laporan akhir kelompok 1 (fotokatalis)

7/25/2019 Laporan Akhir Kelompok 1 (Fotokatalis)

1/32

UNIVERSITAS INDONESIA

Final Report-Tas Swa Bersih dan Anti Polutan

Kelompok 1

Kharis Mukhifullah (1006679705)

Mohammad Sofa Khodi (1106068453)

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK 2014


2/32

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Tingginya kebutuhan akan tas pada zaman sekarang sudah tidak bisa

dipungkiri lagi. Hampir untuk semua kegiatan outdoor, orang akan menggunakan

tas sebagai salah satu sarana meletakkan barang-barangnya. Bahkan tidak jarang,

tas merupakan mode untuk menunjukkan keanggunan pemakainya.

Terlepas dari semua fungsi tas, ada beberapa keluahan yang biasa dialami

oleh pemilik tas yang ada. Keluhan tersebut adalah kotor dan bau. Adapun

penyebab dua hal ini adalah kegiatan outdoor yang memungkinkan kontak dengan

polusi dan zat pengotor lainnya, seperti debu ataupun pewarna. Hal inilah yang

membuat para pemakai tas akan segera mencucinya atau dalam kasus terburuk

membeli tas yang baru.

Selain itu, di zaman yang serba modern ini, kita tidak akan pernah terlepas

dari polusi yang ada di sekitar, terutama polusi udara. Setiap ada kendaraan

bermotor lewat, pasti terdapat polusi yang bisa terhirup oleh hidung. Selain itu,

banyaknya perokok yang ada disekitar turut menyumbang dalam masalah polusiudara. Polusi udara ini dapat menimbulkan banyak gangguan kesehatan.

Sebagian besar produk tas yang beredar di pasaran, tidak dapat mengatasi

permasalahan di atas. Ternyata, ada satu tas yang telah dikembangkan di Jepang

yang memiliki kemampuan untuk menghilangkan bau dan anti-bakteri dengan

harga 350rb. Namun, hal tersebut belum mempunyai fitur self-cleaning dan juga

mendegradasi polutan sekitar.

Dari permasalahan-permasalah di atas, maka timbul lah suatu gagasan

mengenai modifikasi kain tas sehingga memiliki fungsi swa bersih (self-

cleaning), anti-bau dan anti polutan.


3/32

1.2Rumusan Masalah

Masalah yang akan diteliti adalah apakah kain yang telah dilapisis dengan TiO 2

yang diakan memiliki kemampuan untuk miliki sifat swa bersih dan juga

mendegradasi senyawa organic dari asap rokok.1.3Tujuan Penelitian

1. Melakukan pelapisan kain kanvas dengan TiO2

2. Menguji Aktivitas kain kanvas berlapis katalis TiO2 untuk uji decolorization

methyl orange, degradasi asap rokok dibawah sinar matahari.

1.4Batasan Masalah

1.4.1 Kain yang digunakan adalah kain kanvas

1.4.2 Katalis menggunakan TiO2murni tanpa dopant

1.4.3 Asap yang digunakan adalah asap rokok

1.4.4 Pewarna yang digunakan adalah Metyl Orange

1.4.5 Uji dilakukan di bawah sinar matahari pada pukul 11.00-14.00

1.5Sistematika PenulisanSistematika penulisan laporan kali ini adalah sebagai berikut:

BAB 1 PENDAHULUANBerisi pendahuluan yang terdiri dari latar belakang, rumusan masalah,tujuan penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Berisi tinjauan pustakan yang membahas, teori serta penelitian yangtelah dilakukan mengenai penelitian yang terkait, seperti, fenomenafotokatalis, swa-bersih, oksidasi NOx, penggunaan TEOS, dan lain-lain.

BAB 3 METODE PENELITIAN

Berisi tentang diagram alir penelitian, variable penelitin, alat dan

bahan, serta prosedur pernelitian, pengol ahan dan analisis data, dancara penyimpulan serta penafsiran hasil penelitian.


4/32

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

Berisi tentang hasil penelitian yang bersifat kualitatif serta analisismengenai hasil yang didapat. Di bagian ini juga terdapat analisis

ekonomi berdasarkan hasil survey.

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi kesimpulan yang didapat dari penelitian dan juga saran yangpatut diperhatikan jika penelititan ini dilanjutkan.

DAFTAR PUSTAKA

Berisi semua referensi yang telah diapakai dalam menyusun laporanini.


5/32

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1Prinsip Dasar Fotokatalis

Fenomena fotokotalisis pertama kali dilakukan oleh Renz pada tahun 1921.

