isbn : 978-602-5994-65-4

Padang- Sumatera Barat-Indonesia (IKAPI Member)

Email : [email protected]

Windows 10 Pro

Typewritten text

ISBN : 978-602-5994-65-4

i | P a g e

Fotokatalis &

Fototransformasi

Asam Humat

Dr. Rahadian Zainul, S.Pd., M.Si.

Prof. Dr. Hermansyah Aziz, M.Sc.

Prof. Dr. Syukri Arief, M.Sc.

2020

ii | R a h a d i a n Z a i n u l d k k

UNDANG-UNDANG REPUBLIK INDONESIA

NO 19 TAHUN 2002 TENTANG HAK CIPTA

PASAL 72 KETENTUAN PIDANA

SAKSI PELANGGARAN

1. Barangsiapa dengan sengaja dan tanpa hak mengumumkan atau

memperbanyak suatu Ciptaan atau memberi izin untuk itu, dipidana

dengan pidana penjara paling singkat 1 ( satu) bulan dan/atau

denda paling sedikit Rp 1.000.000,00 (satu juta rupiah), atau pidana

penjara paling lama 7 (tujuh) tahun dan/atau denda paling banyak

Rp. 5.000.000.000,00 (lima milyar rupiah)

2. Barangsiapa dengan sengaja menyerahkan, menyiarkan,

memamerkan, mengedarkan, atau menjual kepada umum suatu

Ciptaan atau barang hasil pelanggaran Hak Cipta atau Hak Terkait

sebagaimana dimaksud dalam ayat (1), dipidana dengan pidana

penjara paling lama 5 (lima) tahun dan/atau denda paling banyak Rp

500.000.000,00 (lima ratus juta rupiah ).

iii | F o t o k a t a l i s

Fotokatalis dan Fototransformasi Asam Humat

Hak Cipta © 2020 pada Penerbit Berkah Prima

Disusun oleh : Dr. Rahadian Zainul, S.Pd., M.Si.

Prof. Dr. Hermansyah Azis, M.Sc.

Prof. Dr. Syukri Arief, M.Sc.

Editor : Dr. Desy Kurniawati, S.Pd., M.Pd.

Buku ini diset dan dilayout oleh Bagian Produksi Penerbit Berkah Prima dengan

Adobe Photoshop CS6 dan Adobe Indesign CS6 dengan font Arial Narrow dan

Calisto MT 11 pt.

Disainer Sampul : Tim Penerbit Tata Letak : Tim Penerbit

Dicetak oleh : CV. Berkah Prima

Hak Cipta dan hak penerbitan pada CV Berkah Prima

Anggota IKAPI Pusat No: 016/SBA/18 Tanggal 1 Agustus 2018 Penerbit CV. Berkah Prima, Padang, 2020

1 (satu) jilid; total halaman 140 21 cm x 29,7 cm, Calisto MT

ISBN : 978-602-5994-65-4

© Hak Cipta dilindungi oleh undang-undang.

Dilarang memperbanyak atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku ini dalam bentuk apapun.Secara elektronis maupun mekanis, termasuk memfotocopy,

merekam atau dengan teknik perekaman lainnya, tanpa izin tertulis dari Penerbit CV Berkah Prima

iv | R a h a d i a n Z a i n u l d k k

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, Berkat Rahmat Allah SWT, buku Fotokatalis dan

Fototransformasi Asam Humat telah berhasil disusun. Penulis menyusun

buku ini sebagaia bagian dari perjalanan riset sejak tahun 1997 dengan

menggunakan bahan semikonduktor Titania dan Zink Oksida.

Dalam buku ini tergambar bagaimana proses katalitik menggunakan cahaya

bisa mengaktifkan semikonduktor dan difungsikan untuk mendegradasi dan

mentransformasi asam humat dalam air gambut. Peranan katalis Titania dan

Seng Oksida menjadi bagian menarik, ketika ditelaah secara interaksi

mikroskopik dan atomik, perihal proses terjadinya perubahan material asam

humat menjadi produk mineralisasi.

Pada buku ini juga terdapat gambaran bagaimana proses sintesis material

fotokatalis menggunakan teknik sol gel. Pembentukan ini bertujuan untuk

mendapatkan Titania Oksida yang lebih rendah celah energinya, sehingga

dapat bekerja pada daerah cahaya tampak. Modifikasi ini dilakukan dengan

harapan, aplikasi titania yang selama ini berada dalam daerah sinar Ultra

Violet, dapat bergeser ke cahaya tampak. Namun, kajian ini perlu ditelaah

lebih lanjut.

Padang, Juli 2020

Penulis

v | F o t o k a t a l i s

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR .......................................................................................... iv

DAFTAR ISI ...........................................................................................................v

BAB I. LAHAN GAMBUT : POTENSI DAN PELUANG TATA KELOLA

LINGKUNGAN .....................................................................................1

A. Pengantar ...............................................................................................1

B. Ruang Lingkup ......................................................................................3

C. Air Gambut ............................................................................................5

D. Fototransformasi Asam Humat............................................................9

BAB II. FOTOKATALIS DAN METODE MODIFIKASI SOL-GEL ...........11

A. Fotokatalis ............................................................................................11

B. Semikonduktor ....................................................................................13

C. Metode Sol-Gel.....................................................................................18

D. Karakterisasi TiO2 di doping Cu .......................................................21

BAB III. FOTOTRANSFORMASI ASAM HUMAT DENGAN PELAT

TEMBAGA OKSIDA ..........................................................................25

A. Experimental Section ..........................................................................25

B. Produser Kerja ....................................................................................26

C. Implementasi dan Interpretasi ...........................................................30

D. Ringkasan .............................................................................................38

E. Rujukan ................................................................................................62

BAB IV. FOTOTRANSFORMASI ASAM HUMAT MENGGUNAKAN

TiO2 DOPING Cu SEBAGAI KATALIS .........................................66

A. Pengantar .............................................................................................66

B. Air gambut ...........................................................................................71

C. Fotokatalis ............................................................................................74

D. Fotokatalis TiO2 doping Cu ...............................................................77

F. Rujukan ..............................................................................................119

GLOSSARIUM ..................................................................................................126

vi | R a h a d i a n Z a i n u l d k k

INDEX 129

PROFIL PENULIS ............................................................................................ 130

1 | F o t o k a t a l i s

BAB I. LAHAN GAMBUT : POTENSI

DAN PELUANG TATA KELOLA

LINGKUNGAN

A. Pengantar

Lahan gambut di Indonesia memiliki luas 20 juta hektar (Ha) atau

menduduki peringkat keempat dalam kategori lahan gambut terluas di dunia

setelah Kanada, Uni Soviet dan Amerika. Lahan gambut tersebut sebagian besar

terdapat di empat Pulau besar yaitu Sumatera 35%, Kalimantan 32%, Sulawesi

3% dan Papua 30% (Wahyunto, Ritung et al. 2014).

Berdasarkan literatur Pubmed dengan menggunakan EndNote tentang

lahan gambut didapatkan hasil penelitian di dunia sekitar 647 riset dan 7,8 % dari

penelitian tersebut berasal dari Indonesia. Masyarakat yang tinggal di daerah

bergambut kesulitan untuk mendapatkan air bersih. Hal ini dikarenakan sumber

air yang ada hanya air gambut sehingga untuk keperluan sehari - hari masyarakat

menggunakan air gambut yang sangat berbahaya bila digunakan.

Air gambut memiliki ciri-ciri berwarna coklat tua sampai kehitaman,

berkadar organik tinggi yang beracun seperti asam humat, asam fulvat dan bersifat

asam menurut (Wahyunto 2004), Asam humat adalah suatu molekul kompleks

yang terdiri atas kumpulan berbagai macam bahan organik yang berasal dari

residu hasil dekomposisi tanaman dan hewan yang sulit untuk didegradasi

berdasarkan penelitian (Tan 2014). Asam humat dapat menyebabkan air gambut

berwarna coklat kehitaman yang sulit dirombak mikroorganisme dan

2 | R a h a d i a n Z a i n u l d k k

menyebabkan ganguan kesehatan yaitu diare, sakit kepala, asma, sakit gigi kulit

gatal-gatal dan panu (Kihara, Yustiawati et al. 2014).

Upaya pengolahan asam humat pada air gambut telah banyak dilakukan

salah satu dengan metode koagulasi dan absorpsi, pada metode koagulasi

mengurangi tingkat kekeruhan tetapi air gambut yang dihasilkan masih berbau

dan pengolahan air gambut dengan proses koagulasi menyebabkan masalah

kesehatan seperti diare, alergi kulit bahkan karsinogen menurut (Ritson, Bell et al.

2016), sedangkan pada riset terdahulu (Imawan and Nopriza 2012) pengolahan air

gambut dengan metode absorpsi didapatkan bahwa penghilangan zat humat

terbatas karena berat molekul yang tinggi. Hal ini disebabkan hanya sebagian

material benda uji yang berinteraksi dengan asam humat sehingga asam humat

yang lain tidak dapat bereaksi dengan material benda uji menurut (Jayadi,

Destiarti et al. 2014). Banyaknya kelemahan metode yang dilakukan dalam

pengolahan asam humat pada air gambut, maka diperlukan alteranatif pengolahan

yang relatif murah dan mudah dengan mengembangkan metoda transformasi

(degradasi) mengunakan semikonduktor yang ramah lingkungan.

