium

Dioksida (TiO2), dan sintesis Titanium Dioksida (TiO2) - karbon aktif

tempurung kelapa?

2. Bagaimana efisiensi pengaruh variasi massa dan waktu kontak Titanium

Dioksida (TiO2) - karbon aktif tempurung kelapa dalam penurunkan

kadar COD (Chemical Oxygen Demand) dan warna dalam limbah cair

tekstil batik ?

1.3 Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini yaitu sebagai berikut :

1. Mengidentifikasi karakteristik karbon aktif tempurung kelapa, Titanium

Dioksida (TiO2), dan sintesis Titanium Dioksida (TiO2)-karbon aktif

tempurung kelapa

2. Mengidentifikasi efisiensi pengaruh variasi massa dan waktu kontak

Titanium Dioksida (TiO2)-karbon aktif tempurung kelapa dalam

5

penurunkan kadar kadar COD (Chemical Oxygen Demand) dan warna

dalam limbah cair tekstil batik.

1.4 Manfaat Tugas Akhir

Diharapkan penelitian ini dapat memberikan beberapa manfaat

diantaranya yaitu :

1. Memberiakan informasi dan menambah referensi mengenai salah satu cara

dalam pengolahan limbah cair tekstil batik untuk mendegradasi zat warna

dan COD (Chemical Oxygen Demand)menggunakan fotokatalisis TiO2-

karbon aktif dari tempurung kelapa.

2. Memberikan alternatif baru mengenai metode pengolahan limbah yang

efektif dan efisien dalam mendegradasi limbah industri tekstil batik.

1.5 Batasan Masalah

Sesuai dengan latar belakang dan rumusan masalah yang ada, maka

batasan masalah yang diambil pada penelitian ini sebagai berikut:

1. Bahan yang digunakan dalam pembuatan karbon aktif berasal dari limbah

padat tempurung kelapa.

2. Limbah tekstil batik berasal dari home industry batik di daerah Jetis

Sidoarjo.

3. Metode pengambilan sampel air limbah menggunakan grab sampling.

4. Cahaya yang digunakan dalam penyinaran menggunakan lampu UV-A

5. Semikonduktor yang digunakan semikonduktor Titanium Dioksida (TiO2)

anatase.

6. Aktivator yang digunakan dalam pembuatan karbon aktif tempurung

kelapa adalah Zink Cloride (ZnCl2).

7. Standar karbon aktif mengacu pada Standar Nasional Indonesia (SNI) 06-

3730-1995

6


7

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Titanium Dioksida (TiO2)

Titanium dioksida atau biasa disebut dengan titanium anhydride,

anhidrida asam titanium, titanium oksida, atau titania adalah oksida titanium

dengan rumus kimia TiO2 dan biasanya berbentuk serbuk putih. TiO2

ditemukan pertama kalinya pada tahun 1821 dan tahun 1916 telah

dikomersialkan sebagai zat pewarna putih. Titanium dioksida merupakan

senyawa dioksida berwarna putih yang tidak beracun dan tahan karat.

Berdasarkan sifatnya ini TiO2 telah lama digunakan sebagai bahan pemberi

warna (pigmen) putih pada makanan maupun produk kosmetik. Selain itu

semikonduktor TiO2 dapat digunakan dalam detoksifikasi dan remediasi pada

air limbah (Indragini, 2011).

Sifat fisika dan kimia semikonduktor TiO2 dapat dilihat dibawah ini

(Indragini 2011).

Rumus molekul : TiO2

Massa molar : 79,866 g/mol

Bentuk : padatan putih

Kerapatan : 4,23 g/cm3

Porositas : 0 %

Konduktivitas termal 25OC : 11,7 WmK-1

Konstanta dielektrik 1 MHz : 85 Volt/mil

Modulus shear : 90 Gpa

Elastisitas : 23 Gpa

Titik leleh : 1843OC

Titik didih : 2972 OC

Kelarutan : tidak larut

Indeks bias : 2,488 (anatase)

2,583 (brookit)

2,609 (rutil)

8

Semikonduktor TiO2 memiliki banyak keunggulan dibandingkan bahan

semikonduktor yang lainnya, sehingga menjadi perhatian dalam penelitian

sebagai fotokatalis. Kelebihan TiO2 tersebut diantaranya (Tarr, 2003):

a. Mempunyai pita terlarang (band gap) yang sesuai untuk proses

fotokatalis sehingga memudahkan terjadinya eksitasi elektron ke pita

konduksi dan pembentukan hole pada pita valensi saat di induksikan

cahaya ultraviolet.

b. TiO2 memiliki aktifitas fotokatalis yang lebih tinggi dibandingkan

dengan fotokatalis lain, seperti: ZnO, CdS, WO2, dan SnO2.

c. Tahan terhadap photodegradasi.

d. Bersifat inert dan tidak larut dalam reaksi baik secara biologis maupun

kimia.

e. Mampu menyerap sinar ultraviolet dengan baik.

f. Memiliki kestabilan kimia dalam interval pH yang besar (0 sampai 14).

g. Tidak beracun

Fotokatalis yang paling ideal yaitu harus memiliki kestabilan dan

fotoaktivitas yang tinggi, tidak beracun, dan relatif murah. Supaya dapat

digunakan untuk mendegradasi senyawa organik, maka potensial redoks

H2O/•OH E○ = -2,8 V harus dalam rentang band gap. TiO2 merupakan jenis

semikonduktor yang paling menjanjikan digunakan sebagai fotokatalis

dalam mendegradasi polutan organik (Beydoun dkk., 1999; Indragini,

2011).

2.1.1 Struktur Titanium Dioksida (TiO2)

Di alam Titanium Dioksida (TiO2) memiliki beberapa struktur

kristal, yaitu anatase (tetragonal), rutile (tetragonal), dan brookite

(ortorombik). Berikut merupakan struktur dari Titanium Dioksida

(TiO2) yaitu sebagai berikut :

a. Rutile

Stabil pada suhu tinggi dan pada ukuran partikel 35 nm,

memiliki bentuk kristal tetragonal dan terdapat pada batuan

beku. Fase anatase dan brookite akan mengalami transformasi

9

ke fasa rutile setelah mencapai ukuran partikel tertentu (Zhang

dkk, 2000).

Gambar 2.1 Bentuk Kristal Rutile (Fujishima dkk, 2008)

b. Anatase

Stabil pada suhu rendah dan pada ukuran partikel kurang

dari 11 nm memiliki bentuk kristal tetragonal. Struktur

anatase ini memiliki nilai band gap sekitar 3,2 Ev. Fase

anatase mempunyai aktivitas yang lebih tinggi dibandingkan

dengan fasa rutile. Fasa anatase Titanium Dioksida (TiO2)

memiliki luas permukaan yang lebih besar. Kristal TiO2

anatase dilaporkan sebagai komponen aktif sedangkan dalam

bentuk rutile kurang menunjukkan aktifitasnya. Titanium

Dioksida (TiO2) dalam bentuk anatase secara termodinamika

lebih stabil dari pada rutile tetapi pembentukannya secara

kinetik lebih baik pada suhu rendah (<600oC). Temperatur

rendah ini dapat menjelaskan luas permukaan yang lebih

tinggi. Fase anatase sering digunakan dalam proses fotokimia

karena memiliki mobilitas elektron yang tinggi, konstanta

dielektrik yang rendah, serta densitas yang rendah (Carp dkk.,

2004).

10

Gambar 2.2 Bentuk Kristal Anatase (Fujishima dkk., 2008)

c. Brookite

Stabil pada ukuran partikel 11-35 nm struktur dari brookite

berbentuk kristal orthorombik, dan biasanya hanya terdapat

pada mineral. Fase brookite mempunyai volume sel yang lebih

besar dan yang paling padat dari tiga fase dan fase ini sangat

jarang digunakan dalam penelitian. (Thompson, 2006).

Gambar 2.3 Bentuk Kristal Brookite (Fujishima dkk., 2008)

Pada struktur Titanium Dioksida (TiO2) memilik 3 bentuk

kristal yang memiliki sifat yang berbeda-beda. Menurut Dorian dkk.,

(2011) perbandingan sifat struktur kristal Titanium Dioksida (TiO2)

dapat dilihat pada tabel 2.1

11

Tabel 2.1 Perbandingan Sifat Struktur Kristal

2.2 Tempurung Kelapa

Tempurung kelapa merupakan salah satu bagian dari buah kelapa yang

fungsinya sebagai pelindung inti buah dan terletak dibagian dalam sabut

dengan ketebalan berkisar 3-6 mm. Tempurung kelapa memiliki kualitas baik

yaitu tempurung kelapa tua dan kering ditunjukkan dengan warna gelap

kecoklatan. Tempurung kelapa merupakan golongan kayu keras dengan kadar

air sekitar 6 – 9 % yang tersusun dari selulosa, lignin, dan hemiselulosa.

Komposisi kimia dalam tempurung kelapa dapat dilihat lebih rinci pada Tabel

2.2. Tempurung kelapa memiliki komposisi kimia yang mirip dengan kayu

mengandung lignin, pentosa, dan selulosa. Tempurung kelapa biasannya

digunakan sebagai bahan pembuatan arang dan arang aktif. Ini dikarenakan

tempurung kelapa merupakan bahan yang dapat menghasilkan nilai kalor

sekitar 6500 – 7600 Kkal/kg dan tempurung kelapa juga cukup baik untuk

bahan arang aktif (Triono, 2006).

Sifat Rutile Anatase Brookite

Struktur kristal Tetragonal Tetragonal Ortorombik

a = 4,5936 a = 3,784 a = 9,184

c = 2,9587 c = 9,515 b = 5,447

c = 5,154

Masa jenis (gr/cm3) 4,13 3,79 3,99

Volume/Molekul (Å3) 31,216 34,061 32,172

1,949 (4) 1,937(4)

1,980 (2) 1,965(2)

81,2° 77,7°

90,0° 92,6°

Konstanta kisi

TiO-O Panjang Ikatan

(Å) 1,87–2,04

O-TiO-O Sudut ikatan 77,0°–105°

12

Tabel 2.2 Komponen Kimia Tempurung Kelapa

Sumber : (Suhardiyono, 1988)

Tempurung kelapa kebanyakan hanya dianggap sebagai limbah.

Ketersediaannya yang melimpah dianggap sebagai masalah bagi lingkungan.

Padahal tempurung kelapa ini masih dapat diolah lagi menjadi produk yang

mempunyai nilai ekonomis tinggi yaitu sebagai karbon aktif. Tempurung

kelapa merupakan bahan terbaik karena memiliki mikropori sangat banyak,

kadar abu rendah, dan kelarutan dalam air sangat tinggi. Sifat karbon aktif

dari tempurung kelapa adalah strukturnya sebagian besar mikropori,

kekerasannya tinggi, mudah diregenerasi dan daya serap iodinnya tinggi

sebesar 1100 mg/g (Pambayun dkk., 2013).

2.3 Karbon Aktif

Karbon aktif adalah senyawa amorf yang dihasilkan dari bahan-bahan

yang mengandung karbon atau arang yang diperlakukan secara khusus untuk

mendapatkan daya adsorpsi yang tinggi. Karbon aktif memiliki kandungan

karbon sekitar 85-95% yang dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung

karbon dengan pemanasan pada suhu tinggi dan proses aktivasi. Karbon aktif

mempunyai daya serap yang cukup besar, yaitu 25-100% terhadap berat

karbon aktif (Darmawan, 2008).

Karbon aktif dapat dibuat dari berbagai macam bahan dasar yang

Komponen Persentase

Selulosa 26,60%

Hemiselulosa 27,20%

Lignin 29,40%

Abu 0,60%

Komponen ekstraktif 4,20%

Uronat anhidad 3,50%

Nitrogen 0,10%

Air 8,00%

13

mempunyai kandungan karbon. Bahan dasar yang biasanya digunakan

sebagai karbon aktif antara lain batu bara, tempurung kelapa, tempurung

kelapa sawit, limbah pinus, ampas tebu, sekam padi dan kayu. Bahan dasar

pembuatan karbon aktif mempunyai efek terhadap kapasitas adsorpsi dan

kinetik dari karbon aktif.

Ada 3 kriteria bahan dasar yang dapat dibuat sebagai karbon aktif, yaitu:

bahan dasar harus mengandung karbon

pengotor pada bahan dasar harus dijaga seminimal mungkin

bahan dasar harus mempunyai kualitas yang konstan

Menurut Standar Nasional Indonesia (SNI) No. 06-3730-1995

persyaratan tentang karbon aktif dapat dilihat pada tabel 2.3 berikut :

Tabel 2.3 Syarat Mutu Arang Aktif (SNI) No. 06-3730-1995

2.3.1 Struktur Fisik Karbon Aktif

Struktur dasar dari karbon aktif berupa struktur kristalin yang

sangat kecil (mikrokristalin). Karbon aktif mempunyai bentuk

amorf yang tersusun atas lapisan bidang datar dimana atom-atom

karbon tersusun dan terikat secara kovalen dalam tatanan atom-atom

heksagonal. Pada gambar 2.4 menunjukkan skema struktur karbon

aktif. Setiap garis menunjukkan lapisan atom-atom karbon yang

berbentuk heksagonal dan adanya mikrokristalin dengan struktur

grafit pada karbon aktif (Sudibandriyo, 2003).

Butiran Serbuk

1. Bagian yang hilang pada

pemanasan 950ᴼC% Maks. 15 Maks. 25

2. Kadar air % Maks. 4,4 Maks. 15

3. Kadar abu % Maks. 2,5 Maks. 10

4. Daya serap Iodin mg/g Min. 750 Min. 750

5. Karbon aktif Murni % Min. 80 Min. 65

Uraian SatuanPersyaratan

No.

14

Gambar 2.4 Ilustrasi Skema Struktur Karbon Aktif (Sudibandriyo, 2003)

Pada umumnya karbon aktif ada 2 bentuk yaitu bentuk

granular (butiran) dan serbuk. Karbon aktif berbentuk serbuk halus

memiliki distribusi ukuran partikel antara 5-10 µm. Sedangkan

untuk karbon aktif berbentuk granular memiliki ukuran antara 0,8-

1,2 mm. Porositas karbon aktif terbentuk pada saat proses

karbonisasi. Pada karbon aktif terdapat 3 ukuran pori, yaitu

mikropori (< 2 nm), mesopori (2 nm– 50 nm), dan makropori (> 50

nm) (Marsh, 2006). Selain itu, terdapat pula ukuran supermikropori

(0,7 nm – 2 nm) dan ultramikropori (< 0,7 nm).

2.3.2 Struktur Kimia Karbon Aktif

Selain terdiri dari atom karbon, karbon aktif mengandung

hidrogen dan oksigen yang terikat pada gugus fungsi misalnya

karboksil, fenol, dan eter. Gugus fungsi ini dapat berasal dari bahan

baku karbon aktif. Selain itu, gugus fungsi pada karbon aktif juga

terbentuk selama proses aktivasi karena adanya interaksi radikal

bebas permukaan karbon dengan oksigen atau nitrogen yang

berasal dari atmosfer. Gugus fungsi ini menjadikan permukaan

karbon aktif reaktif secara kimia dan dapat mempengaruhi sifat

adsorpsinya (Murti, 2008). Ilustrasi struktur kimia karbon aktif

dapat dilihat pada Gambar 2.5.

15

Gambar 2.5 Ilustrasi Struktur Kimia Karbon Aktif (Sudibandriyo, 2003)

2.3.3 Proses Pembuatan Karbon Aktif

Menurut Rozanna (2010), secara umum proses pembuatan

karbon aktif terdiri dari tiga tahap yaitu :

1. Proses Dehidrasi

Proses ini dilakukan dengan cara memanaskan bahan baku

tersebut pada suhu 105 – 170 ºC selama 18 - 24 jam dengan

tujuan untuk menguapkan seluruh kandungan air pada bahan

baku.