Dalam penelitiannya dia melaporkan fenomena fotokatalisis pada permukaan

semikonduktor metal-oksida. Akan tetapi, penelitian tersebut bersifat stagnan karena

pada saat itu masih kurang diminati. Kemudian pada tahu 1972, dengan adanya isu

krisis energi maka fotokatalis ini pun semakin popular karena dapat menghasilkan

hidrogen yang lebih ramah lingkungan. Fujishima dan Honda mempublikasikan

fenomena fotokatalisis dimana terjadi pemecahan H2O menjadi hidrogen dan oksigen

dengan input sinar UV yang memiliki energi yang rendah. Aplikasi teknologi untuk

fenomena ini menjadi lahan penelitian yang terus berkembang. Salah satu aplikasi

yang banyak berkembang dari teknologi material fotokatalis TiO 2 adalah upaya untuk

untuk meminimalkan zat organic berbahaya yang disebabkan oleh pencemaran

limbah industri maupun limbah rumah tangga.

Fotokatalis dapat difenisikan sebagai suatu proses reaksi kimia yang

melibatkan cahaya dan katalis padat seperti semikonduktor. Proses reaksi kimia

tersebut dapat digunakan sebagai media untuk mengubah zat-zat berbahaya

menjadi zat-zat yang lebih ramah lingkungan. Fotokatalisis menghasilkan

permukaan yang bersifat sebagai pengoksidasi yang kuat sehingga dapat

digunakan untuk mengurangi zat-zat yang berbahaya seperti senyawa organik atau

bakteri ketika dikenakan cahaya matahari atau lampu yang berpijar. Fotokatalis dapat

terjadi pada material semikonduktor antara lain zink oksida (ZnO), Titanium

Oksida (TiO2), Zink Sulfida (ZnS), Tungsten Oksida (WO3), Stronsium Titanat

(SrTiO3), dan hematite (-Fe2O3). Fotokatalis semikonduktor sudah banyak

menarik perhatian pada pengolahan air limah dalam beberapa dekade ini, karena

semikonduktor dapat menghasilkan radikal hidroksil bebas (OH) yang dapat

memineralisasi zat-zat yang berbahaya. Radikal hidroksil (OH) merupakan

sumber oksidator kuat sekaligus akselator proses penyisihan kontaminan


6/32

dalam limbah. Pemilihan Radikal hidroksil (OH) sebagai oksidator kuat adalah

karena memiliki potensial oksidasi relatif paling tinggi, yaitu 2.8 V. Tabel 2.1

menunjukkan bahwa potensial radikal OH ini merupakan oksidator yang paling

kuat. Potensial oksidasi yang tinggi tersebut membuat radikal OH mampu

mengoksidasi senyawa-senyawa reduktor lain yang ada disekitarnya.

Tabel 2.1. Potensial Oksidasi dari beberapa Senyawa

Senyawa Potensial Oksidasi (V)Radikal OH 2.8

Radikal Sulfat 2.6Ozon 2.1H2O2 1.77

Ion Permanganat 1.67Chlorin 1.36Hyposclorous Acid 1.5

O2 1.23

Mekanisme Fotokatalis

Proses reaksi pada fotokatalisis melibatkan kehadiran pasangan elektron dan

hole (e- dan h+) dan pasangan tersebut akan tercipta akibat penyinaran pada material

semikonduktor. Jika semikonduktor TiO2 dikenai cahaya yang sama atau lebih besar

dari energi celah pita, maka elektron pada TiO2 akan tereksitasi dari pita

valensi menuju pita konduksi, pasangan elektron (e-) dan lubang (h+) akan

terbentuk pada permukaan fotokatalis. Elektron akan berkombinasi dengan

oksigen membentuk O2- dan lubang (h+) akan berkombinasi dengan air membentuk

radikal hidroksil. Sebagian dari pasangan elektron-hole ini akan berkombinasi

kembali dan sebagian lagi akan bertahan pada permukaan semikonduktor. Pasangan

elektron-hole yang bertahan pada permukaan dapat mereduksi dan mengoksidasi zat

kimia yang berbahaya yang berada disekitarnya.

Pada prinsipnya, reaksi oksidasi pada permukaan semikonduktor dapat

berlangsung melalui donor elektron dari subsrat ke h+. Apabila potensial oksidasi

yang dimiliki oleh h+ pada pita valensi ini cukup besar untuk mengoksidasi air pada


7/32

permukaan partikel, maka akan dihasilkan gugus hidroksil. Berikut adalah reaksi

kimia yang terjadi pada fotokatalis TiO::

TiO2+ hv eCB-+ hVB+ (1)

hVB+ + H2O(ads) OH(ads) + H+ (2)

hVB+ + OH(ads) OH(ads) (3)

dimana:

hv : sinar ultra violet dengan panjang gelombang < 400 nm

hVB+ : lubang positif pada pita valensi

eCB- : elektron pada pita konduksi

Di antara berbagai macam semikonduktor oksida logam, Titanium

dioksida atau titania atau TiO2 merupakan salah satu semikonduktor oksida yang

telah dipelajari secara ekstensif sebagai fotokatalis sejak ditemukan efek

sensitisasi cahaya oleh Honda dan Fujishima pada tahun 1971 karena memiliki sifat

kimia fisik yang menguntungkan, biaya rendah, mudah untuk didapatkan, kestabilan

dan ketahanan terhadap korosi pada media air. Akan tetapi, semikonduktor

ini memiliki kelemahan yakni membutuhkan energi UV yang tinggi untuk

mengeksitasi elektron dan laju transfer elektron yang rendah untuk oksigen dan laju

rekombinasi yang tinggi antara pasangan elektron-hole, dan laju oksidasi nanopartikel