Penelitian tentang proses transformasi asam humat dengan fotokatalis

telah banyak diakukan dan terus berkembang dengan berbagai teknik. Riset

terdahulu (Zainul 2018) menjelaskan mengenai proses degradasi asam humat

menggunakan fotokatalis ZnO menggunakan bantuan cahata UV. Hal yang sama

juga dilakukan pada penelitian titania TiO2 (Xing, Shi et al. 2016). Transformasi

asam humat juga diteliti oleh N.C birben, C.M et all (Abdalla, Hastings et al.)

setelah disinari dengan UV 254 nm sampai 365 nm. Sifat optik dan elektrokimia

asam humat dilaporkan akan mengalami perubahan, sebagai fungsi spesi-spesi


dan sifat aromatik setelah mengalami degradasi atau transformasi (Birben,

Paganini et al. 2017).

Fototransformasi dengan menggunakan plat CuO telah dikembangkan

menjadi salah satu fotokatalis yang baik terhadap lingkungan. Plat CuO memiliki

kelebihan yaitu tidak beracun, bahan semikonduktor tipe-p karena memiliki band

gap sekitar 1.2 - 1.6 eV, mampu berkerja pada sinar tampak atau cahaya matahari

langsung, dapat meningkatkan aktivitas fotokatalis, biaya pembuatan yang rendah

dan ketersediaannya yang melimpah, CuO dapat secara efektif mendegradasi

molekul warna, dan banyak di aplikasi kan didunia industri seperti sensor gas dan

sel surya (Rao, Wu et al. 2017).

Oleh sebab itu, peneliti ingin meneliti proses fototransformasi asam humat

pada air gambut dengan menggunakan teknik fotokatalis. Dalam penelitian ini,

peneliti mengajukan riset yakni “Bagaimanakah Fototransformasi Asam Humat

menggunakan Plat Tembaga (II) Oksida (CuO) sebagai katalis.

B. Ruang Lingkup

Berdasarkan uraian diatas, maka masalah dalam penelitian ini dibatasi pada:

1. Mengkarakteristik Plat Cu dan Plat CuO menggunakan XRD

2. Fotokatalis semikonduktor yang digunakan adalah plat CuO

3. Waktu degradasi asam humat pada aplikasi air gambut dimulai dari 1 jam

sampai dengan 5 jam

4. Membandingkan fototransfomasi pada kecepatan perputaran stirrer 1000, 1500,

2000 rpm menggunakan plat Cu dan plat CuO dan tanpa perputaran dengan

plat CuO


5. Mengkarakterisasi Konsentrasi ppm yang terdegradasi pada Asam Humat

menggunakan UV-Vis

Berdasarkan batasan masalah, maka peneliti merumuskan masalah sebagai

berikut:

1. Bagaimanakah sintesis plat CuO dengan metoda kalsinasi ?

2. Bagaimanakah mendesain reaktor untuk penjernihan air gambut dengan

fotokatalis semikonduktor plat CuO pada cahaya tampak ?

3. Bagaimanakah pengaruh fototransformasi dari plat CuO dalam aktivitas asam

humat?

1 Menentukan kemampuan fotokatalis hasil kecepatan perputaran stirrer 1000,

1500, 2000 rpm menggunakan plat Cu dalam fototransformasi asam humat

2 Menentukan kemampuan fotokatalis hasil kecepatan perputaran stirrer 1000,

1500, 2000 rpm menggunakan plat CuO dalam fototransformasi asam humat

3 Menentukan kemampuan fotokatalis tanpa perputaran menggunakan plat CuO

dalam fototransformasi asam humat

Manfaat Penelitian

1. Memberikan informasi mengenai desain reaktor asam humat pada air gambut

dengan mengunakan fotokatalis semikonduktor plat CuO

2. Memberikan infornasi tentang fototransformasi asam humat menggunakan plat

Cu, plat Tembaga (II) Oksida (CuO) sebagai katalis dengan perputaran 1000,

1500 dan 2000 rpm dan tanpa perputaran menggunakan plat CuO


C. Air Gambut

Air gambut adalah air permukaan dari tanah yang bergambut dengan ciri

sangat mencolok karena memiliki kandungan organik tinggi serta zat besi yang

cukup tinggi, memiliki rasa asam, pH 3-5, warnanya merah kecoklatan,

mengandung zat partikel tersuspensi yang rendah dengan kandungan partikel yang

rendah (Suwanto, Sudarno et al. 2017). Warna coklat kemerahan pada air gambut

diakibat dari tingginya kandungan zat organik terlarut terutama dalam bentuk

asam humus dan turunannya. Warna asam humus akan semakin tinggi karena

adanya logam besi yang terikat oleh asam–asam organik dan terlarut dalam air

tersebut.

Air gambut memiliki pH rendah yaitu 3-5 yang mengakibatkan air

gambut memiliki rasa asam karena banyak mengandung asam humus . Air gambut

apabila di konsumsi akan menyebabkan diare (gangguan metabolisme), iritasi

kulit, bahkan karsinogen akibat kandungan zat organik yang tinggi dan apabila

terurai secara biologis dan dilakukan proses densifeksi terhadap larutan khlor

membentuk senyawa organokhlorine (Suhendra, Marsaulina et al. 2013)

Kandungan dalam air gambut berpotensi dapat membentuk senyawa

karsinogenik yang akan berbahaya bagi tubuh yaitu THM (Trihalomethane)

proses desinfeksi dengan khlor yang membentuk organoklorin (Zouboulis, Chai

et al. 2004). Komposisi zat organik pada air gambut didominasi oleh senyawa

humat yang memiliki gugus fungsional seperti –COOH, -OH fenolat maupun –

OH alkohol dan memiliki ikatan aromatik kompleks. Sifat ini juga menyebabkan

sebagian besar organik pada air gambut sulit untuk terurai secara alamiah.


Air gambut adalah air permukaan yang banyak terdapat di daerah berawa

maupun dataran rendah terutama di Sumatera dan Kalimantan yang mempunyai

ciri-ciri sebagai berikut (Kusnaedi 2010):

1. kandungan zat organik yang tinggi,

2. kekeruhan dan kandungan partikel tersuspensi yang rendah,

3. kandungan kation yang rendah,

4. intensitas warna yang tinggi (berwarna merah kecokelatan),

5. pH yang rendah,

Kelima ciri diatas ternyata mempunyai hubungan satu dengan lainnya.

Derajat keasaman yang rendah disebabkan oleh kandungan kation yang rendah,

sedikitnya kation dan partikel tersuspensi, dan adanya zat organik dalam bentuk

asam. Hal ini menyebabkan berkurangnya proses koagulasi secara alami.

Struktur gambut yang lembut dan memiliki pori-pori menyebabkan

mudahnya untuk menahan air dan air pada lahan gambut tersebut dikenal dengan

air gambut. Berdasarkan sumber airnya, lahan gambut dibedakan menjadi dua

yaitu (Trckova, Matlova et al. 2005) :

1. Bog

Merupakan jenis lahan gambut yang sumber airnya berasal dari air hujan

dan air permukaan, air hujan memiliki pH yang agak asam maka setelah

bercampur dengan gambut akan bersifat asam dan warnanya cokelat karena

kandungan organi dari air gambut.

2. Fen


Fen merupakan lahan gambut yang sumber airnya berasal dari air tanah

yang dikontaminasi salah satu oleh mineral sehingga pH air gambut tersebut

memiliki pH netral dan basa.

Asam Humat

Asam humat merupakan senyawa organik heterogen yang memiliki berat

molekul tinggi dan sulit untuk mengalami degradasi serta secara umum berwarna

kuning hingga hitam. Warna ini akan semakin meningkat intensitasnya apabila

terdapat logam besi yang terikat pada asam organik tersebut (Klučáková 2018).

Zat humat terutama asam humat dan asam fulvat adalah senyawa organik

yang sering ditemukan di lingkungan. Asam humat adalah konstituen terbesar

yang ditemukan dari bahan organik tanah (60-80%) serta asam humat banyak

terlibat dalam proses biologis ditanah seperti nutrisi tanaman, degradasi dan

transformasi bahan kimia organik hidrofobik (Kim, Park et al. 2018).

Stuktur asam humat merupakan polimer yang terdiri dari beberapa gugus

COOH, jembatan -O-, -CH2- dan –NH= (Stevenson 1994).

Gambar 1.Model stuktur Asam Humat (Stevenson 1994)

Klasifikasi Asam Humat

Berdasarkan kelarutannya dalam alkali dan asam, asam humat dibagi

dalam tiga fraksi utama yaitu (Kusnaedi 2010) :


1. Asam Humat

Asam humat atau humus merupakan hasil akhir dekomposisi bahan organik

oleh organisme secara aerobik. Ciri-ciri dari asam humat ini antara lain:

1. Asam humat memiliki berat molekul 10.000 - 100.000 g/mol

2. Merupakan bagian dari humus yang bersifat tidak larut dengan air pada

kondisi pH < 2 tetapi larut pada pH yang lebih tinggi.