2. Proses Karbonisasi

Proses ini dilakukan dengan cara pengubahan komposisi bahan

baku yang mengandung karbon untuk memisahkan bahan non

karbon yang terperangkap dalam bahan baku, sehingga sebagian

besar yang tersisa dari bahan adalah karbon. Proses karbonisasi

ini dilakukan pada suhu tinggi antara 450 - 750 ºC. Selain bahan

non karbon, sebagian karbon akan ikut menguap karena bahan

non karbon terikat pada rantai karbon, yaitu berupa CO (karbon

monoksida), CO2 (karbon dioksida) maupun hidrokarbon ringan

yang berupa gas.

3. Proses Aktivasi

Proses Aktivasi adalah suatu perubahan fisika dimana

permukaan karbon aktif menjadi jauh lebih banyak karena

hidrokarbon yang terkandung dalam karbon dihilangkan. Untuk

memperoleh karbon yang berpori dan luas permukaan yang

besar dapat diperoleh dengan cara mengaktivasi bahan.

16

Dalam aktivasi karbon aktif, terdapat 2 metode aktivasi yang

umum digunakan, yaitu aktifasi secara fisika dan secara kimia.

1. Aktivasi Fisika

Proses aktivasi fisika ini dilakukan dengan mengalirkan

aktivator dalam reaktor pada suhu tinggi. Aktivasi dengan uap

air biasanya dilakukan pada suhu 750 - 900ºC dan aktivasi

dengan CO2 (karbon dioksida) dilakukan pada suhu 850 -

1100ºC. Namun aktivasi dengan CO2 (karbon dioksida) jarang

dilakukan karena reaksi yang terjadi adalah reaksi eksotermis

sehingga lebih sulit untuk dikontrol. Pada proses ini harus

mengontrol suhu, lama waktu aktivasi dan laju alir aktivator

sehingga dihasilkan karbon aktif dengan susunan karbon yang

padat dan memiliki pori-pori yang luas.

2. Aktifasi Kimia

Aktivasi kimia adalah suatu proses pemutusan rantai

karbon dari senyawa organik dengan menggunakan bahan-

bahan kimia. Bahan kimia yang sering digunakan untuk

aktivasi secara kimia seperti garam kalsium klorida (CaCl2),

magnesium klorida (MgCl2), seng klorida (ZnCl2), natrium

hidroksida (NaOH), natrium karbonat (Na2CO3) dan natrium

klorida (NaCl). Selain garam mineral biasanya digunakan

ialah berbagai asam dan basa organik seperti asam sulfat

(H2SO4), asam klorida (HCl), asam hipoklorit (H3PO4),

kalium hidroksida (KOH), dan natrium hidroksida (NaOH).

Metode aktivasi kimia dilakukan dengan perendaman bahan

baku setelah dilakukan proses karbonisasi.

Dari kedua jenis proses aktivasi yang ada, menurut Suhendra

dan Gunawan (2010), cara aktivasi kimia memiliki berbagai

keunggulan tertentu dibandingkan dengan cara aktivasi fisika,

diantaranya adalah:

17

1. Dalam proses aktivasi kimia, zat kimia pengaktif sudah terdapat

dalam tahap penyiapannya sehingga proses karbonisasi dan

proses aktivasi karbon terakumulasi dalam satu langkah yang

umumnya disebut one-step activation atau metode aktivasi satu

langkah.

2. Dalam proses aktivasi kimia, suhu yang digunakan umumnya

lebih rendah dibanding pada aktivasi fisika.

3. Efek dari agen dehidrasi pada aktivasi kimia dapat memperbaiki

pengembangan pori di dalam struktur karbon.

4. Produk yang dihasilkan dalam aktivasi kimia lebih banyak

dibandingkan dengan aktivasi fisika.

2.4 Karakteristik Limbah Cair Batik

Kandungan air limbah industi batik biasannya memiliki kadar zat

warna, kebutuhan oksigen kimia (COD), bahan kimia yang kompleks, garam

anorganik, total padatan terlarut (TDS) yang cukup tinggi. Ini dikarenakan

terdapat bahan kimia yang digunakan dalam pembuatan batik dan

penggunaan warna dalam industri batik biasaanya menggunakan pewarna

sintetis dalam proses pewarnaannya. Limbah zat warna yang dihasilkan dari

industri tekstil umumnya merupakan senyawa organik non biodegradable,

yang dapat menyebabkan pencemaran lingkungan terutama lingkungan

perairan (Suprihatin, 2014). Peraturan Gubernur Jawa Timur no. 72 tahun

2013 mengenai baku mutu limbah cair industri atau kegiatan usaha lainnya di

Jawa Timur. Sebelum dilakukan penelitian mengenai air limbah tekstil yang

berada di daerah Jetis Kabupaten Sidoarjo, peneliti terlebih dahulu melakukan

studi lapangan yang digunakan untuk mengetahui karakteristik limbah cair

trkstil batik yang berada di daerah Jetis Kabupaten Sidoarjo, dimana data

tersebut digunakan sebagai acuan peneliti untuk melakukan pengolahan

mengenai limbah tekstil batik. Baku mutu dan hasil analisa air limbah industri

tekstil batik yang berasal dari daerah Jetis Sidoarjo dapat dilihat pada tabel

2.4

18

Tabel 2.4 Baku Mutu dan Hasil Analisa Air Limbah

Sumber : * Peraturan Gubernur Jawa Timur No. 72 tahun 2013

2.5 Fotokatalisis

Fotokatalis adalah reaksi yang melibatkan cahaya (fotoreaksi) dan

mengalami peningkatan kecepatan reaksi akibat adanya katalis yang

mengabsorbsi energi cahaya ultraviolet (UV) sehingga menghasilkan

senyawa pereduksi dan pengoksidasi pada permukaan katalis. Katalis yang

digunakan dalam proses ini disebut sebagai fotokatalis karena mampu

mengadsorpsi energi foton (Naimah dkk., 2015). Proses fotokatalitik sebagai

proses yang ramah lingkungan memiliki keunggulan dibandingkan dengan

teknologi yang sudah ada, metode ini tidak hanya menghancurkan polutan

bukan hanya mengubah fasa (seperti pada proses adsorbsi oleh karbon aktif)

tanpa menggunakan oksidan-oksidan berbahaya (seperti ozon dan klorin)

(McCullagh dkk., 2010).

Fotokatalitik terbagi menjadi dua jenis, yaitu fotokatalik homogen dan

fotokatalitk heterogen. Fotokatalitik homogen adalah reaksi fotokatalitik

dengan bantuan oksidator seperti ozon dan hydrogen peroksida, sedangkan

fotokatalitik heterogen merupakan teknologi yang didasarkan pada irradiasi

sinar UV pada semikonduktor.

Parameter SatuanKadar

Maximum *

Hasil Analisa

Air Limbah Cair

Batik

Metode Analisa

BOD5 mg/l 50 940 Winkler

COD mg/l 150 1.818 Refluks

TSS mg/l 50 550 Gravimetri

Fenol Total mg/l 0,5 1,41 Spektrofotometri

Krom Total (Cr) mg/l 1 0,27 AAS

Minyak dan

Lemakmg/l 3 90 Gravimetri

Amonia Total

(NH3 - N)mg/l 8 29,68 Kjeldhal

Sulfida (H2S) mg/l 0,3 0,04 Iodimetri

pH 6 - 9 7,6 pH meter

Warna PtCo - 193 Spektrofotometri

19

Fotokatalis heterogen merupakan proses fotokatalis yang terjadi

antara satu atau lebih tahapan reaksi yang berlangsung karena kehadiran

pasangan elektron yang dihasilkan dari permukaan bahan semikonduktor

pada saat diiluminasi oleh cahaya yang sesuai. Titanium dioksida memiliki

potensi untuk digunakan dalam produksi energi sebagai fotokatalis, dapat

melakukan hidrolisis yaitu memecah air menjadi hidrogen dan oksigen.

Dalam proses fotokatalis, semikonduktor TiO2 membutuhkan serapan energi

yang sama atau lebih besar dari selang energinya. Aktifitas fotokatalis ini

membutuhkan penyerapan sinar ultraviolet (UV) untuk membentuk dua

pasangan elektron dan lubang (hole).

Elektron yang tereksitasi pada pita konduksi dan lubang yang terdapat

pada pita valensi dapat bergabung kembali dan mengubah input energi

menjadi panas atau terperangkap pada permukaan menjadi stabil. Gabungan

elektron yang diadsorpsi pada permukaan semikonduktor atau disekitar

medan listrik muatan partikel bias juga menjadi pengubah input energi. Pada

Gambar 2.6 diberikan beberapa tahap mekanisme foto kimia (Banarjee dkk.,

2006).

Gambar 2.6 Mekanisme Fotokatalis (Banarjee dkk., 2006).

20

2.5.1 Kombinasi Proses Fotokatalis-Adsorpsi

Proses fotokatalis terjadi jika antara fotokatalis dengan polutan

terjadi kontak. Hal ini menjadi masalah karena kebanyakan

semikonduktor fotokatalis termasuk TiO2 memilki daya adsorpsi

yang lemah. Untuk menutupi kekurangan dari fotokatalis

semikonduktor TiO2 ini perlu dimodifikasi dengan adsorben sebagai

penyangga karena memiliki kemampuan atau daya adsorbsi yang

cukup tinggi. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan diketahui

bahwa penggunaan adsorben sebagai penyangga dapat

meningkatkan laju fotodegradasi berbagai polutan (Torimoto,

1996). Adsorben yang digunakan merupakan media berpori,

sehingga fotokatalis dapat pula masuk ke dalam pori atau menempel

di permukaan adsorben. Beberapa jenis meterial berpori yang dapat

digunakan sebagai adsorben yaitu silica gel, zeloit dan karbon aktif.

Pemilihan karbon aktif sebagai maerial berpori memiliki

kelebihan dapat menangkap dan mengadsorbsi partikel-partikel

yang halus serta bersifat non-toksik, ekonomis, serta mudah dibuat

dan didapatkan. Karbon aktif sebagai adsorben pembantu dalam

proses fotokatalisis karena memiliki daya adsorbsi yang tinggi dan

luas permukaan yang besar untuk mengakumulasi senyawa organik

dan nonpolar. Selain itu penggunakan karbon aktif sebagai

penyangga antara lain adalah mampu mengadsorpsi banyak polutan

organik sesuai dengan banyaknya titanium dioksida (TiO2) yang

ditambahkan, sehingga laju fotooksidasi meningkat. Gambar 2.7 di

bawah ini menunjukkan mekanisme reaksi pada kombinasi proses

fotokatalisis – adsorpsi.

21

Gambar 2.7 Mekanisme reaksi fotokatalis dengan adsorben sebagai penyangga (a)

dipermukaan adsorben dan (b) didalam pori adsorben (Torimoto, 1996)

Fotokatalis dalam pori maupun pada permukaan adsorben

secara aktif membantu reaksi fotokatalitik. Manfaat penggunaan

adsorben sebagai penyangga proses fotokatalis antara lain sebagai

berikut (Slamet, 2007).

a. Meningkatkan konsentrasi polutan pada ruang sekitar fotokatalis,

sehingga dapat meningkatkan laju reaksi.

b. Mendispersikan fotokatalis, sehingga luas permukaan katalis

menjadi lebih besar dan fotokatalis menjadi lebih aktif.

c. Meningkatkan kemampuan adsorpsi katalis.

Kinerja kombinasi fotokatalis-adsorpsi ditentukan oleh daya

adsorpsi dari adsorben dan kemampuan difusi adsorbat ke fotokatalis

TiO2 (Torimoto, 1996). Semakin tinggi daya adsorpsi, maka laju

degradasi polutan juga akan meningkat. Aktivitas juga akan semakin

baik jika fotokatalis terdispersi merata ke seluruh permukaan

adsorben (Matsuoka, 2003). Adsorben diregenerasi secara insitu

oleh fotokatalis karena polutan teradsorpsi dapat langsung dioksidasi

oleh fotokatalis menjadi CO2 dan H2O. Proses ini membuat adsorben

membutuhkan waktu lama untuk menjadi jenuh, sehingga proses

degradasi berlangsung lebih lama dan lebih efisien.

(a) (b)

22

2.6 Metode Uji Karakterisasi Material

2.6.1 Metode Scanning Electron Microscopy (SEM)

SEM merupakan salah satu tipe mikroskop elektron yang

mampu menghasilkan resolusi tinggi dari gambaran suatu sampel

(Cahyana, 2014). SEM dimanfaatkan untuk melihat topografi

permukaan suatu sampel dan ukuran sampel. Hasil yang diperoleh

berupa scanning electron micrograph yang memiliki bentuk tiga

dimensi berupa foto. Biasanya SEM memiliki perbesaran 1.000 –

40.000 kali. Bagian utama dari SEM, yaitu penembak elektron, lensa

magnetik dan lensa objektif, fine probe, detektor, spesimen, dan

monitor CRT.

Prinsip scanning electron microscopy (Anonim, 2011) yaitu :

1. Sebuah pistol elektron memproduksi sinar elektron dan

dipercepat dengan anoda.

2. Lensa magnetik memfokuskan elektron menuju ke sampel.

3. Sinar elektron yang terfokus memindai keseluruhan sampel

dengan diarahkan oleh koil pemindai.

4. Ketika elektron mengenai sampel maka sampel akan

mengeluarkan elektron baru yang akan diterima oleh detektor

dan dikirim ke monitor (CRT).

2.6.2 Metode X-Ray Diffraction (XRD)

X-Ray Diffraction (XRD) adalah metode analisa yang

digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam material

dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk

mendapatkan ukuran partikel. Prinsip kerja XRD secara umum

adalah XRD terdiri dari tiga bagian utama, yaitu tabung sinar-X,

tempat objek yang diteliti dan detektor sinar-X. Sinar-X yang

dihasilkan di tabung sinar-X berisi katoda memanaskan filamen,

sehingga dapat menghasilkan elektron. Perbedaan tegangan

23

menyebabkan percepatan elektron akan menembaki objek. Ketika

elektron mempunyai tingkat energi yang tinggi dan menabrak

elektron dalam objek sehingga dapat dihasilkan pancaran sinar-X.

Objek dan detektor berputar untuk menangkap dan merekam

intensitas refleksi dari sinar-X. Detektor merekam dan memproses

sinyal sinar-X dan mengolahnya dalam bentuk grafik (Ratnasari,

2009).

2.6.3 Metode Forier Transformz Infra Red (FTIR)

Forier Transform Infra Red FTIR adalah teknik yang

digunakan untuk mendapatkan spektrum inframerah dari absorbansi,

emisi, fotokonduktivitas atau Raman Scattering dari sampel padat,

cair, dan gas. Karakterisasi dengan menggunakan FTIR bertujuan

untuk mengetahui jenis-jenis vibrasi antar atom. FTIR juga dapat

digunakan untuk menganalisa senyawa organik dan anorganik serta

analisa kualitatif dan analisa kuantitatif dengan melihat kekuatan

absorpsi senyawa pada panjang gelombang tertentu (Hindrayawati,

2010)

Prinsip kerja FTIR berupa infrared yang melewati celah ke

sampel, dimana celah tersebut berfungsi mengontrol jumlah energi

yang disampaikan kepada sampel. Kemudian beberapa infrared

diserap oleh sampel dan yang lainnya ditransmisikan melalui

permukaan sampel sehingga sinar infrared lolos ke detektor dan

sinyal yang terukur kemudian dikirim ke komputer (Thermo, 2001).

2.7 Metode Analisa Limbah

2.7.1 Chemical Oxygen Demand (COD)

Chemical Oxygen Demand (COD) atau kebutuhan oksigen

kimia adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-

zat organik yang ada dalam sampel air atau banyaknya oksigen yang

dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organik menjadi CO2 dan H2O.