TiO2 yang terbatas. Pada beberapa tahun belakangan ini, nanopartikel ZnO

merupakan alternatif yang dapat menggantikan semikonduktor TiO2. Subtitusi TiO2

dengan ZnO sebagai fotokatalis memiliki mekanisme degradasi foton yang sama

dengan TiO2. K. Gouvea et al. Melaporkan bahwa ZnO memberikan efisiensi yang

lebih baik dibandingkan dengann TiO2sebagai fotokatalisis dalam larutan air.

Aplikasi Fotokatalis

Fotokatalis yang dikenai cahaya UV dapat digunakan untuk mengoksidasi

polutan organik menjadi material yang tidak berbahahaya dan dapat membasmi

bakteri. Fotokatalis TiO2 mempunyai sifat self-cleaning yaitu daya membersihkan

sendiri seperti debu pada kaca yang dapat dibersihkan dengan air hujan dan


8/32

membuat eksterior bangunan tetap bersih. Selain itu, fotokatalis dapat juga

digunakan untuk mereduksi atau mengeleminasi senyawa-senyawa polutan pada

udara seperti NOxdan asap rokok.

2.2 TiO2

Titanium dioksida, dikenal juga sebagai titanium (IV) oksida atau titania,

adalah oksida dari titanium dengan rumus molekul TiO 2. TiO2 memiliki indeks bias

2,49 dan kerapatan 3,83 gr/cm3 dengan berat molekulnya 79,89 gr/mol dan struktur

kristal tetragonal. TiO2 merupakan bubuk berwarna putih yang digunakan secara luas

sebagai pewarna putih pada makanan dan kosmetik. Berdasarkan struktur kristalnya,

TiO2dibagi menjadi tiga jenis (Fujishima, et al., 1999) yaitu:

1. Rutile : stabil pada suhu tinggi, bentuk kristalnya tetragonal, dan

terdapat pada batuan beku.

2. Anatase : stabil pada suhu rendah, bentuk kristalnya tetragonal.

3. Brookite : biasanya hanya terdapat pada mineral, dengan struktur

kristalnya orthorombik.

a. Rutile b. Anatase c. BrookiteGambar 2.1. Struktur Kristal TiO2

(Sumber: http://ruby.colorado.edu/~smyth/min/tio2.html)


9/32

Dari ketiga jenis kristal TiO2 di atas, hanya rutile dan anatase yang

keberadaannya cukup stabil dan banyak dipakai untuk reaksi fotokatalisis. TiO 2 jenis

rutile lebih stabil secara termodinamika daripada jenis anatase tetapi TiO 2 jenis

anatase menunjukkan fotoaktivitas yang lebih tinggi daripada jenis rutile. Struktur

anatase dan rutile digambarkan dalam bentuk rantai oktahedral TiO 6. Struktur kedua

kristal dibedakan oleh distorsi oktahedron dan pola susunan rantai oktahedronnya.

Setiap ion Ti4+ dikelilingi oleh enam atom O2-. Oktahedron pada rutile

memperlihatkan sedikit distorsi ortorhombik, sedangkan oktahedron pada anatase

memperlihatkan distorsi yang cukup besar sehingga relatif tidak simetri. Jarak Ti-Ti

pada anatase lebih besar yaitu 3.79 dan 3.04 serta 3.57 dan 2.96 untuk

rutile,sedangkan jarak ion Ti-O lebih pendek dibandingkan rutil yaitu 1,937 dan

1,966 pada anatase dan 1,946 dan 1,983 untuk rutile. (Linsebigier, et al., 1995)

TiO2 jenis anatase umumnya menunjukkan fotoaktivitas yang lebih tinggi

daripada jenis rutile karena luas permukaan anatase lebih besar daripada rutile,

sehingga sisi aktif per unit anatase lebih besar dibandingkan rutile. Pada rutile setiap

oktahedronnya mengalami kontak dengan 10 oktahedron tetangganya, sedangkan

pada anatase setiap oktahedron mengalami kontak dengan 8 oktahedron tetangganya.

Perbedaan dalam struktur kisi ini menyebabkan perbedaan massa jenis dan strukturpita elektronik antara dua bentuk TiO2 yaitu anatase memiliki daerah aktivasi yang

lebih luas dibandingkan rutile sehingga kristal tersebut menjadi lebih reaktif terhadap

cahaya dibandingkan rutile. Selain itu karena perbedaan dalam struktur pita energi.