3. Dapat diekstraksi dari tanah dengan bermacam reagen dan tidak larut

dalam larutan asam.

4. Merupakan makromolekul aromatik yang komplek dengan asam amino,

gula amino, peptide, serta komponen alifatik yang posisinya didapatkan

antara kelompok aromatik.

5. Mempunyai warna yang bervariasi dari cokelat pekat sampai abu-abu

pekat.

6. Humus pada tanah gambut mengandung lebih banyak asam humat.

7. Asam humus merupakan senyawa organik yang sangat kompleks,secara

umum asam humus memiliki ikatan aromatik yang panjang.

2. Asam Fulvat

Asam fulvat berasal dari kata fulvus yaitu berarti kuning, warna dari asam

fulvat adalah kuning terang hingga kecokelatan dengan ciri-ciri:

1. Asam fulvat merupakan senyawa asam organik alami yang berasal dari

humus, larut dalam air dan sering ditemukan dalam air permukaan

dengan berat molekular yang rendah yaitu antara rentang 1000 hingga

10.000.


2. Asam fulvat larut dalam air pada berbagai kondisi pH dan sangat rentan

terhadap serangan mikroba. Asam fulvat mengandung atom oksigen dua

kali lebih besardibandingkan asam humat, karena banyaknya gugus

karboksil (-COOH) dan hidroksil (COH) sehingga menyebabkan secara

kimia asam fulvat lebih reaktif dibandingkan senyawa-senyawa humus

lainnya.

3. Humin

Humin dianggap sebagai molekul yang paling besar dari senyawa humus

karena rentang berat molekulnya mencapai 100.000 - 10.000.000 g/mol.

Sedangkan sifat fisika dan kimia humin belum banyak diketahui (Stevenson

1994).

Ketiga jenis fraksi asam humus tersebut mempunyai struktur yang

hampir sama antara satu sama lain, hanya berbeda berat molekul dan

kandungan gugus fungsionalnya. Asam fulvat dengan berat molekul yang

rendah memiliki kandungan oksigen yang lebih tinggi dan kandungan

karbon yang rendah jika dibandingkan dengan asam humat dengan berat

molekul yang tinggi. Warna dari asam humus akan semakin tinggi dengan

semakin tingginya berat molekul.

D. Fototransformasi Asam Humat

Air gambut merupakan air permukaan atau air tanah yang banyak terdapat

di daerah berawa dengan ciri berwarna merah sampai coklat, berbau kurang sedap

serta berasa asam. Air jenis ini jelas tidak memenuhi persyaratan air bersih yang

ditentukan oleh Depkes RI, maka air rawa gambut tergolong air terpolusi karena


mengandung material baik organik maupun anorganik (dalam kasus ini material

organik) yang menyebabkan air tak lagi layak pakai.

Seperti yang diterangkan sebelumnya, komponen utama air gambut adalah

senyawa-senyawa humat. Salah satu fraksi utama senyawa humat adalah asam

humat yang menyebabkan air gambut berwarna coklat, sehingga perlu diterapkan

suatu metoda guna mentransformasi asam humat dari air gambut tersebut.

Berlandaskan fakta teoritis yang dikemukakan(Stevenson 1994) bahwa

asam humat terdiri dari gugus-gugus kaya elektron (seperti jembatan –O-, -N-, -S-

dan gugus fungsional –COOH dan –OH), maka dapat diprediksi bahwa asam

humat dapat bertindak selaku donor elektron dalam proses fototransformasi yang

dikatalisis oleh semikonduktor dalam suatu sel.


BAB II. FOTOKATALIS DAN

METODE MODIFIKASI SOL-GEL

A. Fotokatalis

Fotokatalis merupakan suatu gabungan antara proses fotokimia dan

katalis. Proses fotokimia merupakan suatu proses transformasi kimia dengan

bantuan cahaya sebagai pemicunya. Sedangkan katalis merupakan suatu substansi

yang dapat mempercepat laju reaksi. Reaksi kimia yang melibatkan material

fotokatalis disebut dengan reaksi fotokatalis.

Fotokatalis merupakan suatu proses yang di bantu dengan cahaya dan

katalis untuk menurunkan energi aktivasi sehingga mempercepat proses reaksi.

Kemampuan fotokatalisis dalam suatu material semikonduktor sangat dipengaruhi

oleh beberapa faktor salah satu nya yaitu ukuran partikel zat. Ukuran dari partikel

semikonduktor memegang peran penting dalam menentukan aktivitas katalitik

dari senyawa semikonduktor. Umumnya, senyawa dengan ukuran partikel lebih

kecil memiliki aktivitas fotokatalitik lebih baik karena proses transfer muatan ke

sisi aktif dari permukaan semikonduktor akan lebih cepat (Ismail and Bahnemann

2014).


Gambar 2.Mekanisme Fotokatalis

Ketika fotokatalis terkena sinar atau cahaya, sejumlah energi berupa foton

akan diserap. Penyerapan energi foton tersebut mengakibatkan eksitasi elektron

pada pita valensi ke pita konduksi (Umar and Aziz 2013). Sumber foton untuk

aktivasi fotokatalis dapat berasal dari lampu maupun sumber cahaya alami seperti

cahaya matahari. Pemanfaatan cahaya matahari sebagai aktivator fotokatalis

menjadi suatu hal yang menjanjikan, mengingat matahari merupakan sumber

energi terbesar di alam dan dapat diperoleh dengan gratis (Lin, Li et al. 2017).

Berbagai metode telah dilakukan untuk meningkatkan aktivitas

fotokatalitik dari material semikonduktor, salah satunya menggunakan metode

pendopingan ion (kation maupun anion) pada material semikonduktor. Fotokatalis

menunjukkan potensi dalam mengatasi air gambut. Penambahan katalis dalam

proses fotokatalis dapat meningkatkan penguraian air gambut menjadi senyawa

yang lebih sederhana. Proses tersebut dinamai dengan fotokatalis (Stiadi 2013).

Secara umum fotokatalis dapat terbagi menjadi dua jenis yaitu :

1. Fotokatalis homogen yang melibatkan katalis, medium, reaktan berada dalam

satu fasa, umumnya katalis berupa suatu oksidator seperti ozon dan hidrogen

peroksida

2. Fotokatalis heterogen dimana proses ini melibatkan katalis yang tidak satu

fase dengan medium dan reaktan, umumnya katalis berupa semikonduktor

seperti tembaga oksida (CuO), titanium dioksida (TiO2) dan (ZnO2) sebagai

katalis


B. Semikonduktor

Semikonduktor merupakan bahan konduktivitas yang berada diantara

konduktor dan isolator. Semikonduktor merupakan material yang memiliki pita,

kedua pita tersebut dipisahkan oleh energi ambang atau energi celah pita (gap

energy atau band gap). band merupakan celah energi yang berada diantara pita

valensi dan pita konduksi, sementara energi maksimum yang dibutuhkan elektron

untuk mengalami eksitasi dari pita valensi ke pita konduksi disebut energi band

gap. Elektron yang tereksitasi pada permukaan material fotokatalis akan memicu

suatu reaksi kimia (Madjene, Aoudjit et al. 2013).

Berdasarkan jumlah mayoritas partikel pembawa muatan semikonduktor

dibedakan menjadi dua jenis, yaitu semikonduktor tipe-p dan tipe-n.

Semikonduktor tipe-p merupakan semikonduktor yang mengalami kekurangan

elektron sehingga semikonduktor ini bermuatan positif dengan lubang sebagai

pembawa muatan mayoritas. Sedangkan semikonduktor tipe-n mengalami

kelebihan elektron, yang menyebabkan semikonduktor ini bermuatan negatif

dengan elektron sebagai pembawa muatan mayoritas.

Semikonduktor dapat berperan sebagai fotokatalis dalam reaksi oksidasi

dan reduksi bergantung pada besarnya energi celah pita dan jenis celah pita yang

akan dioksidasi dan direduksi. Semikonduktor yang berbeda memiliki level pita

energi konduktifitas dan potensial redoks yang berbeda, semakin tinggi potensial

pita valensi semakin tinggi daya oksidasi yang dimiliki oleh lubang.

Semikonduktor memiliki energi celah pita yang cukup kecil, rentang energi celah

pita untuk semikonduktor adalah 1-5 eV, isolator > 5 eV, sedangkan konduktor

tidak memiliki energi celah pita (Palupi 2006).