24

Pada reaksi ini hampir semua zat yaitu sekitar 85% dapat teroksidasi

menjadi CO2 dan H2O dalam suasana asam (Fardiaz, 1992).

COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat organik

yang secara alamiah dapat dioksidasi dan mengakibatkan berkurangnya

oksigen terlarut di dalam air. Maka konsentrasi COD dalam air harus

memenuhi standar baku mutu yang telah ditetapkan agar tidak

mencemari lingkungan. Uji COD yaitu suatu uji yang menentukan

jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh bahan-bahan organik yang

terdapat di dalam air. Pengukuran kandungan COD didasarkan pada

kenyataan hampir semua bahan organik dapat dioksidasi menjadi

karbondioksida dan air dengan bantuan oksidator kuat yaitu kalium

dikromat (K2Cr2O7) dalam suasana asam. Dengan menggunakan

kalium dikromat sebagai oksidator, diperkirakan sekitar 95 % - 100 %

bahan organik dapat dioksidasi (Effendi, 2003)

2.7.2 Warna

Limbah industri tekstil tergolong limbah cair dari proses

pewarnaan yang merupakan senyawa kimia sintetis (pewarna

sitetis), mempunyai kekuatan pencemar yang kuat dan bersifat non

biodegradable. Zat warna sintetis dalam tekstil merupakan turunan

hidrokarbon aromatik seperti benzene, toluene, naftalena dan

antrasena. Zat warna tekstil umumnya berasal dari senyawa azo yang

merupakan turunan dari gugus benzena. Bahan pewarna tersebut

telah terbukti mampu mencemari lingkungan. Zat warna tekstil

merupakan gabungan dari senyawa organik tidak jenuh, kromofor

dan auksokrom sebagai pengaktif kerja kromofor dan pengikat

antara warna dengan serat (Hadi Risnandar dan Yulianto Kurniawan,

1998).

Berdasarkan Standart Nasional Indonesia (SNI) 6989.80:2011

tentang cara uji warna dilakukan secara spektrofotometri. Prinsip

metode spektrofotometri ini yaitu warna dari larutan uji ditentukan

secara spektrofotometri dengan panjang gelombang 450 nm – 465

25

nm dengan menggunakan larutan standar PtCo. Pengukuran nilai

warna sebenarnya (true colour) berdasarkan hukum Beers.

26


27

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

Pelaksanaan penelitian tugas akhir ini mengenai karakterisasi perbandingan

massa TiO2-karbon aktif tempurung kelapa dan mengetahui efisiensi dari

pengolahan limbah cair industri tekstil batik menggunakan metode fotokatalisis

untuk menurunkan kadar warna, dan COD (Chemical Oxygen Demand). Penelitian

ini memiliki suatu proses yang terstruktur dengan langkah-langkah sistematis dan

terarah tentang tahapan penelitihan yang akan dilakukan. Metode penelitian ini

bertujuan untuk mempermudah peneliti untuk melaksanakan sebuah penelitihan

serta agar mudah dipahami oleh pembaca.

Adapun tahap-tahap penelitian mengenai karakterisasi dan pengolahan

limbah cair industri tekstil batik menggunakan metode fotokatalis TiO2 – karbon

aktif tempurung kelapa untuk menurunkan kadar warna dan COD (Chemical

Oxygen Demand) yaitu :

3.1 Identifikasi Masalah

Dalam penelitian ini mengangkat tema mengenai karakterisasi dan

pengolahan limbah cair industri tekstil batik menggunakan metode fotokatalis

TiO2 – karbon aktif tempurung kelapa untuk menurunkan kadar warna dan

COD (Chemical Oxygen Demand), dikarenakan selama ini limbah yang

berasal dari kegiatan home industri tekstil batik selama ini tidak dilakukan

pengolahan limbah dengan baik dan benar. Serta penggunaan senyawa

sintetis dan bahan kimia dalam dalam proses pembuatan batik apabila tidak

dilakukan pengolahan sebelum masuk kedalam perairan dapat mencemari

lingkungan. Dalam tugas akhir ini mengetahui efektifitas pengolahan limbah

cair industri tekstil batik menggunakan metode fotokatalis titanium dioksida

(TiO2) – karbon aktif tempurung kelapa untuk menurunkan parameter warna

dan COD (Chemical Oxygen Demand).

28

Berikut merupakan data air limbah dari industri tekstil batik yang telah

dilakukan analisa awal sebagai data primer peneliti dapat dilihat pada Tabel

3.1

Tabel 3.1 Hasil Analisa Limbah Cair Industri Tekstil Batik

*) Peraturan Gubernur Jawa Timur No. 72 tahun 2013

3.2 Studi Lapangan

Pada tahap ini dilakukan observasi lapangan secara langsung pada

limbah yang dihasilkan dari suatu proses home industry tekstil batik di daerah

Jetis Kabupaten Sidoarjo. Observasi lapangan secara langsung ini digunakan

untuk mengetahui karakteristik limbah cair industri tekstil batik seperti pada

Baku Mutu Air Limbah bagi Usaha dan/atau Kegiatan Industri Tekstil dalam

Peraturan Gubernur Jawa Timur No. 72 tahun 2013.

Parameter SatuanKadar

Maximum *

Hasil Analisa

Air Limbah Cair

Batik

Metode Analisa

BOD5 mg/l 50 940 Winkler

COD mg/l 150 1.818 Refluks

TSS mg/l 50 550 Gravimetri

Fenol Total mg/l 0,5 1,41 Spektrofotometri

Krom Total (Cr) mg/l 1 0,27 AAS

Minyak dan

Lemakmg/l 3 90 Gravimetri

Amonia Total

(NH3 - N)mg/l 8 29,68 Kjeldhal

Sulfida (H2S) mg/l 0,3 0,04 Iodimetri

pH 6 - 9 7,6 pH meter

Warna PtCo - 193 Spektrofotometri

29

3.3 Studi Literatur

Pada studi litertur ini bertujuan sebagai pendalaman topik penelitian

yang akan diangkat pada tugas akhir ini, untuk lebih memahami dan

mendalami maka diperlukan studi literatur guna untuk memudahkan dalam

penelitian. Referensi didapatkan melalui beberapa sumber yang berasal dari

jurnal, buku-buku, referensi tugas akhir, dan lain sebagainya yang menunjang

mengenai topik penelitian yang akan dilakukan.

3.4 Pengumpulan Data

Tahap pengumpulan data digunakan sebagai pengumpulan data yang

berkaitan dengan topik penelitian yang akan di angkat. Dalam penelitian ini

terdapat dua sumber data, yaitu :

3.4.1 Data Primer

Pengumpulan data primer didapatkan secara langsung di

lapangan. Data primer ini dibutuhkan dalam penelitian ini mengenai

analisa awal parameter COD, BOD5, TSS, krom total, minyak dan

lemak, amonia total (NH3-N), sulfida, pH, dan warna pada air limbah

industri tekstil batik di daerah Jetis Kabupaten Sidoarjo.

3.4.2 Data Sekunder Data sekunder yang digunakan dalam penelitian ini meliputi

Baku Mutu Air Limbah bagi Usaha dan/atau Kegiatan Industri

Tekstil dalam Peraturan Gubernur Jawa Timur No. 72 tahun 2013,

Standart Nasional Indonesia (SNI) 6989.59:2008 mengenai

pengambilan sampel air limbah, Standart Nasional Indonesia (SNI)

metode analisa limbah cair industri tekstil batik, dan Standart

Nasional Indonesia (SNI) No. 06-3730-1995 tentang persyaratan

karbon aktif.

30

3.5 Penentuan Tempat dan Waktu Penelitian

3.5.1 Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di beberapa tempat untuk menunjang

selama masa penelitain, yaitu :

1. Laboratorium Teknologi Air dan Konsultasi Industri Institut

Teknologi Sepuluh November.

2. Laboratorium Teknik Kimia Institut Teknologi Adhi Tama

Surabaya.

3. Laboratorium Energi Institut Teknologi Sepuluh November.

4. Laboratorium Material Institut Teknologi Sepuluh November.

5. Laboratorium Pengolahan Limbah Politeknik Perkapalan

Negeri Surabaya.

3.5.2 Waktu Penelitian

Waktu pelaksanaan penelitian dilakukan pada bulan Januari

2018 sampai Mei 2019

3.6 Pengambilan Sampel

Pada tahap ini dilakukan pengambilan sampel limbah cair industri batik

dengan menggunakan metode grab sampling. Teknik pengambilan sampel

sesuai dengan SNI 6989.59:2008 Metode Pengambilan Contoh Air Limbah.

3.7 Alat dan Bahan Penelitan

3.7.1 Alat Penelitian

Adapun alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu sebagai

berikut :

1. Neraca analitik

2. Cawan porselin

3. Oven

4. Furnace

5. Magnetic stirer

31

6. Beaker Glass

7. Hot plate

8. Lumpang dan alu

9. Spatula

10. Ayakan 200 mesh

11. Spektrofotometeri

12. pH universal

13. Kertas Whatmen 42

14. Kertas saring

15. Reaktor fotokatalis

16. Lampu UV-A

Box Reaktor Fotokatalis

Gambar 3.1 Box Reaktor Fotokatalis

Spesifikasi Box Reaktor

Berikut merupakan spesifikasi box reaktor yang digunakan

dalam proses fotokatalis dapat dilihat pada Tabel 3.2

Tabel 3.2 Spesifikasi Box Reaktor

Dimensi box fotokatalis P x l x t (30 cm x 30 cm x 45 cm)

Material Papan triplek dilapisi alumunium foil

Lampu 4 buah lampu (Lampu UV A)

32

3.7.2 Bahan Penelitian

Adapun bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu

sebagai berikut :

1. Sampel limbah cair industri tekstil batik

2. Tempurung kelapa

3. Titaniun dioksida (TiO2)

4. ZnCl2 10%

5. Aquades

3.8 Penentuan Variabel Penelitian

3.8.1 Variabel bebas

Variabel bebas merupakan variabel yang dapat mempengaruhi

hasil dari penelitian. Variabel bebas dalam penelitian adalah

perbandingan variasi massa dari karbon aktif tempurung kelapa,

TiO2, sintesis TiO2-karbon aktif tempurung kelapa dan variasi waktu

kontak untuk menganalisa parameter warna dan Chemical Oxygen

Demand (COD). Dari kedua variabel tersebut dapat dilihat pada

tabel 3.3 dan 3.4

Tabel 3.3 Variasi Variabel Pengujian Warna

No. Komposisi

Variasi

Massa

(%)

Waktu

Kontak

(menit)

Parameter

Warna Analisa

Awal (PtCo)

Parameter Warna

Analisa Setelah

Pengolahan (PtCo)

Efisiensi

Removal

(%)

15

30

45

60

75

90

105

120

135

150

165

180

0:1001

TiO2 : Karbon

Aktif Tempurung

Kelapa

33

Lanjutan Tabel 3.3 Variasi Variabel Pengujian Warna

No. Komposisi

Variasi

Massa

(%)

Waktu

Kontak

(menit)

Parameter

Warna Analisa

Awal (PtCo)

Parameter Warna

Analisa Setelah

Pengolahan (PtCo)

Efisiensi

Removal

(%)

12

30

45

60

75

90

105

120

135

150

165

180

12

30

45

60

75

90

105

120

135

150

165

180

12

30

45

60

75

90

105

120

135

150

165

180

4

TiO2 : Karbon

Aktif Tempurung

Kelapa

60:40

2

TiO2 : Karbon

Aktif Tempurung

Kelapa

40:60

3

TiO2 : Karbon

Aktif Tempurung

Kelapa

50:50

34

Lanjutan Tabel 3.3 Variasi Variabel Pengujian Warna

Tabel 3.4 Variasi Variabel Pengujian COD

No. Komposisi

Variasi

Massa

(%)

Waktu

Kontak

(menit)

Parameter

Warna Analisa

Awal (PtCo)

Parameter Warna

Analisa Setelah

Pengolahan (PtCo)

Efisiensi

Removal

(%)

12

30

45

60

75

90

105

120

135

150

165

180

5

TiO2 : Karbon

Aktif Tempurung

Kelapa

100:0

No. Komposisi

Variasi

Massa

(%)

Waktu

Kontak

(menit)

Parameter

COD

Analisa Awal

(mg/l)

Parameter COD

Analisa Setelah

Pengolahan

(mg/l)

Efisiensi

Removal

(%)

45

90

135

180

45

90

135

180

45

90

135

180

45

90

135

180

45

90

135

180

1

TiO2 : Karbon

Aktif Tempurung

Kelapa

0:100

2

TiO2 : Karbon

Aktif Tempurung

Kelapa

40:60

3

TiO2 : Karbon

Aktif Tempurung

Kelapa

50:50

4

TiO2 : Karbon

Aktif Tempurung

Kelapa

60:40

5

TiO2 : Karbon

Aktif Tempurung

Kelapa

0:100

35

3.8.2 Variabel Terikat

Variabel terikat merupakan variabel yang dipengaruhi atau

dapat berubah disebabkan oleh variabel bebas. Variabel terikat pada

penelitihan ini adalah parameter warna dan COD (Chemical Oxygen

Demand).

Tabel 3.5 Definisi Operasional Variabel

No. Variabel Definisi OperasionalSatuan dan

KatagoriMetode Skala

1.COD (Chemical

Oxygen Demand)

Parameter yang

menunjukan jumlah

oksigen yang diperlukan

untuk mengoksidasi bahan

organik secara kimiawi

mg/l Refluks Nominal

2. Warna

Parameter yang

menunjukan kandungan

warna dalam air limbah

PtCo Spektrofotometri Nominal

3.Massa TiO2 (100) :

Karbon Aktif (0)

Perbandingan massa TiO2

dan karbon aktif

tempurung kelapa

gram Timbangan Nominal

4.Massa TiO2 (60) :

Karbon Aktif (40)


dan karbon aktif

tempurung kelapa


5.Massa TiO2 (50) :

Karbon Aktif (50)


dan karbon aktif

tempurung kelapa


6.Massa TiO2 (40) :

Karbon Aktif (60)


dan karbon aktif

tempurung kelapa


7.Massa TiO2 (0) :

Karbon Aktif (100)


dan karbon aktif

tempurung kelapa


36

3.9 Prosedur Kerja

3.9.1 Proses pembuatan karbon aktif

3.9.1.1 Preparasi tempurung kelapa

Proses preparasi yaitu proses pembersihan dan

pengeringan sampel tempurung kelapa. Prosedur tahap

preparasi karbon aktif tempurung kelapa yaitu sebagai

berikut :

3.9.1.2 Proses Karbonisasi

Proses karbonasi merupakan proses mengkonversi

bahan organik arang. Prosedur tahap karbonisasi yaitu

sebagai berikut :

Tempurung kelapa kotor

Sampel tempurung kelapa diambil sebanyak 3000

gram.

Sampel tempurung kelapa dibersihkan dari serabut

kelapa.

Tempurung kelapa bersih

Sampel tempurung kelapa bersihdipotong kecil –

kecil dengan ukuran 3 - 5 cm.

Sampel tempurung kelapa di keringkan didalam

oven pada suhu 100OC selama 1 jam.

Tempurung kelapa kering

Tempurung kelapa kering

Sebanyak 100 gram sampel tempurung kelapa

kering diambil dan dimasukan kedalam cawan

crusible. Cawan di masukan kedalam furnace pada

suhu 450 oC selama 3 jam.

A

37

3.9.1.3 Proses Aktifasi

Proses aktivasi karbon dari tempurung kelapa ini

menggunakan aktivasi secara kimia dengan menggunakan

larutan Zinc Cloride (ZnCl2) 10%. proses aktivasi yaitu

sebagai berikut :

,

Sampel karbon tempurung kelapa sebanyak 100

gram ukuran 200 mesh ditambahkan 500 ml

(1:5) larutan ZnCl2 10 %.