(Linsebigier, et al., 1995)

Kristal rutile memiliki struktur yang lebih padat dibandingkan anatase,

karenanya memiliki densitas dan indeks refraktif yang lebih tinggi dimana massa

jenis anatase: 3,894 gr/cm3; rutil: 4,250 gr/cm3; indeks bias anatase dan rutileberturut-turut adalah 2,5688 dan 2,9467. (Gunlazuardi, 2001)

TiO2 jenis anatase mempunyai energi celah 3,2 elektron Volt (eV) yang

sebanding dengan cahaya UV ( = 388 nm). Sedangkan, energi celah pita untukTiO2


10/32

jenis rutile adalah 3,0 elektron Volt (eV) yang sebanding dengan cahaya UV ( = 413

nm) (Fujishima, et al., 1999).

Dalam terminologi yang lebih teknis, energi celah pita untuk semikonduktor

menunjukkan energi cahaya minimum yang diperlukan untuk menghasilkan elektron

pada pita konduksi, sehingga menghasilkan konduktivitas listrik dan hole pada pita

valensi yang mengalami kekosongan elektron. Hole ini dapat bereaksi dengan air atau

gugus hidroksil untuk menghasilkan radikal hidroksil (OH). Radikal hidroksil

merupakan zat pengoksidasi yang sangat kuat, sehingga dapat digunakan untuk

mengoksidasi sebagian besar material organik (Fujishima, et al., 1999).

TiO2banyak diaplikasikan pada pengolahan air limbah dikarenakan:

Proses fotokatalisis dapat berlangsung pada kondisi normal, yaitu pada

temperatur kamar dan tekanan atmosfer.

Pembentukan produk intermediet hasil fotokatalisis, tidak seperti pada teknik

fotolisis langsung dapat dapat dihindari.

Oksidasi substrat menjadi CO berlangsung sempurna.

Harga TiO2 tidak mahal dan dapat diregenerasi.

TiO2dapat diimmobilisasikan pada substrat reaktor yang sesuai

2.2Tetraethyl orthosislicate (TEOS)

TEOS digunakan sebagai prekursor atau sumber silika dalam pembuatan material

mesopori. TEOS termasuk jenis senyawa silikon alkoksi yang terdiri dari atom Si

yang berikatan dengan gugus organik (OR) dengan rumus kimia Si(OC2H5)4.

Sifat fisik TEOS dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2. Sifat fisik TEOSBerat Molekul 208,33Berat Jenis 0.94 gr/ccTitik Didih 189 oCTitik Lebur -88 oC

Senyawa yang banyak digunakan dalam sintesis material mesopori adalahtetramethylorthosilicate (TMOS, Si(OCH3)4) dan tetraethylorthosilicate (TEOS,


11/32

Si(OCH2CH3)4). Pada penelitian ini, prekursor yang digunakan adalah TEOS.

Gambar 2.2 menunjukkan struktur TEOS.

Gambar 2.2. Struktur kimia TEOS

Alasan pemilihan TEOS dikarenakan TEOS dapatmenjadi binder padasubstrat yangakan dilapisi oleh TiO2 seperti pada gambar 2.3.

Gambar 2.3. Binding Reaction TEOS pada substrat dan TiO2

Selain itu, dengan adanya binder ini, TiO2 akan tersebar lebih merata dankemungkinan akan terbentuknya aggregate pada substratae akan menjadi kecil.

2.3 Kain Kanvas

Kain kanvas adalah sejenis kain buatan pabrik yang berserat tebal dan sangat

kuat. Bahan ini awalnya digunakan untuk membuat lukisan. Pada perkembangannya

kain kanvas mulai digunakan untuk membuat tas, sepatu, jaket, tenda, terpal, penutup

truk, payung taman, dan berbagai macam aksesoris. (Fiinline.com, 2013).

Bahan kanvas yang pada jaman dahulu terbuat dari jerami memang terkenal

sebagai kain yang sangat kuat dan kokoh. Walaupun saat ini kanvas banyak terbuat

dari kapas atau linen, namun tidak mengurangi kekuatan dari kain kanvas itu sendiri.


12/32

Terdapat juga kain kanvas yang terbuat dari bahan sintetis misalnya dari polyester,

namun biasanya bahan polyester tersebut dicampur dengan katun.

Gambar 2.4. Kain Kanvas

Kanvas terbuat serat kapas yang diolah sedemikian rupa sehingga memiliki tebal

yang lebih dibandingkan kain pada umumnya, misal katun. Karena terbuat dari serat

kapas, maka sifat-sifat fisika dan kimia pada kain kanvas akan hampir sama dengan

kain pada umumnya, meskipun dalam segi ketahana terhadap ragangan akan berbeda

karena tenunan untukjenis-jenis kain berbeda.

Bahan kanvas stabil terhadap regangan dan kekuatannyaakan meningkat seiring

dengan ditambahkannya pewarna (swewe.net, 2012). Namun, performa kain kanvas

akan sedikit menurun dengan ditambahnya suatu asam, terutama asam kuat.