Tabel 1.Beberapa semikonduktor beserta energi celahnya pada suhu 0 K

Semikonduktor Eg(eV) Semikonduktor Eg (eV)

InSb

PbTe

Te

PbS

InAs

ZnSb

Ge

GaSb

Si

CdTe

0,20

0,20

0,30

0,30

0,40

0,60

0,70

0,80

1,10

1,60

Se

Cu2O

CdS

WO3

Fe2O3

TiO2

ZnO

SrTiO3

ZnS

AIN

1,80

2,20

2,60

2,80

3,10

3,23

3,40

3,40

3,90

4,60

(Sumber :(Chen, Wang et al. 2018)

Plat CuO

Oksida tembaga memiliki dua fasa kristal yaitu Cu2O dan CuO. Oksida

logam CuO merupakan padatan ionik dengan titik leleh diatas 1300 0C. CuO

adalah oksida basa sehingga mudah larut dalam asam dan mineral. CuO murni

memiliki koefisien absorpsi yang tinggi sehingga sebagian besar cahaya dapat

diabsorpsi oleh CuO dalam bentuk lapisan tipis. CuO memiliki parameter kisi a =

4.68 Ǻ, b = 3.42 Ǻ, c = 5.13 Ǻ, serta memiliki massa jenis 6.315 g/cm3. Sebagai

material semikonduktor CuO memiliki keuntungan selain biaya pembuatan yang

rendah juga ketersediaannya yang melimpah. Copper Oxide (CuO) juga

merupakan semikonduktor tipe-p yang memiliki celah pita 1,2 - 1,6 eV dan

struktur kristal kubik (Papadimitropoulos, Vourdas et al. 2006).

Sebagaimana bahan semikonduktor dari senyawa-senyawa oksida yang

lain, senyawa CuO memiliki sifat optik dan listrik yang cocok untuk piranti sel

surya dan baterai lithium sebagai elektroda aktif. Disamping itu senyawa CuO

memiliki sifat kimia yang cocok untuk aplikasi katalis dan sensor gas.


Gambar 3. Struktur Kristal CuO (Zeffry 2015)

Tabel 2. Karakteristik CuO

Karakteristik CuO

Rumus molekul CuO

Massa molar (berat molekul)SU 79.545 g/mol

Warna Hitam kecoklatan

Kerapatan 6.315 g/cm3

Titik Leleh 1326 0C

Titih Didih 2000 0C

Energi Band gap 1.2 - 1.9 eV

(sumber : (Duan, Zhang et al. 2018)

CuO memiliki kelebihan yaitu temperatur superkonduktivitas yang tinggi,.

CuO diaplikasikan di berbagai bidang antara lain sebagai katalis, baterai, sensor

gas, penghantar panas, dan untuk energi surya. Struktur kristal CuO memiliki

band gap yang kecil sehingga sifat fotokatalisis dan fotovoltaik sangat berguna.

Dalam penelitian yang sudah dilakukan, tembaga dapat bereaksi dengan oksigen

pada temperatur 400 °C sehingga terbentuk senyawa CuO.

Spektrofotometer UV-Vis

Spektrofotometer UV-Vis merupakan alat ukur yang mengukur respon

yang dihasilkan dari interaksi kimia suatu zat dengan sinar atau cahaya daerah

UV-Vis yang melewati. Apabila sinar atau cahaya jatuh pada suatu medium

homogen sebagian dari sinar yang masuk akan dipantulkan dan sebagian lagi akan

diserap oleh medium, sisa nya akan diteruskan (Parveen and Rohan 2011).


Penyerapan sinar tampak atau ultraviolet oleh molekul dapat menyebabkan

terjadinya eksitasi molekul tersebut dari tingkat dasar ketingkat yang lebih tinggi.

Proses ini melalui dua tahap :

tahap 1 : M + hV M*

tahap 2: M + hV M + heat

Umur molekul yang tereksitasi M* ini sangat pendek (10-8

-10-9

detik) dan molekul

kembeli ketingkat dasar lagi M. Proses diatas disebut proses fotokimia.

Pengabsorbsian sinat ultra violet atau sinar tampak oleh suatu molekul

umumnya menghasilkan eksitasi elektron bonding akibatnya panjang gelombang

absorbs maksimum dapat dikolerasikan dengan jenis ikatan yang ada didalam

molekul yang sedang diselidiki. Oleh karena itu, spektroskopi serapan molekul

sangat berguna untuk mengindentifikasi gugus-gugus fungsional yang ada dalam

suatu molekul. Akan tetapi yang paling penting adalah penggunaan spektroskopi

serapan ultra violet dan sinar tampak untuk penentuan kuantitatif senyawa-

senyawa yang mengandung gugus pengabsorbsi (Hendayana, Kadarohman et al.

1994)

Sinar tampak merupakan energi, yang bila mengenai elektron-elektron

tersebut, maka elektron akan tereksitasi dari keadaan dasar ke tingkat energi yang

lebih tinggi, eksitasi elektron-elektron ini, direkam dalam bentuk spektrum yang

dinyatakan sebagai panjang gelombang dan absorbansi, sesuai dengan jenis

elektron-elektron yang terdapat dalam molekul yang dianalisis. Makin mudah

elektron-elektron bereksitasi makin besar panjang gelombang yang diabsorbsi,

makin banyak elektron yang bereksitasi makin tinggi absorban.Pada

spektrofotometri UV-Vis ada beberapa istilah yang digunakan terkait dengan


molekul, yaitu kromofor, auksokrom, efek batokromik atau pergeseran merah,

efek hipokromik atau pergeseran biru, hipsokromik, dan hipokromik.Kromofor

adalah molekul atau bagian molekul yang mengabsorbsi sinar dengan kuat di

daerah UV-Vis, misalnya heksana, aseton, asetilen, benzena, karbonil,

karbondioksida, karbon monooksida, gas nitrogen. Auksokrom adalah gugus

fungsi yang mengandung pasangan elektron bebas berikatan kovalen tunggal,

yang terikat pada kromofor yang mengintensifkan absorbsi sinar UV-Vis pada

kromofor tersebut, baik panjang gelombang maupun intensitasnya, misalnya

gugus hidroksi, amina, halida, alkoksi.

Prinsip kerja dari spektrofotometer ini adalah cahaya yang berasal dari

lampu deuterium maupun wolfram yang bersifat polikromatis di teruskan melalui

lensa menuju ke monokromator pada spektrofotometer dan filter cahaya pada

fotometer. Kemudian monokromator akan mengubah cahaya polikromatis

menjadi cahaya monokromatis (tunggal). Berkas-berkas cahaya dengan panjang

gelombang tertentu akan dilewatkan pada sampel yang mengandung suatu zat

dalam konsentrasi tertentu. Oleh karena itu, terdapat cahaya yang diserap

(diabsorbsi) dan yang dilewatkan. Cahaya yang dilewatkan ini kemudian di terima

oleh detektor. Detektor kemudian akan menghitung cahaya yang diterima dan

mengetahui cahaya yang diserap oleh sampel. Cahaya yang diserap berbanding

lurus dengan konsentrasi zat yang terkandung dalam sampel sehingga akan

diketahui konsentrasi zat dalam sampel secara kuantitatif.

X-Ray Diffraction (XRD)

XRD atau X-Ray Diffraction digunakan untuk menentukan karakteristik

di tinjau dari struktur dan ukuran kristal pada suatu sampel. Komponen utama


XRD terdiri dari tabung katoda (tempat terbentuknya sinar-X), sampel holder dan

detektor. XRD memberikan data-data difraksi dan kuantisasi intensitas difraksi

pada sudut-sudut dari suatu bahan. Data dari XRD berupa intensitas sinar-X yang

terdifraksi dan sudut 2 . Tiap pola yang muncul pada pola XRD mewakili satu

bidang Kristal dan memiliki orientasi tertentu (Widyawati 2012).

Sinar-X merupakan gelombang elektromagnetik akan menunjukkan gejala

difraksi bila sinar tersebut jatuh pada jarak antar atomnya kira-kira sama dengan

panjang gelombang sinar tersebut. Bila berkas elektron menjatuhi suatu kristal,

maka sinar-X yang terbentuk akan di hamburkan. Panjang gelombang hamburan

ini keluar dari seluruh atom dalam sampel dan interferensinya dari radiasi

hamburan yang berasal dari atom-atom yang berbeda yang menyebabkan

intensitas berbeda (Sibilia 1996).

C. Metode Sol-Gel

Metode sol-gel merupakan metode yang digunakan untuk mensintesis

material berukuran kecil karena mudah dalam preperasi. metode sol gel

terdiri dari dua kata yaitu sol dan gel, sol di defenisikan sebagai suspensi

koloid yang mencakup sistem dengan jangkauan yang luas. Menurut

International Union of Pure Applied Chemistry (IUPAC) sol merupakan sistem

koloid dimana suatu fasa terdispersi dalam fasa lain dengan ukuran partikel

fasa terdispersi 1nm-1μm (Danks et al.,2016) sedangkan gel didefenisikan

sebagai jaringan 3 dimensi dari sol yang membentuk fasa kontiniu yang lebih

kaku (Kumar et al.,2015).

Sejumlah metode yang biasa digunakan pada fotokatalitik TiO2 yaitu metode

sol-gel, elektrokimia, hidrotermal, sputtering dan deposisi kimia namun metode sol-


gel yang mudah dioperasikan dari metode lainnya. metode sol gel melibatkan

hidrolisis dan kondensasi dari prekursor dan pembentukan gel berikutnya yang

menghasilkan pembentukan struktur jaringan kristal dengan menggunakan suhu

kalsinasi ( Guo et al.,2018).