Campuran karbon dan larutan ZnCl2 diaduk

menggunakan magnetic stirer selama 1 jam pada

suhu ruang.

Setelah diaduk campuran karbon dan larutan ZnCl2

direndam selama 24 jam dan ditutup dengan

alumunium foil.

Sampel disaring menggunakan kertas saring.

Endapan yang tertinggal pada kertas saring dioven

pada suhu 105 oC selama 1 jam.

Karbon 200 mesh

Karbon Terbentuk

Karbon yang telah difurnace digerus menggunakan

mortar.

Kemudian dilakukan pengayakan dengan ukuran 200

mesh.

Karbon 200 mesh

Hasil

Dilakukan pengujian Scanning Electron Microscopy

(SEM).

A

A

38

3.9.2 Uji Spesifikasi Karbon Aktif

a. Kadar air (SNI 06-3730-1995)

Sebanyak 2 gram sampel dimasukan ke dalam cawan

porselen yang sebelumnya sudah ditimbang, kemudian

diletakan di dalam oven yang bersuhu 105oC selama 3 jam.

Kemudian didinginkan dan ditimbang kembali, lalu dihitung

kadar airnya dengan menggunakan rumus :

𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑖𝑟 (%) =𝐴 − 𝐵

𝐴 𝑥 100 %

Keterangan :

A = massa sampel awal (gram)

B = massa sampel setelah dipanaskan (gram)

Karbon aktif kering

Karbon aktif dicuci dengan menggunakan aquades

sampai didapatkan pH netral.

Kemudian karbon aktif disaring menggunakan

kertas saring.

Endapan yang tertinggal pada kertas saring

dikeringkan didalam oven pada suhu 100 oC selama

2 jam.

Karbon aktif

Dilakukan pengujuan kualitas karbon aktif sesuai

SNI No. 06-3730-1995 dan Pengujian SEM .

Hasil

A

39

b. Kadar zat menguap (SNI 06-3730-1995)

Sisa sampel yang telah melewati uji pengukuran kadar air

selanjutnya ditutup rapat dengan tutup cawan dan diikatkan kawat

antara cawan dengan tutupnya. Kemudian cawan dimasukan ke

dalam oven selama 10 menit pada suhu 950oC. Sampel kemudian

didinginkan dan ditimbang massanya, lalu dihitung kadar zat

terbang menggunakan rumus :

𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑧𝑎𝑡 𝑚𝑒𝑛𝑔𝑢𝑎𝑝 (%) =𝐴 − 𝐵

𝐴 𝑥 100 %

Keterangan :



c. Kadar abu (SNI 06-3730-1995)

Sisa sampel yang sudah melewati uji pengukuran kadar zat

terbang selanjutnya dimasukan ke dalam tanur (tanpa

menggunakan tutup cawan) selama 6 jam pada suhu 750oC.

Sampel kemudian dibiarkan dingin kemudian ditimbang

massanya, lalu dihitung kadar abunya menggunakan rumus :

𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑏𝑢 (%) =𝐵

𝐴 𝑥 100 %

Keterangan :



d. Karbon murni (SNI 06-3730-1995)

Persentase dari karbon terikat dapat diperoleh dengan nilai

100% dikurangi jumlah total kadar abu dan kadar zat terbang.

𝐾𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛 𝑚𝑢𝑟𝑛𝑖 % = 100% − (𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑧𝑎𝑡 𝑚𝑒𝑛𝑔𝑢𝑎𝑝 + 𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑏𝑢) %

40

e. Daya serap terhadap iodin

Sampel diambil sebanyak 0,25 g dan dimasukkan ke dalam

tabung erlenmeyer dan diberikan larutan iodin 0,1 N sebanyak 25

ml. Kemudian diaduk dengan menggunakan stirer selama 15

menit. Larutan yang telah diaduk kemudian disaring dengan

menggunakan kertas saring. Kemudian diambil sebanyak 10 ml

dan ditambahkan amilum sebanyak 3 tetes. Setelah itu di titrasi

hingga larutan berubah warna menjadi bening. Besarnya daya

serap arang aktif terhadap yodium dihitung dengan rumus:

𝑑𝑎𝑦𝑎 𝑠𝑒𝑟𝑎𝑝 𝑦𝑜𝑑 (𝑚𝑔

𝑔) = 10 −

10 −𝑀 𝑇ℎ𝑖𝑜 (0,1)𝑥𝑣𝑜𝑙 𝑇ℎ𝑖𝑜 𝑡𝑖𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖

𝑀 𝑦𝑜𝑑𝑖𝑢𝑚 (0,1002)𝑥12,693𝑥2,5

0,254

3.9.3 Proses Sintesis TiO2-Karbon Aktif Tempurung Kelapa Sintesis TiO2-karbon aktif temurung kelapa dilakukan dengan

memvariasikan perbandingan massa TiO2 dan karbon aktif

tempurung kelapa. Perbandingan variasi antara TiO2 – karbon aktif

tempurung kelapa terdapat 5 variasi yaitu TiO2 : KATK (100:0);

TiO2 : KATK (40:60); TiO2 : KATK (50:50); TiO2 : KATK (60:40);

TiO2 : KATK (0:100) dengan massa total 220 gram.

TiO2 + Karbon Aktif

TiO2 + karbon aktif tempurung kelapa dengan variasi

massa 220 gram ditambahkan aquades 400 ml.

Diaduk dengan magnetic stirer selama 5 jam.

Dan dilakukan ultrasicator selama 30 menit.

Disaring menggunakan kertas Whatmen 42.

A

41

3.9.4 Pengolahan Limbah Menggunakan Metode Fotokatalis

TiO2:Karbon Aktif untuk Pengukuran Parameter Warna

Pengolahan limbah dengan metode fotokatalisis TiO2 : Karbon

Aktif ini menggunakan reaktor batch. Dengan perbandingan variasi

antara TiO2 – karbon aktif terdapat 5 variasi yaitu TiO2 : KATK

(100:0); TiO2 : KATK (40:60); TiO2 : KATK (50:50); TiO2 : KATK

(60:40); TiO2 : KATK (0:100). Penyinaran dilakukan selama waktu

kontak berlangsung.

Sampel Air Limbah industri

tekstil batik

500 ml sampel air limbah ditambahkan 15 gr TiO2-karbon

aktif dimasukan kedalam beaker glass dan dimasukan

didalam reaktor.

Diaduk menggunakan magnetik stirer dengan kecepatan 100

rpm dan dilakukan penyinaran selama waktu pengontakan.

Dilakukan waktu kontakan selama (0, 15, 30, 45, 60,75, 90,

105, 120, 135, 150, 165, dan 180) menit.

TiO2 + Karbon Aktif

terbentuk

Dikeringkan didalam oven pada suhu 120OC selama 5 jam

sampai kering.

Difurnace dengan temperatur 300OC selama 2 jam.

Sintesis karbon aktif-TiO2

A

A

42

3.9.5 Pengolahan Limbah Menggunakan Metode Fotokatalis

TiO2:Karbon Aktif untuk Pengukuran parameter COD.

Pengolahan limbah dengan metode fotokatalis TiO2 : Karbon

Aktif ini menggunakan reaktor batch. Dengan perbandingan variasi

antara TiO2 – karbon aktif terdapat 5 variasi yaitu TiO2 : KATK

(100:0); TiO2 : KATK (40:60); TiO2 : KATK (50:50); TiO2 : KATK

(60:40); TiO2 : KATK (0:100). Penyinaran dilakukan selama waktu

pengkontak berlangsung.

Sampel air limbah cair

industri tekstil batik setelah

pengolahan

Hasil

Dilakukan pengujian parameter warna menggunakan

spektofotometri

Sampel Air Limbah industri

tekstil batik

500 ml sampel air limbah ditambahkan 15 gr TiO2-karbon

aktif dimasukan kedalam beaker glass dan dimasukan

didalam reaktor.

Diaduk menggunakan magnetik stirer dengan kecepatan 100

rpm dan dilakukan penyinaran selama waktu pengontakan.

Dilakukan waktu kontakan selama (0, 45, 90, 135 dan 180)

menit.

A

A

43

3.10 Pengolahan Data

3.10.1 Metode Analisa

Air limbah sebelum dan setelah dilakukan pengolahan

menggunakan metode fotokatalis TiO2 - karbon aktif di analisa

kembali untuk mengetahui persentase removal setelah proses

fotokatalis. Parameter yang akan dilakukan analisis yaitu warna dan

COD. Metode analisis limbah cair digunakan berdasarkan Standar

Nasional Indonesia (SNI).

Tabel 3.6 Parameter Penelitian dan Metode Analisa

3.10.2 Perhitungan Penurunan Efisiensi Warna dan COD

Penurunan efisiensi warna dan COD dapat dihitung

berdasarkan selisih tiap parameter yang dianalisa sebelum proses

pengolahan dan setelah melalui metode pengolahan.

No. Parameter Metode Analisa

1 Warna Spektrofotomeri

2COD (Chemical

Oxygen Demand)Refluks

Sampel air limbah cair

industri tekstil batik setelah

pengolahan

Hasil

Dilakukan pengujian parameter COD menggunakan

refluks tertutup.

A

44

1. Penurunan efisiensi parameter warna dapat dihitung dengan

cara :

% 𝑟𝑒𝑚𝑜𝑣𝑎𝑙 𝑤𝑎𝑟𝑛𝑎 =𝐴 − 𝐵

𝐴 𝑋 100 %

Dimana :

A = Nilai parameter sebelum pengolahan

B = Nilai parameter warna setelah pengolahan

2. Penurunan efisiensi parameter COD (Chemical Oxygen

Demand) dapat dihitung dengan cara :

% 𝑟𝑒𝑚𝑜𝑣𝑎𝑙 𝐶𝑂𝐷 =𝐴 − 𝐵

𝐴 𝑋 100 %

Dimana :

A = Nilai parameter COD sebelum pengolahan

B = Nilai parameter COD setelah pengolahan

3.11 Analisa Data

Pada tahap ini dilakukan analisa data yang diperoleh dari tahapan-

tahapan yang telah dilakukan. Data-data yang diperoleh dari hasil pengolahan

data tersebet dilakukan perbandingan komposisi massa fotokatalitis TiO2 -

karbon aktif tempurung kelapa yang paling efektif dalam menurunkan

parameter warna dan COD. Serta mengetahui waktu kontak optimum

fotokatalitis TiO2 - karbon aktif tempurung kelapa yang paling efektif dalam

menurunkan parameter warna dan COD.

3.12 Kesimpulan dan Saran

Tahap ini merupakan tahap akhir dimana pada tahap ini dapat ditarik

kesimpulan terhadap analisis data pada penelitian yang telah dilakukan oleh

peneliti. Saran ditujukan kepada peneliti agar kedepannya penelitian ini

didapatkan hasil yang maksimal.

45

3.13 Diagram Alir Penelitian

Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitihan

46

Gambar 3.2 Diagram alir penelitihan

47

BAB 4

ANALISIS DAN PEMBAHASAN

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui karakterisasi karbon aktif

tempurung kelapa, Titanium Dioksida (TiO2), dan sintesis Titanium Dioksida

(TiO2)-karbon aktif tempurung kelapa. Pengujian karakterisasi meliputi kualitas

karbon aktif menurut Standar Nasional Indonesia (SNI) 06-3730-1995, uji

Scanning Electron Microscope (SEM), X-ray powder diffraction (XRD), dan

Fourier Transform Infra Red (FTIR). Selain itu penelitian ini bertujuan untuk

mengetahui efisiensi pengaruh perbandingan massa TiO2-karbon aktif tempurung

kelapa dan waktu kontak dalam penurunaan kadar Chemical Oxygen Demand

(COD) dan warna yang ada dalam limbah cair tekstil batik.

4.1 Karakterisasi Karbon Aktif Tempurung Kelapa, TiO2, dan Sintesis

TiO2-Karbon Aktif Tempurung Kelapa

4.1.1 Kualitas Karbon Aktif Tempurung Kelapa

Pengujian kualitas karbon aktif tempurung kelapa pada

penelitian ini akan diverifikasi dengan Standar Nasional Indonesia

(SNI) 06-3730-1995 tentang syarat mutu karbon aktif teknis powder

meliputi nilai kadar air, kadar zat yang mudah menguap, kadar abu,

karbon aktif murni, dan daya serap iodin. Pengujian kualitas karbon

aktif digunakan untuk mengetahui karbon aktif tempurung kelapa

telah sesuai standar teknis arang teknis yang akan digunakan sebagai

adsorben dan material pendukung dalam proses sintesis. Pengujain

kualitas arang aktif digunakan sebagai indikator syarat mutu karbon

aktif menurut SNI yang akan digunakan sebagai bahan adsorben.

Kualitas karbon aktif tempurung kelapa dapat dilihat pada Tabel 4.1.

48

Tabel 4.1 Kualitas Karbon Aktif Tempurung Kelapa

No. Pengujian Satuan Persyaratan* Hasil

Analisis

1. Kadar Air % Maks. 15 5

2.

Bagian yang hilang

pada pemanasan

950OC

% Maks. 25 24,7

3. Kadar Abu % Maks. 10 6,9

4. Karbon Aktif

Murni % Min. 65 68,4

5.

Daya Serap Iodin

- Sebelum Aktivasi mg/g Min. 750

375

- Sesudah Aktivasi 824,18

Sumber : * Standar Nasional Indonesia (SNI) 06-3730-1995

Kadar Air

Kadar air yang diperoleh yaitu sekitar 5% dimana masih dalam

persyaratan arang aktif teknis sesuai dengan Standar Nasional

Indonesia (SNI) 06-3730-1995 berbentuk powder dengan

persyaratan maksimal 15%. Kadar air ditentukan untuk mengetahui

sifat higroskopis karbon aktif. Menurut Esterina dan Herlina (2015),

kadar air karbon aktif yang rendah menunjukan keberhasilan

aktivator kimia yaitu ZnCl2 dalam mengikat molekul air yang

terkandung dalam karbon aktif selama proses aktivasi. Kadar air

mempengaruhi luas permukaan karbon aktif, sehingga semakin

tinggi kadar air dalam karbon aktif, maka pori-pori dari karbon aktif

tertutup oleh air. Hal ini akan berpengaruh terhadap luas permukaan

dari karbon aktif (Fauziah, 2009).

49

Kadar Zat Mudah Menguap

Kadar zat mudah menguap yang diperoleh yaitu sekitar 24,7%

dimana masih dalam persyaratan arang aktif teknis sesuai dengan

Standar Nasional Indonesia (SNI) 06-3730-1995 berbentuk powder

dengan persyaratan maksimal 25%. Kadar zat menguap pada karbon

aktif merupakan banyaknya zat yang menguap pada suhu 950OC.

Besarnya kadar zat mudah menguap mengarah kepada kemampuan

daya serap dari arang aktif. Kadar zat mudah menguap yang tinggi

akan mengurangi daya serap arang aktif tersebut (Verlina, 2014).

Kadar Abu

Kadar abu yang diperoleh hasil analisis yaitu sekitar 6,9%



dengan persyaratan maksimal 10%. Kadar abu bertujuan untuk

menentukan kandungan oksida logam yang masih terdapat dalam

karbon aktif tempurung kelapa. Besarnya nilai kadar abu dapat

mempengaruhi daya serap arang aktif tersebut, baik gas maupun

larutan karena kandungan mineral yang terdapat dalam abu seperti

kalsium, kalium, magnesium, dan natrium akan menyebar dalam

kisi-kisi. Kadar abu yang berlebihan dapat menyebabkan terjadinya

penyumbatan pori-pori karbon aktif sehingga luas permukaan

karbon aktif menjadi berkurang (Jamilatun dkk., 2015).