2.4 Mekanisme Swa Bersih

Mekanisme swa bersih dari suatu substrate yang telah dilapisis oleh fotokatalissangat berkaitan erat dengan sifat superhidrofilik dari suatu substrate tersebut setelah

tersinari oleh cahaya.

Mekanismenya adalah sebagai berikut :


13/32

Oksigen vacen inilah kemudian yang diisi oleh atom Oksigen (O) pada air, sedangkan

atom H air yang tersisa akan mempunyai ikatan hydrogen dengan molekul air diatasnya. Seperti terlihat pada gambar dibawah ini :

2.5 Mekanisme degradasi polutan (asap putih)

Mekanisme degradasi polutan merupakan terdegradasi senyawa-senyawa polutan

seperti NOx,VOC dll. Dikatakan bahwa asap putih dari rokok adalah senyawa air

yang berfasa uap akibat dari pambakaran ditambah dengan senyawa NOx dan juga

VOC. Oleh karena itu, penting untuk mengetahuibagaimana mekanisme yang terjadi

untuk menghilangkan asap putih tersebut mengingat percobaan yang dilakukan

adalah secara visual.


14/32

Mekanismenya adalah:

Oksidasi menggunakan radikal OH

Oksidasi menggunakan radikal O2-

Sedangkan untuk degradasi VOC, mekanismenya adalah :

TiO2+ h (UV) TiO2(eCB-+ hVB+) .(1)

TiO2(hVB+) + H2O TiO2+ H

++ OH- (2)

TiO2(hVB+) + OH- TiO2 + OH

. (3)

TiO2(eCB-) + O2 TiO2 + O2

.- ..(4)

Dye or VOC + O2.- Degradation of Product (CO2 +H2O).(5)

Dye or VOC + OH. Degradation products (CO2 +H2O) .(6)


15/32

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1Diagram Alir Proses

Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian

Gambar 3.1 menjelaskan gambaran besar penelitian yang dilakukan.

3.2Alat dan Bahan Penelitian

3.2.1. Bahan

1. TiO2P2 Degussa 2g2. TEOS 1.2 ml

3. HNO3

4. Tanah

5. Asap Rokok

6. Kain Kanvas

7. Air

8. Methyl Orange

3.2.2. Peralatan

1. Beaker Glass 500ml dan 100ml

2. Pipet

3. Kaca Arloji

Preparasi kain berlapis TiO2

Uji Kinerja Kain

Uji Swa Bersih Uji Degradasi Asap


16/32

4. Sonicator Probe

5. Timbangan Analitik

6. pH indikator

7.

Magnetic stirrer

8. Labu Ukur

9. Hair Drier

3.3Prosedur Preparasi


17/32

Setelah melakukan pelapisan, barulah kita melakukan pengujian.

3.4

UJi Kinerja Kain terlapisis Katalis

a. Degradasi Pewarna

b.

Swa Bersih

Pencelupan Kain berlapis TiO2 dan tidak

pada larutan MeO 5 dan 20 ppm

Penjemuran kain dibawah sinar matahari

selama 4 jam

Menganalisa Hasil

Menjemur kain di bawah sinar matahari

selama 2 jam

Memasukkan kain dalam tanah yang

tersuspensi dalam air

Mengangakat kain dan menganalisa hasil


18/32

c. Degradasi Polutan

Menjemur kain di bawah sinar matahari

selama 2 jam

Memasukkan kain dalam dalam syringe

Mengisi syringe dengan udara bebas

Mengisi dengan Asap rokok

Menunggu selama 20 menit dan

menganalisis hasil


19/32

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Departemen Teknik KimiaFakultas Teknik

Univerisitas Indonesia dan juga outdoor disamping gedung Departemen TeknikKimia.

4.1. Hasil Preparasi Kain berlapis TiO2

Pada penelitian ini, seperti yang telah dipaparkan pada prosedur, katalisdipreparasi dengan membuat sol TiO2 kemudian di sonikasi. Setelah disonikasibarulah diberi TEOS dan kemudian dilapiskan pada kain dengan hasil sebagai

berikut:

Gambar 4.1. kain tidak berlapis TiO2 (kiri) dan Kain berlapis TiO2(kanan)

Terlihat pada gambar di atas bahwa kain yang terlapisis dengan fotokatalis akan

terlihat lebih putih dibandingkan dengan kain yang tidak terlapisi. Hal ini karenasudah terdapat TiO2 yang berwarna putin yang menempel. Hal in imenunjukkan

bahwa pelapisan katalis yang digunakan cukup berhasil. Kain yang telah terlapisioleh TiO2 akan diuji cobakan sebanyak 3 kali percobaan.

4.2. Penngujian Swa Bersih dengan 2 pengotor

Pada percobaan kali ini, kain akan diuji dengan menggunakan dua pengotor yaituzat warna dan juga tanah/debu pengotor yang tersuspensi dalam air.