Metode sol-gel terdiri dari beberapa tahap yaitu pada tahap yang pertama

pembentukan sol-gel dari monomer material prekursor (Kumar et al.,2015).

prekursor yang biasa digunakan dalam metode sol gel ada 3 jenis yaitu larutan dari

garam logam, larutan logam alkoksida dan campuran senyawa organik anorganik

(Dimitriev ,Ivanova & Iordanovaal.,2008). Larutan logam alkoksida merupakan

jenis penelitian pertama yang dilakukan pada abad ke-19 yaitu proses pembentukan

gel dari material alkoksida yang dipreperasi menggunakan SiCl4. Penyebab

terbentuknya gel tersebut diketahui sebagai proses hidrolisis dan kondensasi material

alkoksida akibat dari kelembaban udara. pada proses hidrolisis terjadi reaksi antara

senyawa alkoksida prekursor dengan air yang mengakibatkan pergantian gugus

alkoksi (-OR ) oleh gugus hidroksi (-OH ).

Proses hidrolisis dipengaruhi oleh sifat dari gugus alkil (-R), perbandingan air

dengan senyawa alkoksida dan jumlah katalis yang digunakan (Danks et al.2016).

Sedangkan Pada proses kondensasi, terjadi pembentukan ikatan okso (M-O-M) dari

satu molekul prekursor dengan molekul prekursor lain disertai dengan pelepasan

molekul air atau alkohol sebagai produk sampingan. Jalannya reaksi kondensai

sangat ditentukan oleh derajat reaksi hidrolisis. Agar reaksi kondensasi dapat terjadi,

setidaknya dibutuhkan satu gugus –OH yang melekat pada logam pusat dari

senyawa prekursor. Jika hidrolisis terjadi sempurna sebelum reaksi kondensasi


dimulai, maka akan dihasilkan produk (OH)3M-O-M(OH)3 dengan air sebagai

produk sampingan. Sementara apabila hidrolisis hanya terjadi sebagian maka akan

menghasilkan produk yang masih memiliki gugus –OR dan menghasilkan senyawa

alkohol sebagai produk samping (Danks et al.,2016). Jaringan molekul yang lebih

luas akan terbentuk seiring dengan berjalannya proses kondensasi. Jaringan yang

luas tersebut akan membentuk sistem tiga dimensi yang lebih kaku yang disebut gel

(Kumar et al.,2015). Contoh reaksi kondensasi dari logam alkoksida dapat dilihat

sebagai berikut (Kumar et al., 2015).

Tahap yang kedua pada metoda sol-gel yaitu yaitu agin (pematangan), Proses

pematangan (aging) merupakan tahap dimana material yang telah disintesis disimpan

atau dijaga pada kondisi tertentu dalam jangka waktu beberapa jam atau beberapa hari.

Selama proses pematangan, proses kondensasi tetap terjadi di dalam wadah atau

substrat tempat gel melekat. Pada proses ini terjadi penurunan ukuran pori dan gel akan

mengendap membentuk agregat sehingga dapat menurunkan resiko adanya retakan

(cracking) pada saat pengeringan. Tahap yang terakhir yaitu Drying (Pengeringan) Pada

proses pengeringan, pelarut yang masih tersisa di dalam jaringan gel akan dihilangkan

dengan cara pemanasan. Selama proses pemanasan, terjadi pemadatan struktur gel

menjadi lapisan atau agregat yang lebih padat. Pemadatan atau densifikasi bergantung


pada ukuran pori, jarak antar pori dan luas permukaan dari material yang disintesis

(Kumar et al.,2015).

D. Karakterisasi TiO2 di doping Cu

Karakterisasi TiO2 doping Cu dilakukan dengan berbagai macam metode

untuk mengetahui sifat fisik dan kimia suatu material fotokatalis seperti untuk

mengetahui ukuran kristal fotokatalis, mengetahui sifat adsorbansi, mengetahui

band gap material serta efisiensi fotokatalis pada asam humat.

A. X-Ray diffraction (XRD)

XRD digunakan untuk menentukan struktur kristal dan susunan atom.

XRD yang paling umum digunakan untuk mengkarakterisasi karena tidak

merusak struktur kristal material yang di uji. XRD dapat memberikan informasi

mengenai struktur, fasa, tekstur, ukuran rata-rata partikel,derajat kristalinitas dan

cacat pada kristal. Namun XRD juga mempunyai kekurangan yaitu

pengukurannya lambat, melibatkan mesin yang rumit dan biaya yang relatif mahal

(Mohanraj et al.,2018).

Sinar X yang dihasilkan pada instrumen XRD berasal dari tabung katoda

yang telah disaring supaya dihasilkan sinar X manokromatik yang ditembakkan

pada sampel.interaksi dari sinar X dengan sampel membentuk sinar yang

dihamburkan (Bunaciu, Elena&Hassan, 2015).

B. spektrofotometer UV-Vis

Salah satu instrumen optik yang sangat populer adalah spektrofotometri

UV-Vis. Spektroskopi UV-Vis merupakan salah satu metode tertua dalam

spktroskopi molekuler perumusam tentang hukum bouger-lambert-beer pada

tahun 1852 menciptakan dasar bagi evaluasi kuantitatif pada pengukuran absorpsi


pertama-tama menyebabkan kalorimetri, kemudian fotometri dan akhirnya

menjadi spektrofotometriyangsecara luas digunakan untuk mengukur spektrum

penyerapan sampel UV dan sinar tampak , seperti untuk memgetahui Aktivitas

katalitik nanopartikel dapat dipelajari dengan menggunakan spektroskopi UV/Vis

(Begum et al.,2018).

penyerapan didefenisikan sebagai proses dimana itensitas cahaya dari sinar

pengukuran berkurang karena molekul dalam sampel mengalami transisi dari

keadaan dasar akan tereksitasi ketingkat energi yang lebih tinggi.penggunaan

hukum lambert-beer dalam spektroskopi akan terjadi jika bebera kondisi yang

mendasar terpenuhi seperti; cahaya pengukuran ketat manokromator, distribusi

homogen dan molekul dalam suatu sampel, tidak adanya hamburan cahaya dan

reaksi fotokimia dalam samel, deteksi ideal dan pengolahan nilai itensitas IO dan I

(Mantele & Deniz,2017).

Spektrofotometri Uv-Vis adalah anggota teknik analisis spektroskopi yang

menggunakan sumber radiasi elektromagnetik ultraviolet dekat (190-380 nm) dan

sinar tampak (380-7800 nm) dengan memakai instrumen spektrofotometer.

spektrofotometri lebih banyak digunakan pada analisa kuantitatif dibanding

kualitatif karena pada pengukuran spektrofotometri menggunakan alat

spektrofotometer yang melibatkan energi elektronik yang besar pada molekul

yang dianalisa. Spektrofotometri Uv-Vis digunakan untuk menghitung absorbansi

suatu sampel (Graham et al .,2010).

C. Fourier Transform Infra Red (FTIR)

Fourier Transform Infra Red (FTIR) merupakan instrument yang digunakan

untuk analisa kualitatif. Prinsip kerja dari FTIR yaitu berdasarkan jumlah


penyerapan sinar oleh suatu sampel. Apabila suatu sampel dilewati oleh radiasi

inframerah, maka molekul-molekulnya akan mengabsorpsi energi dan terjadi

transisi antara tingkat vibrasi dasar (ground state) dan tingkat vibrasi

tereksitasi(excited state), pada FTIR spectrum yang terbentuk akan memberikan

informasi mengenai gugus fungsional suatu molekul. Kelebihan-kelebihan dari

FTIR mencakup persyaratan ukuran sampel yang kecil, perkembangan spectrum

yang cepat, dn instrument ini memiliki computer yang terdedikasi kemampuannya

untuk menyimpan dan memanipulasi spectrum (Stevens,2001).

D. Ultra Violet-Visible Diffuse Reflectance Spectoscopy (UV-Vis DRS)

Spektrofotometri UV-Vis Diffuse Reflectance merupakan metoda yang

digunakan untuk mengetahui besarnya band gap suatu material semikonduktor.

Metoda ini didasarkan pada pengukuran intensitas UV-Vis yang direfleksikan

oleh sampel padat yang dikenai cahaya pada rentang panjang gelombang UV-Vis.

(Dolat, et al., 2014).

Hasil dari karakterisasi menggunakan UV-Vis DRS berwujud kurva

hubungan antara k/s dengan panjang gelombang (λ) atau absorbansi (A) dengan

panjang gelombang (λ). Spektrum yang diperoleh untuk senyawa padatan disebut

sebagai diffuse reflectance spectrum (spektrum refleksi). Spektrum ini lebih

dikenal sebagai spektrum elektronik karena spektrum pada daerah UV-Vis ini

muncul sebagai akibat terjadinya transisi elektron dari tingkat energi rendah ke

tingkat energi tinggi (terksitasi) jika elektron itu memperoleh energi yang sesuai.

Energi transisi elektronik ini muncul sebagai puncak pita spektrum senyawa yang

dianalisa sehingga dapat diketahui penyerapan panjang gelombang maksimum

dan dihitung energinya (Agnes, 2016).