Karbon Aktif Murni

Karbon aktif murni yang diperoleh yaitu sekitar 68,4%



dengan persyaratan minimal 65%. Kadar karbon murni bertujuan

untuk mengetahui kandungan karbon yang terikat setelah proses

karbonasi dan aktivasi. Tingginya nilai karbon aktif murni di

50

pengaruhi oleh kandungan seulosa dari bahan baku tempurung

kelapa. Menurut Pari (2004) tinggi rendahnya kadar karbon terikat

yang dihasilkan selain di pengaruhi oleh tinggi rendahnya kadar abu

dan zat terbang juga dipengaruhi oleh kandungan selulosa dan lignin

yang dapat dikonversi menjadi atom karbon.

Daya Serap Iodin

Daya serap Iodin yang diperoleh yaitu sekitar 824,18 mg/g



dengan persyaratan minimal 750 mg/g. Karbon aktif yang memiliki

kemampuan menyerap iodin yang lebih tinggi berarti memiliki luas

permukaan yang lebih besar dan juga memiliki struktur mikropori

dan mesopori yang lebih besar (Suzuki dkk., 2007). Bilangan iodin

digunakan untuk mengetahui luas permukaan karbon aktif,

dilakukan pengujian iodin sebelum dan sesudah aktivasi untuk

mengetahui perbedaan luas permukaannya. Karbon aktif yang

diaktivasi menggunakan ZnCl2 mengalami peningkatan bilangan

iodin yaitu dari 375 mg/g menjadi 824,18 mg/g. Ini dapat dikatakan

proses aktivasi karbon aktif menggunakan ZnCl2 telah berhasil

karena terjadi peningkatan daya serap iodin tempurung kelapa

sebelum di aktivasi dan sesudah diaktivasi. Semakin besar angka

iodin maka semakin besar pula kemampuan karbon aktif dalam

mengadsorpsi adsorbat. Jadi semakin tinggi daya serap iodin karbon

aktif maka semakin baik kualitas karbon aktif.

4.1.2 Karakterisasi Morfologi Karbon Aktif Tempurung Kelapa

Melalui Analisis Scanning Electron Microscope (SEM)

Morfologi karbon aktif tempurung kelapa dilakukan analisa

sebelum dan setelah diaktivasi menggunakan ZnCl2 10%

51

diidentifikasi dengan menggunakan Scanning Electron Microscope

(SEM). Hasil pengujian SEM dapat dilihat pada Gambar 4.1

Gambar 4.1 SEM Karbon Aktif Perbesaran 2500 kali (a) Sebelum Aktivasi dan

(b) Setelah Aktivasi

Pada Gambar 4.1 merupakan hasil morfologi tempurung

kelapa menggunakan analisa Scanning Electron Microscope (SEM),

karbon aktif tempurung kelapa sebelum dan sesudah aktivasi

menggunakan ZnCl2 10% tidak terlihat perubahan yang signifikan.

Pengujian lain dilakukan untuk membuktikan bahwa terjadi

perubahan luas permukaan setelah proses aktivasi yaitu dilakukan

pengujian daya serap iodin yang telah dibahas di sub bab kualitas

karbon aktif teknis. Daya serap iodin dapat mengalami peningkatan

karena arang diaktivasi dengan bahan-bahan kimia. Daya serap iodin

merupakan nilai yang digunakan untuk memperkirakan luas

permukaan spesifik dari karbon aktif (Jankowska dkk., 1991).

Struktur pori ini erat kaitannya dengan daya serap karbon, dimana

semakin banyak pori-pori pada permukaan karbon aktif maka daya

adsorpsinya juga semakin meningkat. Dengan demikian kecepatan

adsorpsinya akan bertambah (Laos, 2016).

(a) (b)

52

4.1.3 Analisis FTIR Karbon Aktif Tempurung Kelapa, TiO2, dan

Sintesis TiO2-Karbon Aktif Tempurung Kelapa

Karakterisasi menggunakan FTIR digunakan untuk

mengetahui gugus fungsi yang ada pada karbon aktif tempurung

kelapa, TiO2, dan sintesis TiO2-karbon aktif tempurung kelapa.

Berdasarkan hasil analisa, diperoleh spektrum mengenai gugus

fungsi karbon aktif tempurung kelapa, TiO2, dan sintesis TiO2-

karbon aktif tempurung kelapa dapat dilihat pada Gambar 4.2 dan

Gambar 4.3

Gambar 4.2 Analisa Gugus Fungsi FTIR Karbon Aktif Tempurung Kelapa

Analisis dari gugus fungsi FTIR karbon aktif tempurung

kelapa yang terlihat akan diverifikasi dengan Identifikasi modus

vibrasi karbon aktif dapat dilihat dari Tabel 4.1

53

Tabel 4.2 Identifikasi Modus Vibrasi Karbon Aktif

No. Frekuensi daerah

serapan (cm-1)

Implementasi gugus

Fungsional

1. 3300-3500 Adanya gugus fungsi O-H

2. 1570-1580 Menandakan vibrasi C=C

streaching band

3. 1000-1260 Adanya gugus C-O in

carboxylic acid

4. 400-700 Adanya ikatan C-C Steatching

Sumber : (Fan, Dai & Huang., 2012).

Hasil spektrum FTIR karbon aktf tempurung kelapa pada Gambar

4.2 menunjukan terdapatnya puncak-puncak pada bilangan

gelombang 3323,90; 1574,96; 1150,21; dan 464,19 cm-1. Terdapat

puncak serapan ulur pada panjang gelombang 3323,90 cm-1

menandakan adanya gugus hidroksil O-H atau air yang teradorpsi

oleh karbon aktif. Bilangan gelombang 1574,96 cm-1 menandakan

adannya gugus fungsi C=C streaching band karbon aktif tempurung

kelapa. Terbaca pita serapan pada bilangan gelombang 1150,21cm-1

menadakan adanya gugus C-O. Serapan pada panjang gelombang

464,18 cm-1 menandakan adanya vibrasi C-C Sreatching.

54

Gambar 4.3 Analisa Gugus Fungsi FTIR TiO2, dan Sintesis TiO2-Karbon

Aktif Tempurung Kelapa

Analisis dari gugus fungsi FTIR TiO2 dan sintesis TiO2-karbon

aktif tempurung kelapa yang terbaca akan diverifikasi dengan

identifikasi modus vibrasi TiO2 dan sintesis TiO2-karbon aktif

tempurung kelapa yang dapat dilihat pada Tabel 4.3

Tabel 4.3 Identifikasi Modus Vibrasi TiO2 dan Sintesis TiO2-Karbon Aktif

Tempurung Kelapa

No. Frekuensi daerah

serapan (cm-1)

Implementasi

gugus Fungsional Sumber

1. 400-1000 ikatan Ti-O-Ti (Septiani dkk.,

2015).

2. 1200-1600 ikatan Ti-O-C (Lubis dkk.,

2016).

Hasil spektrum gugus fungsi dari Titanium Dioxida (TiO2)

pada Gambar 4.3.a hasil spektrum bilangan gelombang tidak terbaca

adanya bilangan gelombang, akan tetapi dapat dilihat adanya pita

55

serapa pada vibrasi tekuk bilangan gelombang antara 400-800 cm-1

yang menandakan adanya ikatan Ti-O-Ti yang membuktikan adanya

Titanium Diokida (TiO2).

Spektrum FTIR sintesis TiO2 -karbon aktif tempurung kelapa

dengan massa (40:60) pada Gambar 4.3.b terdapat serapan pada

bilangan gelombang yang terbaca yaitu 1574,39 dan 437,39 cm-1.

Pada pita serapan bilangan gelombang 1574,39 cm-1 menunjukan

adanya ikatan Ti-O-C yang adanya interaksi antara karbon dan TiO2

yang merupakan interaksi fisika. Pada pita serapan bilangan

gelombang 437,39 cm-1 menandakan adanya ikatan Ti-O-Ti yang

menunjukan ikatan dari titanium dioksida.

Pada spektrum FTIR sintesis TiO2-karbon aktif tempurung

kelapa dengan massa (50:50) pada Gambar 4.3.c terdapat serapan

pada daerah 1577,54 dan 446,86 cm-1. Pada serapan bilangan

gelombang 1577,54 cm-1 hampir sama dengan Gambar 4.3.b yang

mendakan adanya gugus fungsi dari Ti-O-C. Sedangkan pada

serapan bilangan gelombang 446,86 cm-1 menandakan adanya ikatan

Ti-O-Ti, ini mengidentifikasikan ikatan dari titanium dioksida.

Pada Gambar 4.3.d hasil spektra FTIR sintesis TiO2-karbon

aktif tempurung kelapa dengan massa (60:40) menunjukan adanya

serapan pada bilangan gelombang 429,66 cm-1 yang menandakan

adanya ikatan Ti-O-Ti dari titanium dioksida. Pada perbandingan

massa ini tidak terbaca gugus fungsi Ti-O-C, akan tetapi setelah

dilakukan pengujian setelah proses fotokatalis terbaca pita serapan

pada bilangan gelombang 1582,01 cm-1 yang menandakan adanya

gugus Ti-O-C.

56

4.1.4 Analisis XRD Karbon Aktif Tempurung Kelapa, TiO2, dan


Karakterisasi menggunakan XRD (X-Ray Diffraction)

digunakan untuk mengidentifikasi titik puncak dari kristal dan tipe

kristal suatu sampel. Dalam analisis hasil dari data XRD untuk

sintesis TiO2-karbon aktif tempurung kelapa akan dibandingkan

dengan data XRD dari TiO2. Hasil XRD karbon aktif tempurung

kelapa dapat dilihat pada Gambar 4.4 dan XRD TiO2 dan sintesis

TiO2 – karbon aktif tempurung kelapa dapat dilihat pada Gambar 4.5

Gambar 4.4 Hasil analisa XRD Karbon Aktif Tempurung Kelapa

Hasil difragtogram karbon aktif tempurung kelapa diketahui

bahwa karbon aktif tempurung kelapa mempunyai bentuk amorf.

Hal ini ditunjukan pada pola XRD karbon aktif tempurung kelapa

memperlihatkan hasil bentuk puncak tidak tajam dan jangkauan

sudut yang lebar, hal ini menandakan bahwa sampel karbon aktif

berbentuk amorf dan hasil telah diverifikasi dengan data JCPDS No.

00-023-0064. Dapat dilihat pula puncak yang terbentuk strukturnya

bukan berbentuk kristal tetapi berbentuk amorf, karena struktur

kristal biasanya memiliki banyak puncak yang periodik sedangkan

dari hasil XRD terlihat satu puncak. Diketahui pula bahwa struktur

57

kristal memiliki puncak-puncak energi yang tajam dan sempit

bahkan satu buah garis lurus tetapi pada grafik tidak menunjukan

ciri-ciri struktur kristal. Sehingga dapat dikatakan bahwa struktur

dari karbon aktif tempurung kelapa adalah amorf (Malik, 2013).

Pada hasil XRD karbon aktif tempurung kelapa menghasilkan sudut

puncak 2Ө yang terbaca yaitu 11,06O.

Gambar 4.5 Hasil Analisa XRD TiO2 dan Sintesis TiO2-Karbon Aktif

Tempurung Kelapa

Berdasarkan Gambar 4.5 hasil analisa XRD TiO2 dan sintesis

TiO2-karbon aktif yang telah diverifikasi berdasarkan data JCPDS

Anatase

58

no.21-1272 pada posisi dan letak 2Ө = 25,40, 38,1ᴼ, 48,2ᴼ, 53,9ᴼ dan

55,1ᴼ memiliki intensitas puncak yang merupakan ciri khas pola

difraksi TiO2 anatase. Berdasarkan hasil analisis dari sintesis TiO2-

karbon aktif tempurung kelapa tersebut, dengan adanya penambahan

karbon pada TiO2 tidak berpengaruh terhadap perubahan pola

difraksi sinar X dari TiO2 karena karbon aktif terlihat pada sudut

11,06ᴼ, akan tetapi terjadi perubahan intensitas dari TiO2. Material

hasil sintesis TiO2-karbon aktif tempurung kelapa menujukan bahwa

material hasil sintesis masih ke dalam fasa TiO2 anatase. Dimana

fasa anatase memiliki aktivitas yang lebih tinggi, memiliki luas

permukaan lebih besar, dan ukuran partikel yang lebih kecil dari fasa

yang lainnya (Matthews, 1992). Fasa anatase sangat cocok dan baik

digunakan untuk aplikasi fotokatalis dalam limbah cair.

4.2 Hasil Proses Fotokatalis Karbon Aktif Tempurung Kelapa, TiO2 dan


4.2.1 Pengaruh Massa dan Waktu Kontak Karbon Aktif Tempurung


Kelapa dalam Penurunan Parameter COD

Limbah industri tekstil batik mengandung bahan pencemar

yang tinggi, sehingga perlu dilakukan alternalif pengolahan air

limbah. Pada penelitian ini dilakukan pengolahan limbah cair

industri tekstil batik menggunakan metode fotokatalis. Metode

fotokatalis yang digunakan pada penelitian ini menggunakan TiO2-

karbon aktif tempurung kelapa. Salah satu yang mempengaruhi hasil

fotokatalis yaitu perbandingan massa antara TiO2 dan karbon aktif

tempurung kelapa. Selain dari perbandingan massa, waktu kontak

juga mempengaruhi hasil removal dari metode fotokatalis. Pada

penelitian ini menggunakan variasi perbandinggan massa TiO2-

karbon aktif tempurung kelapa (0:100; 40:60; 50:50; 60:40; 100:0)

dan dilakakukan waktu kontak (45, 90, 135 dan 180 menit). Hasil

59

removal dari metode fotokatalis pada penelitihan ini dapat dilihat

pada Gambar 4.6.

Gambar 4.6 Pengaruh Perbandingan Massa dan Waktu Kontak Terhadap Hasil

Removal COD

Setelah melalui metode pengolahan limbah cair tekstil batik

didapatkakan hasil persen removal yang dapat dilihat pada Gambar

4.6. Pengolahan menggunakan metode fotokatalis dengan

perbandingan massa TiO2-karbon aktif (0:100) mengalami kenaikan

removal pada waktu kontak ke 45 dan 90 menit. Akan tetapi, setelah

waktu kontak ke 135 dan 180 menit mengalami penurunan removal

dan dihasilkan persen removal tertinggi pada waktu kontak ke 90

menit sebesar 79,46 %. Pada waktu kontak 135 dan 180 menit

karbon aktif sudah tidak mampu mengadsorbsi polutan dalam

limbah cair. Hal ini terjadi karena kemampuan karbon aktif dalam

mengadsorbsi berkurang. Berkurangnya kemampuan karbon aktif

disebabkan karena pori-pori pada permukaan karbon telah jenuh

yang mengakibatkan terjadinya proses desorpsi. Pada waktu kontak

135 menit adsorben telah mencapai titik jenuh dalam proses

adsorpsi, sehingga proses penyerapan menurun setelah tercapai

60

waktu optimum. Hal ini disebabkan karena kemampuan karbon aktif

dalam menyerap COD berkurang. Penyebab berkurangnya

kemampuan karbon aktif karena pori-pori pada permukaannya telah

tertutup oleh molekul yang diserapnya (Kasam dkk., 2005). Taba

dkk., (2004) mengatakan jumlah zat yang terserap cenderung

menurun disebabkan karena telah jenuhnya semua pusat aktif yang

terdapat pada permukaan adsorben. Pada keadaan jenuh, laju

adsorpsi menjadi berkurang karena molekul adsorbat yang telah

terserap kembali kedalam larutan. Sukarta (2014) menyatakan

jumlah zat yang diadsorpsi pada permukaan adsorben merupakan

proses berkesetimbangan, sebab laju peristiwa adsorpsi disertai

dengan terjadinya desorpsi.