20/32

4.2.1 Zat Warna Methyl Orange (MeO)

Kain yang terlapisi dengan TiO2 dan juga kain pembanding yang tidak dilapisi

oleh TiO2 akan dicelupkan pada dua buah larutan MeO berbeda konsentrasi yaitu

20 ppm dan 5 ppm. Hasil pencelupannya adalah sebagai berikut.

Gambar 4.2. kain tidak berlapis TiO2(kiri) dan Kain berlapis TiO2(kanan) padaMeO 5 ppm

Gambar 4.3. Kain tidak berlapis TiO2(kiri) dan Kain berlapis TiO2(kanan) padaMeO 20 ppm

Setelah itu, dilakukan penjemuran di bawah sinar matahari selama 4 jam dari jam11.00 sampai jam 14.00. Hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut :


21/32

Gambar 4.4. kain tidak berlapis TiO2(kiri) dan Kain berlapis TiO2(kanan) pada

MeO 5 ppm setelah penjemuran

Gambar 4.5. Kain tidak berlapis TiO2(kiri) dan Kain berlapis TiO2(kanan) pada

MeO 20 ppm setelah penjemuran

Dari gambar 4.4 dan 4.5, terlihat bahwa, kain yang terlapisi dengan TiO 2 akan

terlihat lebih bersih.Hal ini karena pewarna (MeO) akan terdegradasi sehinggawarna yang ada pada kain akan kembali seperti semula. Dari eksperimen ini pulabahwa untuk konsentrasi yang cukup tinggi, TiO2 tidak mendegradasi secara

sempurna terlihat dari kain yang masih terdapat sedikit pewarnayang tersisa

padagambar 4.5.


22/32

4.2.2 Tanah tersuspensi dalam air

Kain yang terlapisi dengan TiO2 dan juga kain pembanding yang tidak dilapisi

oleh TiO2akan dicelupkan pada tanah yang tersuspensi dalam air.


sebelum dicelupkan pada suspensi tanah

Gambar 4.7. Tanah tersuspensi dalam air


setelah dicelupkan pada suspensi tanah


23/32

Terlihat dari gambar di atas bahwa kain yang terlapisi oleh TiO2 akan terlihat

lebih bersih dari partikulat. Hal ini karena sifat superhidrofilik yang dimiliki oleh

kain berapis TiO2 menyebabkan kain tersebut memiliki sifat superhidrofilik

sehingga akan menghalangi partikulat-partikulat untuk langsung menyentuh kain

sehingga kain tidak mudah kotor.

4.3. Degradasi Polutan (Asap)

Pada percobaan kali ini, kain akan diujicobakan untuk mendegrdasi asap rokok

yang berwarna putih. Penyebab rokok berwarna putih dikarenakan air dalam

vasa uap akibat terbakarnya senyawa organic. Hal ini juga ditambah dengan

adanya NOx dan juga VOC yang menambah pekat asap yang ada. Oleh karena

itu, parameter percobaan ini berhasil adalah menghilangnya asap yang ada pada

ruang yang telah diberi kain berlapis TiO 2. Percobaan ini dilakukan pada syringe

50 ml. Sebelum kain dimasukkan pada syringe, kain terlebih dahulu disinari

dibawah sinar matahasi selama 3 jam.

Gambar 4.7. Syringe berisi kain berlapis TiO2 (kiri), tidak berlapis (tengah), dantanpa kain (kanan) sebelum diisi asap


24/32

Gambar 4.8. Syringe berisi kain berlapis TiO2 (kiri), tidak berlapis (tengah), dan

tanpa kain (kanan) setelah diisi asap.

Langkah selanjutnya adalah menunggu sampai 20 menit kemudian melihat hasil

yang terjadi.

Gambar 4.9. Syringe berisi kain berlapis TiO2 (kiri), tidak berlapis (tengah), dan

tanpa kain (kanan) setelah ditunggu selama 20 menit.

Dari gambar di atas,terlihat bahwa syringe yang telah diberi kain yang

berlapi katalis TiO2 akan lebih cepat jernih dibandingkan dengan yang tidak

dilapisi serta yang tidak diberi kain. Hal ini menunjukkan bahwa TiO2 yang

berada pada katalis yang ada permukaan kain akan mengoksidasi air menjadi

radikal OH, radikal OH ini akan mndegradasi NOx dan VOC yang ada dalam

asap rokok tersebut. Terdegradasinya NOx dan VOC dan terpakainya H2O yang

ada asap akan menghilangkan warna asap rokok lebih cepat dibandingkan

dengan yang tanpa katalis TiO2.