BAB III. FOTOTRANSFORMASI

ASAM HUMAT DENGAN PELAT

TEMBAGA OKSIDA

A. Experimental Section

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Penelitian Jurusan Kimia,

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Padang

pada bulan Desember 2018 sampai bulan Mei 2019

Objek Penelitian

1. Subjek dan Objek Penelitian

a) Subjek Penelitian : Plat CuO

b) Objek Penelitian : Disain dan Rekayasa Fototransformator Plat CuO untuk

pengolahan asam Humat

2. Variabel Penelitian

a) Variabel bebas : Asam humat dengan perputaran menggunakan Plat Cu

0.3 mm, Asam humat dengan perputaran menggunakan Plat CuO 0.3 mm,

Asam humat tanpa Perputaran menggunakan Plat CuO 0.3 mm dan waktu

degradasi

b) Variabel kontrol : Asam Humat 20 ppm dan plat CuO 0.3 mm

c) Variabel terikat : Konsentrasi asam humat yang berkurang dan %degradasi

dengan karakteristik UV-Vis, plat Cu dan Plat CuO dengan karakteristik

XRD.

Alat dan Bahan


Alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu : neraca analitik,

seperangkat alat gelas, reaktor, tachometer, stirrer, dinamo, pengontrol kecepatan

dinamo (dimmer DC 12-24 v.8A), penyambung aliran listrik ( Adaptor 2A/12V)

kabel, kaca bening tebal 3mm dan furnace. Kemudian alat untuk karakterisasi

yaitu analisis UV-VIS berfungsi untuk serapan warna, analisis XRD (PAN

alytical) berfungsi untuk melihat struktur kristal.

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu : asam humat, aquades,

plat CuO

B. Produser Kerja

Sintesis Oksida Tembaga Plat Cu

Logam Cu yang berbentuk lembaran ( 36,5 cm x 120 cm) dipotong-

potong dengan ukuran lebar 2 cm dan panjang 7 cm sesuai dengan wadah reaktor

yang dirancang. Kemudian plat logam Cu di kalsinasi pada furnace dengan suhu

4000C selama 1 jam, kemudian dinginkan selama 5 jam. Plat tembaga (II)

oksida kemudian di uji dengan XRD setelah itu akan dipasang ke dalam reaktor

yang di desain (Zainul, Oktavia et al. 2018)

Pembuatan Desain Reaktor

Fotoreaktor Mobile, yakni kaca bening dengan ketebalan 3 mm yang

dibuat segi delapan membentuk oktagonal, lalu di berikan dinamo dan alat

pengontrol dinamo (dimmer DC 12-24V.8A) dengan aliran listrik (adaptor 2A/12V

dan kabel) dan Techometer untuk mengatur RPM (DT-2234C+), kemudian

dinamo disambungkan pada stirrer dengan plat CuO dengan ukuran 7 x 2 cm

(Zainul, rahadian. 2018)


Gambar 4: Fotoreaktormobile ; (1.Dinamo; 2.Bagian tutup; 3.Plat untuk

perputaran ; 4. Stirer ;; 4. Pengontrol Dinamo ; 5. Colokan)

Uji Fotokatalis Degradasi Asam Humat

Sebanyak 200 mL larutan asam humat 20 ppm dimasukkan ke dalam

reaktor yang telah diberi plat Cu dan plat CuO, selanjutnya reaktor yang telah

diberi plat Cu dan plat CuO pada cahaya matahari dilakukan pengujian dengan

variasi waktu dari 1 sampai dengan 5 jam menggunakan kecepatan pengadukan

1000 rpm, 1500 rpm dan 2000 rpm dan tanpa perputaran dengan plat CuO

kemudian diukur absorbansinya dengan spektrofotometer UV-Vis. Setelah

didapatkan hasil dilakukan pengolahan data. (Zainul, rahadian. 2018)

Karakterisasi menggunakan Spektrofotometer UV-VIS

Pengujian ini dilakukan di laboratorium Kimia, FMIPA, UNP. UV-VIS

digunakan untuk mengukur respon yang dihasilkan dari interaksi kimia suatu zat

dengan sinar atau cahaya daerah UV-VIS yang melewati. Apabila sinar atau

cahaya yang jatuh pada suatu medium homogen, sebagian dari sinar masuk akan

dipantulkan, sebagian sinar lagi akan diserap oleh medium dan sisanya akan

diteruskan. Hal ini dapat diukur dan dinyatakan sebagai reflektansi , absorbansi,

dan transmittan (Parveen and Rohan 2011).


Karakterisasi menggunakan Ray Diffraction XRD

Pengujian ini dilakukan di laboratorium Fisika, FMIPA, UNP. XRD atau

X-Ray Diffraction digunakan untuk menentukan karakteristik di tinjau dari

struktur dan ukuran kristal pada suatu sampel. Tiga komponen dasar pada X-

Ray diffraction yaitu sinar-X, tempat sampel, dan detektor yang terletak pada

suatu lingkaran yang sejajar dengan lingkaran fokus.

Alur Penelitian

Asam Humat 20 ppm


- Ditimbang 0,02

gram Asam humat

- Dilarutkan dalam

gelas kimia 250 ml

menggunakan

aquades

- Diencerkan pada

labu ukur 1 L

Plat CuO

Plat Tembaga (Cu) dipotong

dengan ukuran 7 x 2 cm, lalu di

kalsinasi pada furnace dengan

suhu 400 °C selama 1 jam, dan

dinginkan.

Karakterisasi

Degradasi Asam Humat 20 ppm

XRD

Fotoreaktor Mobile

Uji fotokatalis degradasi asam humat denganketebalan plat 0,3 mm dengan

kecepatan 1000 rpm, 1500 rpm dan 2000 rpm

2 jam 1 jam 3 jam 4 jam 5 jam

Hasil Degradasi

Ukur absorban dengan UV-Vis


C. Implementasi dan Interpretasi

Pada penelitian ini dilakukan pengujian fototransfomasi asam humat

dengan kecepatan perputaran 1000, 1500, 2000 rpm dan tanpa perputaran pada

plat CuO dengan menggunakan desain reaktor berbentuk oktagonal. Desain ini

dipilih karena memiliki segi yang banyak sehingga membiasan cahaya besar

sehingga proses fototransfomasi asam humat menjadi lebih baik. Fototransfomasi

adalah suatu metoda degradasi asam humat dengan fotokatalis, katalis yang

digunakan pada proses fototransfomasi adalah plat CuO. Plat CuO memiliki

kelebihan tidak beracun, bahan semikonduktor tipe-p karena memiliki bandgap

sekitar 1.2 - 1.6 eV, mampu berkerja pada sinar tampak atau cahaya matahari

langsung, dapat meningkatkan aktivitas fotokatalis, biaya pembuatan yang rendah

dan ketersediaannya yang melimpah, CuO dapat secara efektif mendegradasi

molekul warna, dan banyak di aplikasi kan didunia industri seperti sensor gas dan

sel surya.

Sintesis Plat CuO 0.3 mm

Kalsinasi adalah metode oksida thermal yang dapat membentuk oksida

sehingga Cu menjadi CuO atau Cu2O, metode kalsinasi dipilih karena metode ini

dapat digunakan pada sampel padatan dan mengoksidasi Cu menjadi CuO.

Proses kalsinasi untuk membentuk plat CuO terjadi pada suhu 4000C

berlangsung selama 1 jam dan proses pendinginan tercapai setelah 5 jam . setelah

1 jam, molekul O2 mulai mereda dan mundur. Dalam kondisi ini, molekul

Oksigen yang tidak mengalami momentum, tidak efektif ketika bertabrakan

dengan atom Cu akan keluar dan meninggalkan ruang yang meningkatkan tekanan


pada celah dan ruang antar sel dalam plat CuO, inilah yang menyebabkan

terbentuk nya plat CuO (Zainul, Oktavia et al. 2018).

X-Ray Diffraction (XRD

Analisa dengan menggunakan XRD dilakukan untuk mengidentifikasi ukuran

kristal. Sampel yang dikarakterisasi menggunakan XRD adalah plat cu sebelum

dikalsinasi dan setelah dikalsinasi. Pola XRD sebelum dikalsinasi dapat dilihat

pada gambar 5.

Gambar 5. Difraktogram plat Cu sebelum dikalsinasi

Berdasarkan gambar menunjukan puncak-puncak fraksi khas dari suatu plat,

plat Cu terbentuk puncak yang kuat pada sudut diffraksi (2θ) yaitu 50.5865

Difraktogram yang di peroleh dari proses karakterisasi kemudian dianalisa

menggunakan persamaan Debye-schrer untuk mengetahui ukuran kristal, dari

hasil didapatkan bahwa ukuran kristal pada sudut diffraksi (2θ) yaitu 50.5865

adalah 28.40 nm.


Pada Pola XRD setelah di kalsinasi dengan suhu 4000C selama 1 jam

mengalami perubahan senyawa dari plat Cu menjadi plat CuO dan perubahan

sudut diffraksi (2θ) seperti pada gambar 6.