Pada hasil analisis sintesis TiO2-karbon aktif tempurung

kelapa mengalami kenaikan seiring dengan lamanya waktu kontak

dengan air limbah tekstil batik. Perbandingan massa TiO2-karbon

aktif tempurung kelapa (40:60) dihasilkan persen removal tertinggi

sebesar 78,95 % pada waktu kontak 180 menit. TiO2-karbon aktif

tempurung kelapa dengan perbandingan massa (50:50) didapatkan

persen removal tertinggi sebesar 79,12 % pada waktu kontak 180

menit. Perbandingan massa TiO2-karbon aktif tempurung kelapa

dengan perbandingan massa (60:40) memiliki persen removal

tertinggi pada waktu kontak 180 menit sebesar 79,60%. Hasil

sintesis TiO2-karbon aktif tempurung kelapa dengan adanya

penambahan TiO2 dan lamanya waktu kontak menyebabkan

semakin besar banyak energi foton terserap oleh fotokatalis sehingga

bahan organik yang terdegradasi akan semakin meningkat pula,

karena katalis membentuk radikal •OH yang lebih banyak

mendegradasi bahan organik. Penggunakan karbon aktif sebagai

penyangga antara lain adalah mampu mengadsorpsi banyak polutan

organik sesuai dengan banyaknya titanium dioksida (TiO2) yang

ditambahkan, sehingga laju fotooksidasi meningkat. Selain itu,

61

berdasarkan penelitian yang telah dilakukan diketahui bahwa

penggunaan adsorben sebagai penyangga dapat meningkatkan laju

fotodegradasi berbagai polutan (Torimoto, 1996). Pada proses

fotokatalis-adsorbsi membuat adsorben membutuhkan waktu lama

untuk menjadi jenuh, sehingga proses fotodegradasi berlangsung

lebih lama dan efisien. Selain itu, adsorben yang digunakan tidak

perlu dilakukan regenerasi karena polutan yang menempel pada

adsorben akan didegradasi secara in situ oleh fotokatalis sehingga

kejenuhan dari adsorben berlangsung lebih lama (Tomito, 1996).

Pada hasil analisis perbandingan massa TiO2-karbon aktif

tempurung kelapa (100:0) didapatkan persen removal tertinggi

sebesar 78,68% dengan lama waktu kontak 180 menit. Lamanya

waktu kontak menghasilkan persen removal meningkat pula. Hal ini

disebabkan karena banyaknya elektron mengalami loncatan dari pita

valensi kepita konjuksi sehingga menghasilkan banyak hole (h+)

membentuk radikal hidroksil yang mampu mendegradasi bahan

organik lebih banyak (Patiung dkk., 2014). Waktu kontak yang

dilakukan pada setiap perbandingan massa mempengaruhi kenaikan

persen degradasi dalam menurunkan kandungan COD (Chemical

Oxygen Demand) pada limbah cair tekstil batik, karena semakin

lama waktu kontak maka kontak fotokatalis dengan sinar (hv) atau

foton dapat menghasilkan radikal hidoksil •OH sehingga mampu

meningkatkan aktivitas fotodegradasi.

Selama waktu kontak dan lamanya penyinaran mengakibatkan

terjadinya interaksi dengan TiO2 yang menyebabkan terbentuknya

radikal hidroksil •OH karena penyinaran menyebakan penyerapan

energi foton yang dapat mendegradasi bahan organik. Mekanisme

reaksi pada fotodegradasi TiO2 dapat dilihat pada persamaan berikut:

TiO2 + hv → TiO2 (e-+ h+) (1)

h+ + H2O → H+ + •OH (2)

62

h+ + OH- → •OH (3)

e- + O2 → O2- (4)

2O2-+ 2H2O → 2 •OH + 2OH- + O2 (5)

•OH + bahan organik → CO2 + H2O (6)

Proses fotodegradasi akan diawali dengan loncatan elektron

dari pita valensi ke pita konduksi sehingga menghasilkan lubang

(hole h+). Hole (h+) kemudian akan bereaksi dengan air

menghasilkan radikal •OH yang merupakan pengoksidasi kuat,

sementara e- bereaksi dengan oksigen membentuk superoksida dan

bereaksi lebih lanjut dengan air menghasilkan •OH yang akan

mendegradasi bahan organik menjadi senyawa yang ramah

lingkungan (Aryanto dan Irwan, 2014).

Pada hasil proses fotokatalis didapatkan persen removal

tertinggi dengan perbandingan massa TiO2-karbon aktif tempurung

kelapa (60:40) sebesar 79,60% dengan waktu kontak 180 menit.

Pada proses fotokatalis TiO2 yang disangga oleh karbon aktif dengan

kemampuan adsorpsinya yang kuat akan menyerap sejumlah besar

polutan organik untuk kemudian mengalami reaksi didalam fasa

yang teradsorpsi (Fogler, 1992). Semakin banyak TiO2 di dalam

fotokatalis akan meningkatkan jumlah pasangan hole dan elektron

yang dihasilkan, sedangkan jumlah foton yang dipakai untuk

mengoksidasi bahan organik mempunyai nilai yang sama untuk

masing-masing katalis. Hal ini menyebabkan bahan organik yang

terkonversi menjadi CO2 dan H2O menjadi lebih banyak (Alaman,

1997).

4.2.2 Pengaruh Massa dan Waktu Kontak Karbon Aktif Tempurung


Kelapa dalam Penurunan Parameter Warna

Pada proses pembuatan batik menghasilkan limbah cair yang

berwarna. Seringkali dalam pembuatannya menggunakan bahan

pewarna sintetis, pewarna sintetis bersifat non biodegradable bagi

63

lingkungan. Sehingga perlu dilakukan pengolahan air limbah,

metode alternatif pengolahan limbah tekstil yaitu menggunakan

metode fotokatalis. Dimana penelitian ini menggunakan fotokatalis

TiO2-karbon aktif tempurung kelapa. Salah satu yang

mempengaruhi hasil fotokatalis yaitu perbandingan massa antara

TiO2 dan karbon aktif tempurung kelapa. Selain dari perbandingan

massa, waktu kontak juga mempengaruhi hasil removal dari metode

fotokatalis. Penelitian ini menggunakan variasi perbandinggan

massa TiO2-karbon aktif tempurung kelapa (0:100; 40:60; 50:50;

60:40; 100:0) dan waktu kontak (15,30,45,60, 75, 90, 105, 120, 135,

150, 165, dan 180) menit. Didapatkan hasil analisis persen removal

dari metode fotokatalis untuk menurunkan warna dapat dilihat pada

Gambar 4.7.

Gambar 4.7 Pengaruh Perbandingan Massa dan Waktu Kontak Terhadap Hasil

Removal Warna

Pengolahan warna menggunakan metode fotokatalis

didapatkan hasil persen removal yang dapat dilihat pada Gambar 4.7.

Pengolahan limbah tekstil batik menggunakan perbandingan massa

TiO2-karbon aktif tempurung kelapa (0:100) menghasilkan persen

removal 44,14% dengan waktu kontak 105 menit. Saat waktu kontak

15 sampai 105 menit mengalami kenaikan persen removal, setelah

64

menit ke 120 karbon aktif mengalami penurunan removal karena

karbon aktif sudah pada titik jenuh. Terjadinya peningkatan adsorpsi

diakibatkan belum jenuhnya situs aktif pada permukaan adsorben

sehingga semakin tinggi konsentasi zat warna maka akan semakin

banyak molekul zat warna yang teadsorpsi (Cool, 1998). Penurunan

jumlah molekul yang teradsorpsi menunjukan permukaan adsorben

yang digunakan telah melewati titik jenuh sehingga pori-pori pada

permukaan adsorben sehingga tidak mampu lagi mengikat molekul-

molekul zat warna yang masih tersisa pada larutan. Setiap adsorben

memiliki kapasitas adsorpsi dimana tercapainya titik jenuh dalam

proses adsorpsi, sehingga diperlukan proses regenerasi atau

penggantian adsorben baru untuk meningkatkan daya serap dari

adsorben.

Pada hasil analisis sintesis TiO2-karbon aktif tempurung

kelapa dengan perbandingan massa (40:60) didapatkan persen

removal tertinggi pada waktu kontak 150 menit sebesar 29,63%.

Pada massa TiO2-karbon aktif tempurung kelapa 60:40, kenaikan

removal parameter warna terjadi pada waktu kontak 15 menit sampai

150 menit yang kemudian terjadi penurunan removal pada waktu

kontak ke 165 menit. Pada waktu kontak 165 menit hasil removal

mengalami penurunan, ini disebabkan karena pada penambahan

karbon aktif yang tidak merata pada permukaan fotokatalis,

mengakibatkan pori-pori dari karbon aktif tertutup oleh polutan yang

diserap, sehingga polutan yang teradsorbsi oleh karbon aktif

semakin menurun dan menjadi cepat jenuh serta mengakibatkan

menurunnya aktivitas dari fotokatalis (Riyani, 2008). TiO2-karbon

aktif tempurung kelapa dengan perbandingan massa (50:50)

berdasarkan hasil analisis seiring lamannya waktu kontak diperoleh

kenaikan removal parameter warna semakin meningkat pula. Pada

perbandingan massa 50:50 didapatkan persen removel tertinggi

sebesar 27,16% dengan lama waktu kontak 180 menit. Perbandingan

65

massa TiO2-karbon aktif tempurung kelapa dengan perbandingan

massa (60:40) memiliki persen removal tertinggi pada waktu kontak

180 menit sebesar 21,30%. Massa TiO2-karbon aktif tempurung

kelapa 60:40 selalu meningkat seiring lamanya waktu kontak. Dari

hasil sintesis TiO2-karbon aktif tempurung kelapa memiliki persen

removal yang sedikit dibandingkan dengan hasil dari adsorbsi

karbon aktif saja. Pengunaan perbandingan sintesis menyebabkan

penurunan persen removal zat warna. Hal ini disebabkan karena

turbiditas (kekeruhan) dari air limbah batik tekstil yang diakibatkan

karena tingginya konstentrasi dari zat warna. Apabila sinar UV sulit

menembus larutan, maka sistem fotokatalis TiO2-karbon aktif

tempurung kelapa akan menyerap lebih sedikit energi dari sinar UV.

Akibatnya elektron yang tereksitasi dari pita valensi ke pita konduksi

menjadi lebih sedikit, sehingga radikal hidroksil •OH yang terbentuk

juga menjadi lebih sedikit, karena itu persen penurunan zat warna

juga ikut menurun (Teng Ong dkk., 2012).

Massa TiO2-karbon aktif tempurung kelapa (100:0) dari hasil

analisa didapatkan persen removal tertinggi waktu ke 180 menit

dengan hasil 20,06%. Proses fotokatalis menjadi lambat karena

tingginya kekeruhan akibat katalis berbentuk serbuk menyebabkan

menurunnya penangkapan energi foton dan menghambat

terbentuknya proses oksidasi (h+) dan reduksi (e-) pada katalis TiO2.

Akan tetapi, lamanya waktu kontak dan penyinaran disertai dengan

meningkatnya proses fotodegradasi. Semakin lamanya penyinaran

maka sinar foton yang meradiasi TiO2 semakin banyak, sehingga

hole yang bereaksi H2O untuk membentuk •OH juga semakin

banyak (Dermawan, 2013).

Berdasarkan proses fotokatalis dengan perbandingan massa

TiO2-karbon aktif temurung kelapa didapatkan persen removal

tertinggi pada massa (0:100) dimana perbandingan massa ini tidak

ada penambahan dari TiO2. Hal ini terjadi karena pengaruh

66

peningkatan dari turbiditas (kekeruhan) akibat katalis berbentuk

serbuk menyebabkan menurunnya penangkapan energi foton dan

menghambat terbentuknya proses oksidasi (h+) dan reduksi (e-) pada

katalis TiO2. Selain itu tubiditas (kekeruhan) larutan sangat

berpengaruh terhadap absorbsi sinar yang berkaitan dengan jumlah

atau banyaknya partikel yang dapat menangkap energi foton dan

menghasilan oksidan reaktif untuk mendegradasi senyawa organik.

Jumlah partikel serbuk yang melewati titik jenuh dapat

menyebabkan larutan menjadi sangat keruh sehingga tidak mampu

menyerap sinar dengan baik, bahkan dapat menghamburkan sinar

dan dapat mengurangi penangkapan energi foton (Cahyorini, 2012).

4.3 Karakterisasi FTIR Setelah Proses Pengolahan Menggunakan Metode

Fotokatalis

Pengujian FTIR setelah dilakukan proses pengolahan metode

fotokatalis digunakan untuk mengidentifikasi perubahan gugus fungsi pada

sintesis TiO2-karbon aktif tempurung kelapa sebelum dan sesudah

pengolahan menggunakan metode fotokatalis. Hasil analisis FTIR sebelum

dilakukan pengolahan dan setelah dilakakukan pengolahan dapat dilihat pada

Gambar 4.8.

67

Gambar 4.8 Hasil Analisis FTIR Sebelum dan Setelah Pengolahan

Hasil FTIR yang dilakukan pengujian sebelum dan sesudah proses

fotokatalis yaitu perbandingan massa TiO2-karbon aktif tempurung kelapa

60:40 karena memiliki persen removal tertinggi yaitu sebesar 79,60 %. Pada

hasil FTIR sebelum dilakukan pengolahan menggunakan metode fotokatalis

didapatkan serapan tajam pada panjang gelombang 439,66 cm-1 yang

memiliki ikatan Ti-O-Ti.

Pada FTIR setelah dilakukan pengolahan menggunakan fotokatalis

didapatkan panjang gelombang yang terbaca 3385,12; 2919,85; 1582,81cm-1

dan terbaca serapan kuat pada daerah 400-800 cm-1. Serapan gelombang pada

3385,12 cm-1 menandakan adanya gugus OH dari molekul air yang

teradsorbsi. Pada panjang gelombang 2919,85 cm-1 menunjukan adanya

gugus C-H yang berasal dari pengotor organik yang terperangkap dalam

adsorben (Agusriyanti, 2015). Terdapat serapan pada bilangan gelombang

1582,81 cm-1 yang menandakan adanya gugus Ti-O-C (Lubis dkk., 2016).

Adanya serapan sekitar 400-800 cm-1 yang menandakan adanya gugus Ti-O-

Ti (Septiani dkk., 2015).

68


69

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan analisa dan dibahas

maka dapat di tarik kesimpulan sebagai berikut :

1. Hasil pengujian kualitas karbon aktif tempurung kelapa telah memenuhi

Standar Nasional Indonesia (SNI) 06-3730-1995 tentang syarat mutu

karbon aktif teknis powder. Karakterisasi SEM karbon aktif tempurung

kelapa sebelum dan sesudah aktivasi menggunakan aktivator ZnCl2 tidak

terlihat perubahan yang signifikan pada hasil morfologi karbon aktif.

Sehingga dilakukan analisa iodin yang digunakan untuk mengetahui luas

permukaan karbon aktif sebelum dan sesudah aktivasi mengalami

kenaikan yaitu 375 mg/g menjadi 824,18 mg/g, dapat dikatakan bahwa

proses aktivasi telah berhasil karena terjadi peningkatan luas permukaan

karbon aktif. Sintesis TiO2-karbon aktif tempurung kelapa telah berhasil

dibuktikan dengan adanya data karakterisasi menggunakan FTIR dan

XRD. Hasil FTIR menunjukan adanya gugus fungsi ikatan Ti-O-C yang

berasal dari penambahan karbon aktif tempurung kelapa pada hasil

sintesis. Hasil XRD setelah dilakukan sintesis dengan karbon aktif

memiliki fase anatase.

2. Perbandingan massa dan waktu kontak parameter COD yang memiliki

persen removal tertinggi terjadi pada waktu kontak 180 menit dan

perbandingan massa TiO2-karbon aktif tempurung kelapa 60:40 dengan

persen removel sebesar 79,60 %. Perbandingan massa dan waktu kontak

parameter warna yang memiliki persen removal tertinggi terjadi pada waktu

kontak 150 menit dan perbandingan massa TiO2-karbon aktif tempurung

kelapa 0:100 dengan persen removel sebesar 44,14 %.