25/32

4.2 Analisis Survey

Dari penyebaran survei, kami mendapatkan 76 orang responden dimana 43orang responden laki-laki dan 33 orang sisanya responden wanita. Dari responden

tersebut, kami olah dalam bentuk grafik-grafik seperti dibawah ini:

Grafik 1. Tingkat Kepentingan Kemampuan SWA Bersih Pada Tas

Dari grafik ini, dapat dilihat bahwa kemampuan SWA Bersih pada tas itucukup penting jika dibandingkan dengan responden yang memilih tidak penting dikalangan mahasiswa dan pria dewasa. Berbeda dengan kalangan mahasiswi yang

Penting

59%

Tidak

Penting

33%

Tidak

Tahu

8%

Pria Dewasa

Penting63%

Tidak

Penting

33%

Tidak

Tahu

4%

Mahasiswa

Penting37%

Tidak

Penting

38%

Tidak

Tahu

25%

Wanita Dewasa

Penting

44%

Tidak

Penting

52%

Tidak

Tahu

4%

Mahasiswi


26/32

menganggap kebanyakan tidak penting dan wanita dewasa yang hampir sama

persentasenya antara penting dan tidak penting.

Grafik 2. Ketertarikan pada Tas SWA Bersih

Sedangkan untuk ketertarikan pada Tas SWA Bersih atau self cleaning, rata-rata tertarik di kalangan mahasiswa maupun mahasiswi yang hampir seratus persen

dan wanita dewasa yang diatas lima puluh persen baik tertarik karena ingin mencobakeampuhan teknologi ini(warna abu-abu) maupun tertarik karena nantinya tidak repotuntuk memikirkan kebersihan tas(warna kuning). Untuk pria dewasa, hanya lima

puluh persen yang tertarik dan sisanya masih ragu-ragu sehingga dipikirkan terlebihdahulu.

Tidak

Tertarik

6%

Dipikirka

n

Dahulu

10%

Tertarik

Ingin

Mencob

a

42%

Tertarik

Agar

Tidak

Mencuci

42%

Mahasiswa

Tidak

Tertarik4%

Dipikirka

n

Dahulu

12%

Tertarik

Ingin

Mencob

a

56%

TertarikAgar

Tidak

Mencuci

28%

Mahasiswi

Tidak

Tertarik

0%

Dipikirk

an

Dahulu

50%Tertarik

Ingin

Menco

ba

33%

Tertarik

Agar

Tidak

Mencuc

i

17%

Pria DewasaTidak

Tertarik

25%

Dipikirka

n Da hulu

12%

Tertarik

Ingin

Mencob

a

50%

Tertarik

Agar

Tidak

Mencuci

13%

Wanita Dewasa


27/32

Grafik 3. Harga Tas yang dipakai Responden

Harga tas yang dipakai responden mahasiswa maupun wanita dewasa rata-rataberkisar antara seratus ribu rupiah sampai tiga ratus ribu rupiah. Sedangkanmahasiswi dan pria dewasa, harga tas yang berkisar antara seratus ribu rupiah sampai

tiga ratus ribu rupiah hanya dipakai oleh kurang dari sebagian responden. Untuk priadewasa sendiri, sebagian dari responden memakai tas yang harganya berkisar antara

tiga ratus ribu rupiah sampai lima ratus ribu rupiah.

50-100

3%

100-

300

71%

300-

500

19%

500-1jt

7%

Mahasiswa

50-100

16%

100-300

48%

300-500

16%

500-1jt

20%

Mahasiswi

50-100

8%

100-300

42%

300-500

50%

500-1jt

0%

Pria Dewasa 50-10012%

100-300

75%

300-500

0%

500-1jt

13%

Wanita Dewasa


28/32

Grafik 4. Harga Tas SWA Bersih yang Kami Ajukan

Dari harga tas SWA Bersih yang kami ajukan, hasilnya sangat beragam. Adayang menyanggupi dengan harga dua ratus lima puluh ribu rupiah, tiga ratus riburupiah, bahkan empat ratus ribu rupiah. Tapi, rata-rata dari responden banyak yang

memilih dua ratus lima puluh ribu rupiah dan tiga ratu ribu rupiah.

SPESIFIKASI PRODUK

Spesifikasi dari produk kami adalah:

Berbahan Kanvas Memiliki kemampuan SWA Bersih dan Anti Polutan

Ukuran 17-19 liter

Dikhususkan untuk Kalangan Mahasiswa, Mahasiswi, dan Pria Dewasa.

250

35%

300

55%

400

10%

400+

0%

Mahasiswa

250

48%

300

35%

400

13%

400+

4%

Mahasiswi

250

27%

300

37%

400

36%

400+

0%

Pria Dewasa

250

86%

300

14%

400

0%

400+

0%

Wanita Dewasa


29/32

Modal yang kami dibutuhkan per tasnya berdasarkan asumsi kami yaitu:

Bahan Kanvas Rp. 8.000,-

Biaya Modifikasi Kanvas Rp. 7.000,-

Biaya Pernak-Pernik Rp. 5.000,-

Ongkos Jahit Rp. 5.000,-

Biaya Pemasaran Rp. 5.000,-

Total Rp. 30.000,-

Sedangkan Tas dapat dijual seharga Rp. 250.000,- sampai Rp. 300.000,-. Tentu ini

adalah bisnis yang sangat menguntungkan.