Gambar 6.Difraktogram plat Cu setelah dikalsinasi

Berdasarkan gambar menunjukan puncak-puncak fraksi khas dari suatu plat,

plat Cu setelah dikalsinasi pada suhu 4000C selama 1 jam terbentuk puncak yang

kuat pada sudut diffraksi (2θ) yaitu 36.4563. Difraktogram yang di peroleh dari

proses karakterisasi kemudian dianalisa menggunakan persamaan Debye-schrer

untuk mengetahui ukuran kristal, dari hasil didapatkan bahwa ukuran kristal pada

sudut diffraksi (2θ) yaitu 36.4563 adalah 27.07 nm. Dari ukuran kristal yang

didapat pada plat Cu sebelum dan setelah dikalsinasi mengalami perbedaan.

Setelah kalsinasi ukuran kristal yang didapat lebih kecil dibandingkan ukuran

kristal sebelum dikalsinasi.


Uji Aktivitas Fototransformasi

Uji Aktivitas fototransfomasi asam humat dilakukan pada 1 jam, 2 jam, 3 jam,

4 jam dan 5 jam dengan kecepatan 1000 rpm, 1500 rpm dan 2000 rpm dan tanpa

perputaran dengan menggunakan katalis plat Cu dan CuO. Uji aktivitas

fototransformasi asam humat diukur dengan spektrofotometer UV-Vis dengan

panjang gelombang maksimum pada asam humat yaitu 265 nm.

Gambar 7. Spektrum Absorbansi asam humat 20 ppm

Absorbansi yang diperoleh digunakan sebagai pembanding absorbansi setelah

dilakukan degradasi, dari data absorbansi didapatkan persentase konsentrasi ppm

yang terdegradasi yaitu :

Dimana A0 adalah ppm mula-mula, At adalah ppm pada waktu t.


Gambar 8. Aktivitas fototransformasi asam humat menggunakan katalis plat Cu

Pada gambar 8 aktivitas fototransformasi asam humat dengan

menggunakan plat Cu pada perputaran 1000 rpm 1500 rpm dan 2000 rpm

didapatkan nilai konsentrasi ppm yang terdegradasi hanya berkisar 2-8% dalam 20

ppm. Hasil degradasi yang sedikit pada plat Cu diakibatkan oleh plat Cu tidak

mampu mendegradasi asam humat karena plat Cu merupakan konduktor.

Konduktor adalah bahan yang dapat meghantarkan arus listrik, konduktor

memiliki pita valensi dan pita konduksi yang saling tumpang tindih sehingga

elektron dapat bergerak bebas dan menghasilkan arus listrik, elektron yang

bergerak bebas tersebut menyebabkan radikal OH tidak terbentuk .

Pada perputaran 1000 rpm dapat dilihat bahwa konsentrasi ppm setelah

didegradasi mengalami kenaikan selama 1 jam, 2 jam dan 3 jam perputaran yaitu

4.92%, 5.82% dan 6.73% sedangkan pada jam 4 dan 5 mengalami penurunan

0.00%

1.00%

2.00%

3.00%

4.00%

5.00%

6.00%

7.00%

8.00%

9.00%

0 1 2 3 4 5 6

Kon

sen

trasi

pp

m D

egra

dasi

Waktu (Jam)

1000 rpm

1500 rpm

2000 rpm


konsentrasi ppm setelah didegradasi yaitu 5.62% dan 5.42%, pada perputaran

1500 rpm konsentrasi ppm setelah didegradasi juga mengalami kenaikan pada jam

1 jam, 2 jam dan 3 jam yaitu 5.92%, 6.53% dan 7.93 % sedang kan pada 4 jam

dan 5 jam mengalami penurunan yaitu 5.62% dan 5.42% dan pada perputaran

2000 rpm didapatkan konsentrasi ppm setelah degradasi mengalami kenaikan

pada 1 jam dan 2 jam yaitu 5.92% dan 6.53% sedangkan pada 3 jam, 4 jam, dan 5

jam mengalami penurunan konsentrasi ppm %degradasi yaitu 7.93%, 5.72% dan

4.62%.

Penurunan dan kenaikan konsentrasi ppm setelah degradasi dengan

mengunakan plat Cu diakibatkan oleh cahaya yang masuk dengan kenaikan

cahaya maka dapat mempercepat reaksi yang mengakibatkan naiknya energi

kinetik partikel zat sehingga memungkin kan semakin banyak tumbukan efektif

yang menghasilkan penurunan konsentrasi asam humat pada katalis plat Cu

(Gulkaya, Surucu et al. 2006).

40.00%

42.00%

44.00%

46.00%

48.00%

50.00%

52.00%

54.00%

56.00%

58.00%

60.00%

0 1 2 3 4 5 6

Axi

s Ti

tle

Axis Title

1000 rpm

1500 rpm

2000 rpm

Tanpa perputaran


Gambar 9 .Aktivitas fototransformasi asam humat menggunakan katalis plat CuO

Pada gambar 9 aktivitas fototransformasi asam humat dengan

menggunakan plat CuO pada perputaran 1000 rpm 1500 rpm, 2000 rpm dan tanpa

perputaran didapatkan nilai konsentrasi degradasi yaitu 46%- 50% dalam 20 ppm,

hal ini menunjukan bahwa konsentrasi ppm yang terdegradasi besar dengan

bantuan plat CuO yang merupakan semikonduktor. Semikonduktor adalah

material yang memiliki pita, yaitu pita valensi dan pita konduksi yang kedua pita

tersebut dipisahkan oleh energi ambang atau energi celah pita ( gap energy atau

band gap). Semikonduktor apabila dikenai cahaya dengan energi yang sesuai

maka elektron pada pita valensi akan berpindah ke pita konduksi dan

meninggalkan hole pita valensi.

Pada perputaran 1000 rpm, 1 jam, 2 jam, 3 jam dan 4 jam mengalami

kenaikan konsentrasi ppm terdegradasi yaitu 53.21%, 56.63%, 56.73% dan

57.23% sedangkan pada 5 jam mengalami penurunan konsentrasi ppm

terdegradasi yaitu 54.52%, pada perputaran 1500 rpm 1 jam, 2 jam mengalami

kenaikan konsentrasi ppm yang terdegradasi yaitu 50.20% dan 56.53% , pada jam

3 dan 4 jam mengalami penurunan yaitu 55.32% dan 55.12%, pada 5 jam

didapatkan konsentrasi ppm yang terdegradasi adalah 56.02%, sedangkan

perputaran 2000 rpm mengalami kenaikan dari 1 jam, 2 jam dan 3 jam konsentrasi

ppm yang terdegradasi yaitu 49.00%, 51.41%, 51.51% dan pada 4 jam dan 5 jam

mengalami penurunan konsentrasi ppm yang terdegradasi yaitu 50.90% dan

50.50%.

Dari perputaran 1000 rpm, 1500 rpm dan 2000 rpm aktivitas fotokatalis

dengan asam humat menggunakan katalis plat CuO mengalami kenaikan dan


penurunan konsentrasi ppm yang terdegradasi. Faktor- faktor yang mempengaruhi

kenaikan dan penurun yaitu cahaya yang masuk pada reaktor oktagonal, apabila

foton besar maka konsentrasi ppm terdegradasi menjadi tinggi dan apabila foton

rendah maka konsentrasi ppm terdegradasi rendah, foton sangat mempengaruhi

proses degradasi, hal ini karena radikal hidroksil dipengaruhi oleh energi hv yang

dipancarkan oleh sinar visible, semakin besar hv yang dipancarkan oleh sinar

visible maka radikal hidroksil yang dihasilkan semakin banyak dan meningkatkan

degradasi senyawa tersebut (Ramadhani, Destiarti et al.).

Ketika plat CuO dikenai cahaya (energi foton) akan mengalami eksitasi

elektron sehingga membentuk hole dan elektron. Elektron pada pita konduksi (e-

cb) pada plat CuO bereaksi dengan O2 membentuk •O2- dan akan bereaksi dengan

molekul air yang terabsopsi menghasilkan ion OH, sedangkan pada hole pada pita

valensi (hvb+) pada permukaan plat CuO akan bereaksi dengan air membentuk

•OH (pengoksidasi kuat), radikal OH yang akan mendegradasi asam humat.

Berikut adalah reaksi pembentukan OH- dan radikal OH

Plat CuO (e-cb) + O2 Plat CuO + •O2

-

•O2-

+ H2O OH- + HO2

-

Plat CuO (hvb+) + H2O Plat CuO + •OH + H

+

Plat CuO (hvb+) + OH

- Plat CuO + •OH

•OH + Asam Humat Fototransfomator

Waktu penyinaran sangat mempengaruhi semakin lama waktu

penyinaran maka semakin banyak energi foton yang terserap oleh fotokatalis

sehingga radikal OH yang terbentuk semakin besar dan interaksi antara asam

humat dan plat CuO meningkat, akan tetapi waktu penyinaran yang lama pada


penelitian ini tidak terjadi kenaikan konsentrasi ppm terdegradasi karena plat CuO

telah mencapai kejenuhan sehingga partikel dari plat CuO tidak dapat lagi

berpartisipasi dalam proses degradasi. Penurunan juga diakibatkan oleh radikal

OH yang telah mencapai batas maksimal sehingga menyebabkan pengurangan

efisiensi dalam proses degradasi.