70

5.2 SARAN

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka untuk

pengembangan penelitian dapat dilakukan hal-hal sebagai berikut :

1. Penelitian selanjutnya perlu dilakukan pembanding material adsorpsi

lainnya dalam menurunkan parameter COD dan warna.

2. Penelitian selanjutnya juga perlu pembanding materaial katalis lainnya

dalam pengolahan limbah cair teksti batik.

71

DAFTAR PUSTAKA

Aji NR, Wibowo EAP, Ujiningtyas R, Mardiansyah EA, Sari TM, Rahmawati.

2016. Sintesis dan karakterisasi fotokatalis TiO2-Bentotit dan aplikasinya

untuk penurunan BOD dan COD air embung Unnes. Jurnal Kimia VALENSI:

Jurnal Penelitian dan Pengembangan Ilmu Kmia, 2(2): 114-119.

Anonim. 2011. Transmission Electron Microscopy (TEM). http://materialcerdas.

wordpress.com/teori-dasar/transmission-electron microscopy -tem/. (Diakses

1 November 2014)

Aryanto, Afid dan Irwan. “Fotodegradasi Zat Warna Methyl Orange dengan

Komposit TiO2-Montmorillonit”. Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan

Kimia VI. 2014: h. 205-214.

Agusriyanti. S dan Artsnti. P. 2015. Pemanfaatan Zeolit Alam Ciamis Sebagai

Pengemban Fotokatalis TiO2 Untuk Fotodegradasi Zat Warna Rhodamine B.

Jurnal Sains Dasar Hal 92-99.

Banerjee, S., Gopal, J., Muraleedharan, P., Tyagi, A. dan Raj, Baldev. 2006.

Physics and Chemistry of Photocatalytic Titanium Dioxide: Visualization of

Bactericidal Activity Using Atomic Force Microscopy. Journal of Current

Science. Volume 90. Nomor 10. Halaman 1378-1383.

Basuki, K. T., Setiawan, B., Nurimaniwathy. (2008). Penurunan Konsentrasi Co

Dan NO2 Pada Emisi Gas Buang Menggunakan Arang Tempurung Kelapa

Yang Disisipi TiO2. Seminar Nasional IV SDM Teknologi Nuklir,

Yogyakarta.

Beyound, D., Amal, R., Low, G. Dan McEvovy,S., 1999. Role of Nanoparticles in

Photocatalyst. J. Nanoparticle Research 1

Brown GN, Birks JW, Koval. 1992. Development and characterization of

atitanium-dioxid based semiconductors photoelectrochemical detector.

Analysis Chemistry. 64(4): 427-434.

Cahyorini , Kusumawardani. (2012). Pembentukan Kompleks Rutenium secara In

Situ pada TiO2 Terdoping Nitrogen. Disertasi. Yogyakarta: FMIPA

Universitas Gajah Mada.

Cahyana, A. A. (2014). Analisa SEM (Scanning Electron Microscope) Pada Kaca

Tzn Yang Dikristalkan. Solo: Fisika UNS.

Carp, O., C. L dan Reller, A. (2004): A photoinduced reactivity of titanium dioxide.

Solid state cem, 33, 33-117.

Christina P.M., Mu’nisatun S., Saptaaji R., dan Marjanto D. (2007). “Studi

Pendahuluan Mengenai Degradasi Zat Warna Azo (Metil Orange) Dalam

Pelarut Air Menggunakan Mesin Berkas Elektron 350 Kev/10 Ma”, JFN,

No.1, Vol.1. 31-44

72

Cool, P., and Vansant, E. F., 1998, Pillared Clays: Preparation, Characterization

andApplications, Laboratory of Inorganic Chemistry, University of Antwerp,

USA

Damayanti, Christiana Adi., Wardhani, Sri dan Purwonugroho, Danar. 2014.

Pengaruh Konsentrasi TiO2 Dalam Zeolit Terhadap Degradasi Methylene

Blue Secara Fotokatalitik. Kimia Student Journal. Vol 1 (1) : 8-14

Darmawan, 2008. Sifat Arang aktif Tempurung Kemiri dan

pemanfaatannya sebagai penyerap emisi Formaldehida Papan Serat

berkerapatan Sedang. ITB. Bogor.

Darmawan, P. R., Wardani, S., Purwonugroho, D. 2013. Pengaruh Penambahan

NO3- Terhadap Degradasi Methyl Orange Menggunakan Fotokatalis TiO2-

Bentonit. Kimia Student Journal. 1. (1): 140-146

Dhidan, K. S. 2012. Removal of Phenolic Compounds from Aqueous Solution by

Adsorption on to Activated Carbons Prepared from Date Stones by Chemical

Activation with FeCl. Chemical Engineering Department-College Of

Engineering University Of Baghdad. Iraq.

Dorian, Hanaor, H., dan Sorrell, C. C (2011): Review of the anastase to rutile phase

transformation, Journal Materials and Science; 855-874

Effendi., 2003. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan

Lingkungan Perairan, Kanisius, Yogyakarta

Esterlita, M.O. dan N. Herlina. 2015. Pengaruh penambahan aktivator ZnCl2, KOH

dan H3PO4 dalam pembuatan karbon aktif dari pelepah aren (Arenga

pinnata). Jurnal Teknik Kimia Universitas Sumetera Utara, volume 4 (1): 47-

52.

Fan, M., Dai, D., & Huang, B. (2012). Fourier Transform Infrared Spectroscopy

for Natural Fibers. Retrieved from www.intechopen.com

Fauziah, N. 2009. Pembuatan Arang Aktif Secara Langsung dari Kulit Acasia

mangium Wild dengan Aktivasi Fisika dan Aplikasinya sebagai Adsorben.

Skripsi tidak diterbitkan. Bogor: IPB

Fardiaz S. 1992. Polusi Air dan Udara. Bogor: PAU Pangan dan Gizi.

Fujishima et al., 1999 Y. Fujishima, K. Leyton-Brown, and Y. Shoham. Taming

the computational complexity of combinatorial auctions: Optimal and

approximate approaches. In Proceeding of the Sixteenth International Joint

Conference on Artificial Intelligence, IJCAI’99, pages 548–553, August

1999.

Fogler, 1992, ” Elements of Chemical Reaction Engineering ”, 4th edition, Prentice-

Hall International, Inc, Amerika.

H.S. Fogler, Elements of Chemical Reaction Engineering, 2 nd edition, Prentice

Hall, New Jersey, USA , 1992.

73

Gunawan, E. R dan D. Suhendra. 2010. Pembuatan Arang Aktif dari Batang

Jagung Menggunakan Aktivator Asam Sulfat dan Penggunaannya pada

Penjerapan Ion Tembaga (II). Makara Sains, 14 (1): 22--26.

Hadi Risnandar dan Yulianto Kurniawan. 1998. Penyerapan Zat Warna Tekstil

dengan Menggunakan Jerami Padi. Laporan Penelitian. Semarang : FT

Undip

Hadiwidodo, M., dkk., “Penurunan Warna, COD Dan TSS Limbah Cair Industri

Tekstil Menggunakan Teknologi Dielectric Barrier Discharge Dengan

Variasi Tegangan Dan Flow Rate Oksigen”, Jurnal Presipitasi, Vol. 2 No. 7

September 2009.

Hindrayawati, N dan Alimuddin. 2010. Sintesis dan Karakterisasi Silika Gel

dari Abu Sekam Padi Dengan Menggunakan Natrium Hidroksida (NaOH).

Jurnal Kimia Mulawarman . Vol. 7, No. 2. Hlm. 75-77.

Indragini. 2011. Degradasi 4,4’-Dikloro Bifenil dengan Kombinasi Proses

Fotokatalis dan Radiasi Gamma Menggunakan Nanokomposit Karbon Aktif-

Zeolit Alam-TiO2. Tesis. Fakultas Teknik Program Studi Teknik Kimia:

Depok

Isnaini, V.A., Arutati, O., Sustini, E., Aliah, H., Khairurijal dan abdullah, M.

(2011): A Novel System for Producing Photocatalytic Titanium Dioxide

Coated Fibers for Decompising Organic Pollutants in Water, Enfiron. Prog.

Sustainable Energy.

Jankowska H, Swiatkowski A, Choma J. 1991. Active Carbon 1st Ed. New York

(USA):Ellis Horwood.

Jamilatun Siti, Martomo Setyawan, 2015. Pembuatan Arang Aktif dari Tempurung

Kelapa dan Aplikasinya untuk Penjernihan Asap Cair. Jurnal Jurusan Teknik

Kimia Fakultas Teknologi Industri Universitas Ahmad Dahlan, Yogyakarta.

Kasam, A.Y., Sukma, T. (2005) Penurunan COD (Chemical Oxygen Demand)

dalam limbah cair laboratorium menggunakan filter karbon aktif arang

tempurung kelapa, Logika, 2(2), 3-17.

Laos. L.E., Aji. M.P dan Sulhadi. 2016. Pengaruh Konsentrsi Karbon Aktif Kulit

Kemiri dan Aplikasinya Terhadap Penjernihan Limbah Methylene Blue.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (E-Journal).

Lubis, S.I., Ramli, M., dan Sheilatina, 2016. Photocatalytic Degradation Of Indigo

Carmine By TiO2/Activated Carbon Derived From Waste Coffee Grounds.

Jurnal Natural. Vol 16, No.1.

L.J. Alemany and M.A. Banares, Photodegradation of phenol in water using

silica-supported titania catalysts, Appl. Catal. B: Environ., 13:3-4 (1997)

289-297.

Malik, Usman. 2013. Efek Suhu Terhadap Pembentukan Besaran Butiran Arang

Karbon Tempurung Kelapa Sawit. Jurnal Ilmiah Edu Research. Vol. 2 No.1

74

Matsouka, M., dan Anpo, M., (2003). Local structures excited states, and

photocataliytic reactivites of highly dispersed catalyst constructed within

zeolites, J. Photochem and Photobiol. C: Photochem. Rev., 3, 225-252

Matthews, S. G., 1992, Partial Metric Spaces, Research Report 212, BCTCS 8,

Department of Computer Science, University of Warwick, United Kingdom.

McCullagh, C., Robertson, P.K.J., Adams, M., Pollrd, P.M., dan Mohammed, A.

(2010): Decelopment of a slurry continuous flow reactor for photocatalytic

treatment of industrial waste water, Journal of Photochemistry and

Photobiology A: Chemistry, 211, 42 – 46.

Murti, S. 2008. Skripsi : Pembuatan Karbon Aktif dari Tongkol Jagung untuk

Adsorpsi Molekul Amonia dan Ion Krom. Depok : Universitas Indonesia.

Naimah, S., dkk., 2014, Degradasi Zat Warna pada Limbah Cair Industri Tekstil

dengan Metode Fotokatalitik Menggunakan Nanokomposit TiO2- Zeolit, J.

Kimia dan Kemaasan, Vol. 36, No. 2, 215-224.

Naimah, dkk., 2015, “Keramik Sebagai Media Fotokatalisis TiO2-Karbon Aktif

Serta Aplikasinya pada Kesehatan Lingkungan”. Kimia Kemasan. 37, No. 2

(2015): h. 123-132

Nugroho, I.A., 2011, Deposisi Lapisan Titania dan Pembuatan Sistem Pengolah Air

Limbah Organik Menggunakan Material Fotokatalis Titania (TiO2), Skripsi

Fisika, Undip Semarang.

Pambayun, G. S., Y. E. Y. Remigius, M. Rachimoellah, dan M. M. P. Endah. 2013.

Pembuatan Karbon Aktif Dari Arang Tempurung Kelapa Dengan Aktivator

ZnCl2 Dan Na2CO3 Sebagai Adsorben Untuk Mengurangi Kadar Fenol

Dalam Air Limbah. Jurnal Teknik Pomits. Vol. 2, No. 1.

Pari, G. 2004. Kajian struktur arang aktif dari serbuk gergaji kayu sebagai adsorben

emisi formaldehida kayu lapis. Disertasi. Sekolah Pascasarjana, Insitut

Pertanian Bogor. Bogor.

Patiung, dkk., “Penggunaan Karbon Aktif Cangkang Pala-TiO2 untuk

Fotodegradasi Zat Warna Metanil Yellow”. Mipa Unstrat. 3, No. 2 (2014):

139-143.

Ratnasari, Dina., dkk. 2009. “X-Ray Diffraction (XRD)”. Tugas Kimia Fisika.

(2009) : 2-3.

Riyani. K dan Setyaningtyas. T. 2011. Pengaruh Karbon Aktif Terhadap Aktivitas

Fotodegradasi Zat Warna Pada Limbah Cair Industri Tekstil Menggunakan

Fotokatalis TiO2. Jurnal Molekul, Vo.6 No.2

Rozanna, Sri Irianty, “Pembuatan Arang Aktif dari Arang Sisa Asap Cair Cangkang

Kelapa Sawit dengan Metode Aktivasi Kimia-Fisika”, (2010): h, 2.

Septiani. U., Gustina. M., dan Safni. 2015. Pembuatan Dan Karakterisasi Katalis

TiO2/Karbon Aktif Dengan Metode Solid State. Jurnal Ris Kimia. Vol. 9

No.1.

75

Sukarta, F. (2014). Pemanfaatan arang aktif tempurung kelapa sawit dan tongkol

jagung sebagai adsorben logam berat pada limbah batik. (Skripsi), Institute

Pertanian Bogor.

Slamet, Bismo, S and Rita, A., (2007). Modifikasi Zeolit Alam dan Karbon Aktif

dengan TiO2 serta aplikasinya sebagai Bahan Adsorben dan Fotokatalis

untuk Degradasi Poltan Organik. Laporan Penelitian Hibah Bersaing

Universitas Indonesia.

Standar Nasional Indonesia. 1995. Arang Aktif Teknis (SNI 06-370-1995). Jakarta:

Badan Standardisasi Nasional Indonesia,

Sudibandriyo, M. 2003. Ph Dissertation : A Generalized Ono-KondoLattice Model

for High Pressure on Carbon Adsorben. Oklahoma : Oklahoma State

University.

Suhardiyono, L., 1988, Tanaman Kelapa, Budidaya dan Pemanfaatannya, Penerbit

Kanisius, Yogyakarta, 153-156.

Suprihatin, Hasti. 2014. Kandungan Organik Limbah Cair Batik Jetis Sidoarjo dan

Alternatif Pengolahannya. Pusat Penelitian Lingkungan Hidup Universitas

Riau, Riau.

Sutanto H, Hidayanto E, Subagjo A, Widiyandari H. 2011. Pembuatan Sistem

Pengolah Air Bersih Menggunakan Material Fotokatalis Titania (TiO2).

Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi. 2: 21- 26.

Taba, P., Hala, Y., dan Nashriah (2004) Sintesis karbon mesopori, Cmk-1 dan

potensi adsorpsinya atas surfaktan di perairan, Marina Chimica Acta, 5(1),

16-22.

Tarr MA (2003) Chemical degradation methods for wastes and pollutant:

environmental and industrial applications. M. Dekker, New York.

Teng Ong, Siew., Sim Cheong, Wai and Tse Hung, Yung. 2012. Photodegradation

of Commercial Dye, Methylene Blue Using Immobilized TiO2. International

Conference on Chemical, Biological and Environmental Engineering.Vol 43.

(23)

Torimoto, T., S., Kuwabata, S., & Yoneyama, H. 1996. Effects of Adsorbent Used

as Suppots for Titanium dioxide Loading on Photocatalytic Degadation of

Popyzamide. Envirom. Sci. Technol., 30, PP. 1275-1281.

Thermo Nicolet, 2001, Introduction to FTIR Spectrometry, Thermo Nicolet Inc.,

Madison, USA., www.thermonicolet.com, diakses tanggal 12 Maret 2014.