30/32

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

1. Kain berlapis TiO2 terbukti dapat mendegradasi senyawa organik MeO di bawahsinar matahari.

2. Kain berlapis TiO2 mempunyai sifat sangat hidrofilik sehingga tidak mudahkotor.

3. Kain berlapis TiO2 terbukti dapat mendegradasi senyawa organik dari asap rokok.

4. Lebih dari 50% masyarakat antusias terhadap produk tas Swa bersih dan AntiPolutan.

5. Dari hasil survey yang ada, harga yang ditawarkan untuk produk tas berteknologifotokatalis adalah Rp. 250.000,- sampai Rp. 300.000 per 19 Liter.

5.2SARANDari hasil yang dihasilkan terlihat bahwa pelapisan pada kain kanvas dapatmemberikan efek swa bersih serta mendegradasi senyawa organic polutan. Darihasil ini terlihat potensi pengembangan kain jenis lain sebagai substrat kain yang

bersifat swa bersih,misal untuk aplikasi pakaian, jaket, karpet ataupun barang-barang lainnya yang membutuhkan sifat swa bersih dan juga anti polutan. Oleh

karena itu, perlu adanya pengkajian dan penelitian lebih lanjut mengenai kain-kain jenis lain sehingga aplikasi dari fotokatalisis lebih meluas


31/32

DAFTAR PUSTAKA

Fujishima, A, and Honda, K. (1972). Electrochemical photolysis of water at asemiconductor electrode. Nature 238, 37.

Subramani, A.K., Byrappa, K., Ananda, S., Ray, K.M.L., Ranganathaniah, C., andYoshimura, M. (2007). Photocatalytic Degradation of Indigo Carmine DyeUsing TiO2 Impregnated Activated Carbon. Bull.Mater. Sci, vol 31, Indian

Academy of Sciences, p 37-41.

Xiao Qi, Yao Chi. (2010). Preparation and visible light photocatalytic activity

of Zn1-xFexO nanocrystalline. School of Resourcess Processing and

Bioengineering, Central South University, Changsa 410083, China.

Andreozzi, R., Caprio, V., Insola, A., Marotta, R. and Sanchirici,. (200). Advanced

Oxidation Processes for the Treatment of Mineral Oil-ContaminatedWastewater. Water Res. 34, 620-628.

Bauer, M., Herrmann, R., Martin, A. and Zellmann, H. (1998).Chemodynamics, Transport Behaviour and Treatment of Phthalic AcidEsters in Municipal Landfill Leachates. Wat. Sci. Tech. 38, 185-192.

Parekh Bipin, et. al. (2007). Advance Photocatallytic Oxidation Techjiques forPurification of Immersion Lithography Water. The Materials integritymanagement company.

Bismo Setijo. 2006. Teknologi Radiasi Sinar Ulta-Ungu (UV) dalam RancangBangun Proses Oksidasi Lanjut untuk Pencegahan Pencemaran Air dan FasaGas: Departemen Teknik Kimia FTUI.

C. Chen, J. Liu, P. Liu, B. Yu. Investigation of Photocatalytic Degradation of MethylOrange by Using Nano-Sized ZnO Catalyst. Advance in ChemicalEngineering and Sceince, 2011, 1, 9-14.

K. Gouvea, F. Wypych, S. G. Moraes, N. Duran, N. Nagata and P. Peralta-Zamora,

Semiconductor-Assisted Photocatalytic Degradation of Reactive Dyes in

Aqueous Solution, Chemosphere, Vol. 40, 2000, pp. 433-440. doi:10.1016/S0045-6535(99)00313-6.

Brinker C.J., Scherer G.W., Sol-Gel Science-The Physics and Chemistry of Sol-GelProcessing ; Academic Press; San Diego; 1990.


32/32

Gunlazuardi, J. 2001. Fotokatalisis pada Permukaan TiO2 : Aspek Fundmental dan

Aplikasinya. Seminar Nasional Kimia Fisika II. Jurusan kimia, FMIPA,Universitas Indonesia

Fujishima, A., K. Hashimoto, T. Watanabe. 1999. TiO2 Photocatalysis Fundamentalsand Applications. B.K.C, Inc. Japan.

Hutabarat, Romaida. 2012. Sintesis dan Karakteristik Fotokatalis Fe2+-ZnO Berbasis

Zeolit Alam. Depok.

Setiawan, Budi. 2012. Ekstraksi TiO2 Anatase Dari Ilmenite Bangka Melalui

Senyawa Antara Ammonium Perokso Titanat Dan Uji Awal

Fotoreaktivitasnya. Depok

Alfaruqi, M. Hilmy. 2008.Pengaruh Konsentrasi Hidrogen Klorida(HCl) dan

Temperatur Perlakuan Hidrotermal Terhadap Kristalinitas MaterialMesopori Silika. SBA-15. Depok

laporan akhir kelompok 1 (fotokatalis)

Documents