Thompson, T. L. and Yates, J. T.: Surface science studies of the photoactivation of

TiO2 new photochemical processes, Chem. Rev., 106, 4428–4453, 2006.

Triono, A. (2006). Karakteristik briket arang dari campuran serbuk gergajian kayu

afrika dan sengon dengan penambahan tempurung kelapa. Skripsi. Bogor:

Departemen Hasil Hutan Intitut Pertanian Bogor.

76

Verlina, W.O.V., A.W. Wahab, dan Maming. 2014. Potensi Arang Akif Tempurung

Kelapa sebagai Adsorben Emisi Gas CO, NO, dan NO pada Kendaraan

Bermotor. Jurusan Kimia FMIPA Unhas. Makasar.

Wang, S., Terdkiatburana, T., Tad’, M.O., 2008, Single and co-adsorption of heavy

metals and humic acid on fly ash, Separation and Purification Technology,

58, 353-358.

Yuanita, D.,2009, Hidrogenasi Katalitik Metil Oleat Menjadi Stearil Alkohol

Menggunakan Katalis Ni/Zeolit Alam, Prosiding Seminar Nasional Kimia

UNY.

Zhang HZ, Banfield JF (2000) Phase transformation of nanocrystalline anastase-to-

rutille via combined interface and surface nucleation. J Mater Res 15:437-448

77

LAMPIRAN A

HASIL PERHITUNGAN KONSENTRASI LARUTAN

78


79

Perhitungan Konsentrasi Larutan

Pembuatan Larutan ZnCl2

Pembuatan larutan ZnCl2 ini digunakan untuk aktivasi karbon aktif

tempurung kelapa sebelum dilakukan pengujian Scanning Electron Microscope

(SEM) setelah dilakukan aktivasi. berikut perhitungan konsentrasi ZnCl2 dalam 100

ml akuades :

% b/v = b/v x 100 %

10 % = b/100 x 100 %

b = 10 gram

80


81

LAMPIRAN B

PERHITITUNGAN KUALITAS ARANG AKTIF TEKNIS

82


83

Kualitas Karbon Aktif Teknis

Kadar Air

Massa sampel awal (A) = 2,00 gram

Massa sampel akhir (B) = 1,90 gram

𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑖𝑟 (%) = 𝐴 (𝑔𝑟𝑎𝑚) − 𝐵(𝑔𝑟𝑎𝑚)

𝐴 (𝑔𝑟𝑎𝑚) 𝑥 100%

𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑖𝑟 (%) = 2,00 𝑔𝑟𝑎𝑚 − 1,90 𝑔𝑟𝑎𝑚

2,00 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑥 100%

𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑖𝑟 (%) = 5 %

Kadar Zat Menguap



𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑧𝑎𝑡 𝑚𝑒𝑛𝑔𝑢𝑎𝑝 (%) = 𝐴 (𝑔𝑟𝑎𝑚) − 𝐵(𝑔𝑟𝑎𝑚)


𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑧𝑎𝑡 𝑚𝑒𝑛𝑔𝑢𝑎𝑝 (%) = 1,90 𝑔𝑟𝑎𝑚 − 1,43 𝑔𝑟𝑎𝑚

1,90 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑥 100%

𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑧𝑎𝑡 𝑚𝑒𝑛𝑔𝑢𝑎𝑝 (%) = 24,7 %

Kadar Abu



𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑏𝑢 (%) = 𝐵(𝑔𝑟𝑎𝑚)


𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑏𝑢 (%) = 0,1 𝑔𝑟𝑎𝑚

1,43 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑥 100%

𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑏𝑢 (%) = 6,9 %

84


85

Karbon Murni

Kadar zat yang mudah menguap = 24,7 %

Kadar abu = 6,9 %

Karbon murni = 100 % – (𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑧𝑎𝑡 𝑚𝑒𝑛𝑔𝑢𝑎𝑝 + 𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑏𝑢) %

Karbon murni = 100 % − (24,7 + 6,9) %

Karbon murni = 68,4 %

86


87

LAMPIRAN C

PERHITUNGAN PERSENTASE REMOVAL PARAMETER COD DAN

WARNA

88


89

Tabel 1. Hasil Analisis Persentase Removal Parameter COD

No. Komposisi Variasi

Massa

Waktu

Kontak

(menit)

Parameter

COD

Analisa

Awal (mg/l)

Parameter COD

Analisa Setelah

Pengolahan

(mg/l)

Efisiensi

Removal

(%)

1

TiO2 :

Karbon

Aktif

Tempurung

Kelapa

0:100

45

7464,29

1622,45 78,26

90 1533,16 79,46

135 1595,66 78,62

180 1614,80 78,37

2

TiO2 :

Karbon

Aktif

Tempurung

Kelapa

40:60

45

7464,29

1646,69 77,94

90 1622,45 78,26

135 1595,67 78,62

180 1571,43 78,95

3

TiO2 :

Karbon

Aktif

Tempurung

Kelapa

50:50

45

7464,29

1627,55 78,20

90 1584,29 78,78

135 1584,18 78,78

180 1558,67 79,12

4

TiO2 :

Karbon

Aktif

Tempurung

Kelapa

60:40

45

7464,29

1653,06 77,85

90 1627,55 78,20

135 1558,67 79,12

180 1522,45 79,60

5

TiO2 :

Karbon

Aktif

Tempurung

Kelapa

0:100

45

7464,29

1729,59 76,83

90 1646,69 77,94

135 1609,69 78,43

180 1591,43 78,68

90


91

Perhitungan Persentase Removal Parameter COD

1. Perbandingan Massa TiO2:Karbon Aaktif Tempurung Kelapa (0:100)

% removal = 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 𝑎𝑤𝑎𝑙 (

𝑚𝑔

𝑙)−𝑘𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟 (

𝑚𝑔

𝑙)

𝑘𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 𝑎𝑤𝑎𝑙 (𝑚𝑔

𝑙)

x 100%

% removal = 7464,29 (

𝑚𝑔

𝑙)−1533,16 (

𝑚𝑔

𝑙)

7464,29 (𝑚𝑔

𝑙)

x 100%

% removal = 79,46 %



𝑚𝑔


𝑚𝑔

𝑙)


𝑙)

x 100%

% removal = 7464,29 (

𝑚𝑔

𝑙)−1571,43 (

𝑚𝑔

𝑙)

7464,29 (𝑚𝑔

𝑙)

x 100%

% removal = 78,95 %



𝑚𝑔


𝑚𝑔

𝑙)


𝑙)

x 100%

% removal = 7464,29 (

𝑚𝑔

𝑙)−1558,67 (

𝑚𝑔

𝑙)

7464,29 (𝑚𝑔

𝑙)

x 100%

% removal = 79,12 %



𝑚𝑔


𝑚𝑔

𝑙)


𝑙)

x 100%

% removal = 7464,29 (

𝑚𝑔

𝑙)−1522,45 (

𝑚𝑔

𝑙)

7464,29 (𝑚𝑔

𝑙)

x 100%

% removal = 79,60 %

92


93



𝑚𝑔


𝑚𝑔

𝑙)


𝑙)

x 100%

% removal = 7464,29 (

𝑚𝑔

𝑙)−1591,43 (

𝑚𝑔

𝑙)

7464,29 (𝑚𝑔

𝑙)

x 100%

% removal = 78,68 %

94


95

Tabel 2. Hasil Persentase Removal Parameter Warna


Massa

Waktu

Kontak

(menit)

Parameter

Warna

Analisa

Awal

(PtCo)

Parameter

Warna Analisa

Setelah

Pengolahan

(PtCo)

Efisiensi

Removal

(%)

1

TiO2 :

Karbon

Aktif

Tempurung

Kelapa

0:100

15

1620

1305 19,44

30 955 41,05

45 950 41,36

60 940 41,98

75 930 42,59

90 920 43,21

105 905 44,14

120 965 40,43

135 975 39,81

150 950 41,36

165 1035 36,11

180 1010 37,65

2

TiO2 :

Karbon

Aktif

Tempurung

Kelapa

40:60

15

1620

1395 13,89

30 1335 17,59

45 1320 18,52

60 1315 18,83

75 1295 20,06

90 1290 20,37

105 1260 22,22

120 1255 22,53

135 1250 22,84

150 1140 29,63

165 1265 21,91

180 1220 24,69

3

TiO2 :

Karbon

Aktif

Tempurung

Kelapa

50:50

15

1620

1435 11,42

30 1395 13,89

45 1360 16,05

60 1345 16,98

75 1305 19,44

90 1275 21,30

105 1260 22,22

120 1225 24,38

135 1225 24,38

150 1220 24,69

165 1210 25,31

180 1180 27,16

96


97

Lanjutan Tabel 2. Hasil Persentase Removal Parameter Warna


Massa

Waktu

Kontak

(menit)

Parameter

Warna

Analisa

Awal

(PtCo)

Parameter

Warna

Analisa

Setelah

Pengolahan

(PtCo)

Efisiensi

Removal

(%)

4

TiO2 : Karbon

Aktif

Tempurung

Kelapa

60:40

15

1620

1570 3,09

30 1540 4,94

45 1500 7,41

60 1450 10,49

75 1435 11,42

90 1400 13,58

105 1405 13,27

120 1375 15,12

135 1370 15,43

150 1350 16,67

165 1340 17,28

180 1275 21,30

5

TiO2 : Karbon

Aktif

Tempurung

Kelapa

100:0

15

1620

1615 0,31

30 1610 0,62

45 1595 1,54

60 1555 4,01

75 1535 5,25

90 1420 12,35

105 1385 14,51

120 1380 14,81

135 1330 17,90

150 1320 18,52

165 1305 19,44

180 1295 20,06

98


99

Perhitungan Persentase Removal Parameter Warna

1. Perbandingan Massa TiO2:Karbon Aktif Tempurung Kelapa (0:100)

% removal = 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 𝑎𝑤𝑎𝑙 (𝑃𝑡𝐶𝑜)−𝑘𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟 (𝑃𝑡𝐶𝑜)

𝑘𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 𝑎𝑤𝑎𝑙 (𝑃𝑡𝐶𝑜) x 100%

% removal = 1620 (𝑃𝑡𝐶𝑜)−905 (𝑃𝑡𝐶𝑜)

1620 (𝑃𝑡𝐶𝑜) x 100%

% removal = 44,14 %





1140 (𝑃𝑡𝐶𝑜) x 100%

% removal = 29,63 %





1620 (𝑃𝑡𝐶𝑜) x 100%

% removal = 27,16 %





1620 (𝑃𝑡𝐶𝑜) x 100%

% removal = 21,30 %

100


101





1620 (𝑃𝑡𝐶𝑜) x 100%

% removal = 20,06 %

102


103

LAMPIRAN D

HASIL PENGUJIAN

104


106


108


110


111

LAMPIRAN E

HASIL X-RAY DIFFRACTION (XRD)

112


113

Hasil XRD TiO2

Main Graphics, Analyze View

Peak List:

Pos. [°2Th.] Height [cts] FWHM Left

[°2Th.]

d-spacing

[Å]

Rel. Int. [%]

25.2961 3187.62 0.1338 3.52088 100.00

36.9359 179.85 0.0836 2.43371 5.64

37.7791 585.39 0.1004 2.38131 18.36

38.5601 218.04 0.0836 2.33486 6.84

48.0197 760.00 0.1020 1.89312 23.84

48.1713 400.07 0.0816 1.89221 12.55

53.8636 432.32 0.1224 1.70070 13.56

54.0389 231.52 0.0816 1.69981 7.26

55.0483 432.87 0.1224 1.66687 13.58

55.2049 240.40 0.0816 1.66664 7.54

62.1124 73.39 0.1020 1.49318 2.30

62.6870 324.41 0.1428 1.48087 10.18

62.8507 163.07 0.1224 1.48107 5.12

68.7305 130.25 0.1020 1.36465 4.09

68.9498 73.41 0.1224 1.36423 2.30

Position [°2Theta] (Copper (Cu))

30 40 50 60

Counts

0

1000

2000

3000

TiO2 Kode 01

114


115

Hasil XRD Karbon Aktif Tempurung Kelapa


Peak List:


[°2Th.]

d-spacing

[Å]

Rel. Int. [%]

11.0614 199.06 0.1673 7.99898 100.00

33.4539 41.76 0.2007 2.67862 20.98

37.8192 14.11 0.3346 2.37888 7.09


20 30 40

Counts

0

200

400

600

800

Kode 02

116


117

Hasil XRD Sintesis TiO2-Karbon Aktif Tempurung Kelapa (40:60)


Peak List:


[°2Th.]

d-spacing

[Å]

Rel. Int. [%]

25.1491 1951.28 0.1506 3.54112 100.00

36.7720 107.28 0.1673 2.44418 5.50

37.6707 367.44 0.1506 2.38791 18.83

38.4153 124.45 0.1673 2.34332 6.38

43.0298 17.23 0.1004 2.10212 0.88

47.9393 439.23 0.1673 1.89768 22.51

53.7001 263.15 0.0836 1.70691 13.49

54.8782 268.08 0.1338 1.67302 13.74

61.9598 49.64 0.1673 1.49773 2.54

62.5166 198.06 0.1171 1.48572 10.15

68.6135 79.17 0.1171 1.36782 4.06


30 40 50 60

Counts

0

1000

2000 Kode 40;60

118


119



Peak List:


[°2Th.]

d-spacing

[Å]

Rel. Int. [%]

25.1902 2514.48 0.1338 3.53544 100.00

27.3675 19.21 0.1338 3.25891 0.76

36.8557 145.59 0.0836 2.43883 5.79

37.6851 465.90 0.1171 2.38704 18.53

38.4809 135.65 0.1171 2.33948 5.39

47.9385 601.43 0.1428 1.89614 23.92

48.0697 333.31 0.0612 1.89597 13.26

53.7815 362.51 0.1224 1.70311 14.42

54.9658 363.19 0.1224 1.66918 14.44

61.9957 55.22 0.1224 1.49571 2.20

62.5911 259.52 0.1836 1.48290 10.32

62.7983 102.92 0.0816 1.48218 4.09

68.6941 102.25 0.1632 1.36528 4.07


30 40 50 60

Counts

0

1000

2000

Kode 50;50

120


121



Peak List:


[°2Th.]

d-spacing

[Å]

Rel. Int. [%]

25.1153 671.03 0.1020 3.54288 89.64

25.2416 748.55 0.1004 3.52835 100.00

36.8130 46.47 0.1338 2.44156 6.21

37.6549 152.88 0.2007 2.38888 20.42

38.5374 49.51 0.2676 2.33618 6.61

43.6733 15.34 0.2007 2.07263 2.05

47.9912 266.12 0.0836 1.89575 35.55

53.7692 160.88 0.1428 1.70347 21.49

53.9352 138.88 0.1224 1.70283 18.55

54.9245 140.24 0.3264 1.67033 18.73

61.9786 26.47 0.2448 1.49608 3.54

62.5583 107.57 0.2040 1.48360 14.37

68.6124 52.80 0.1632 1.36671 7.05


30 40 50 60

Counts

0

200

400

600

800 Kode 60;40

122


123

LAMPIRAN F

DOKUMENTASI PENELITIAN

124


125

Dokumentasi Penelitian

Tempurung kelapa bersih Proses karbonasi

Proses penggerusan Pembuatan larutan ZnCl2

Proses mixing karbon Pencucian pH netral

126


127

Dokumentasi Penelitian

Proses mixing TiO2 – karbon

aktif tempurung kelapa

Proses sonikasi

Reaktor fotokatalis Proses fotokatalis

Penyaringan proses fotokatalis Hasil proses fotokatalis

PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TEKSTIL BATIK ...repository.ppns.ac.id/2221/1/1015040012 - Putri...

Documents

Transcript of PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TEKSTIL BATIK ...repository.ppns.ac.id/2221/1/1015040012 - Putri...