Perputaran juga mempengaruhi kenaikan dan penurunan dalam proses

degradasi. Aktivitas fotokatalis dengan pengadukan sangat baik digunakan karena

dengan ada perputaran semikonduktor plat CuO dan asam humat membantu

proses radikal OH mudah terbentuk sehingga memiliki kinerja lebih tinggi,

pengadukan dapat meratakan seluruh asam humat dengan plat CuO yang terkena

sinar (Zainul 2016). Pada perputaran 1000 rpm nilai konsentrasi ppm terdegradasi

pada 4 jam yaitu 57.23%, konsentrasi ppm terdegradasi yang di dapat pada 1000

rpm merupakan nilai konsentrasi ppm terdegradasi yang tertinggi dibandingkan

kecepatan 1500 rpm dan 2000 rpm karena kontak semikonduktor plat CuO dan

asam humat tidak sebesar 1000 rpm.

Pada tanpa perputaran menggunakan plat CuO 1 jam dan 2 jam

konsentrasi ppm yang terdegradasi mengalami kenaikan yaitu 48.59% dan

49.70%, pada 3 jam dan 4 jam konsentrasi ppm yang terdegradasi mengalami

penurunan 49.40% dan 46.18%, sedangkan pada 5 jam mengalami kenaikan

konsentrasi ppm yang terdegradasi 47.19%

D. Ringkasan

Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan maka didapatkan kesimpulan

sebagai berikut :


1. Kemampuan fotokatalis asam humat dengan menggunakan plat Cu

didapat nilai terbaik konsentrasi ppm yang terdegradasi pada 1500 rpm

selama 3 jam yaitu 7.93%

2. Kemampuan fotokatalis asam humat dengan menggunakan plat CuO

didapat nilai terbaik konsentrasi ppm yang terdegradasi pada 1000 rpm

selama 4 jam yaitu 57.23%

3. Kemampuan fotokatalis asam humat dengan tanpa perputaran

menggunakan plat CuO didapat nilai terbaik konsentrasi ppm yang

terdegradasi pada selama 2 jam yaitu 49.60%

Saran

1. Melakukan penelitian tentang semikonduktor plat CuO 0.3 mm dengan air

gambut perputaran 1000 rpm, 1500 rpm dan 2000 rpm

2. Melakukan modifikasi alat reaktor oktagonal sehingga perputaran menjadi

lebih merata keseluruhan semikonduktor plat CuO 0.3 mm dengan sampel


Sintesis Plat CuO

Lampiran 1. Penyiapan dan perancangan fotoreaktor

Lempengan tembaga (Cu)

dengan ukuran 7 x 2 cm

- Kalsinasi pada suhu 400 °C

selama 1 jam

- Dinginkan

Tembaga (II)

Oksida (CuO)

Kaca transparan

ketebalan 3 mm

- Dibuat segi delapan seperti

prisma

- Dirangkai menggunakan lem

silikon

- Diberi dinamo dan alat

pengontrol dinamo dibagian

tutup

- Kemudian dinamo

disambungkan dengan stirrer

dan plat CuO dengan ukuran 7

x 2 cm

Fotoreaktor Mobile

Karakteristik dengan XRD dan SEM


Lampiran 2. Pembuatan Asam Humat 20 ppm

Perhitungan pembuatan asam humat 20 ppm

= 0.02 gram

Lampiran 3. Perhitungan Konsentrasi PPM Plat Cu

Rumus :

=

Keterangan : X1 : PPM Awal

X2: PPM setelah Degradasi (dicari)

Y1: Absroban Asam Humat

Y2: Absorban setelah Degradasi

Penentuan Konsentrasi Plat Cu

1000 rpm

Asam Humat

Serbuk

- Timbang sebanyak 0,02

gram Asam Humat

- Larutkan dalam gelas kimia

250 ml menggunakan

akuades

- Masukan ke dalam labu ukur

1000 mL

- Tambahkan akuades sampai

tanda batas

Asam humat 20 ppm


a)

=

= 19.01 ppm

b)

=

= 18.83 ppm

c)

=

= 18.6546 ppm

d)

=

= 18.8755 ppm

e)

=

= 18.8157 ppm

1500 rpm

a)

=

= 18.6948 ppm

b)

=

= 18.6948 ppm

c)

=

= 18.4137 ppm

d)

=

= 18.8554 ppm

e)

=

= 19.0763 ppm


2000 rpm

a)

=

= 18.9759 ppm

b)

=

= 18.8956 ppm

c)

=

= 19.0763 ppm

d)

=

= 19.4578 ppm

e)

=

= 19.4378 ppm

Perhitungan Konsentrasi ppm terdegradasi plat Cu pada Asam Humat

Rumus : Konsentrasi ppm terdegradasi =

x 100%

Perhitungan 1000 rpm

a) Ppm terdegradasi =

x 100%

=4.92%

b) Ppm terdegradasi =

x 100%

=5.82%

c) Ppm terdegradasi =

x 100%

=6.73%

d) Ppm terdegradasi =

x 100%

= 5.62%


e) Ppm terdegradasi =

x 100%

= 5.42%



x 100%

=5.92 %


x 100%

=6.53%


x 100%

=7.93%


x 100%

=5.73%


x 100%

=4.62%



x 100%

= 5.12 %


x 100%

=5.52%


x 100%

=4.62%


x 100%

=2.71%


x 100%


=2.81%

Fototransformasi Plat Cu pada perputaran 1000 rpm, 1500 rpm dan 2000 rpm

No Fototransformasi

Absorban

Degradasi

Konsentrasi

PPM

Degradasi

Ppm

terdegradasi

Lx Cahaya

Cahaya

Depan

Cahaya

Belakang

1 1 jam 1000 rpm 0.3 mm 0.947 19.0161 4.92% 18521.5 3776

2 2 jam 1000 rpm 0.3 mm 0.938 18.8353 5.82% 19465 4871.3

3 3 jam 1000 rpm 0.3 mm 0.929 18.6546 6.73% 21004.75 5689.5

4 4 jam 1000 rpm 0.3 mm 0.94 18.8755 5.62% 18929.2 3738.4

5 5 jam 1000 rpm 0.3 mm 0.942 18.9157 5.42% 19113.5 4034.167

6 1 jam 1500 rpm 0.3 mm 0.937 18.8153 5.92% 19625.5 4777.5

7 2 jam 1500 rpm 0.3 mm 0.931 18.6948 6.53% 19905.67 4913.67

8 3 jam 1500 rpm 0.3 mm 0.917 18.4137 7.93% 22407 5432.75

9 4 jam 1500 rpm 0.3 mm 0.939 18.8554 5.72% 19318.6 4791

10 5 jam 1500 rpm 0.3 mm 0.95 19.0763 4.62% 17678.8 3276.8

11 1 jam 2000 rpm 0.3 mm 0.945 18.9759 5.12% 18992 4371

12 2 jam 2000 rpm 0.3 mm 0.941 18.8956 5.52% 19296 4125

13 3 jam 2000 rpm 0.3 mm 0.95 19.0763 4.62% 17415 3200.3

14 4 jam 2000 rpm 0.3 mm 0.969 19.4578 2.71% 9367.8 2341.4

15 5 jam 2000 rpm 0.3 mm 0.968 19.4378 2.81% 9688 2581.2

Lampiran 4.Perhitungan Konsentrasi PPM Plat CuO

Perhitungan Konsentrasi PPM

Rumus :

=

Keterangan : X1 : PPM Awal

X2: PPM setelah Degradasi (dicari)

Y1: Absroban Asam Humat

Y2: Absorban setelah Degradasi

Perhitungan konsentrasi ppm terdegradasi

Rumus : Konsentrasi ppm terdegradasi =

x 100%



a)

=

= 9.3574 ppm

b)

=

= 8.6747 ppm

c)

=

= 8.6546 ppm

d)

=

=8.5542 ppm

e)

=

= 9.0964 ppm


a)

=

= 9.9598 ppm

b)

=

= 8.6948 ppm

c)

=

= 8.9357 ppm

d)

=


= 8.9759 ppm

e)

=

= 8.7952 ppm


a)

=

= 10.2008 ppm

b)

=

= 9.7189 ppm

c)

=

= 9.6988 ppm

d)

=

= 9.8193 ppm

e)

=

= 9.8996 ppm

Perhitungan Tanpa Perputaran

a)

=

= 10.2811 ppm

b)

=

= 10.0803 ppm

c)

=

= 10.1205 ppm

d)

=


= 10.7631 ppm

e)

=

= 10.5622 ppm

Perhitungan Konsentrasi ppm terdegradasi plat CuO pada Asam Humat

Rumus : Ppm terdegradasi =

x 100%



x 100%

=53.21%


x 100%

=56.63%


x 100%

=56.73%


x 100%

=57.23%


x 100%

=54.52%



x 100%

=50.20%


x 100%

=56.53%


x 100%

=55.32%


x 100%

=55.12%


x 100%


=56.02%



x 100%

=49.00%


x 100%

=51.41%


x 100%

=51.51%


x 100%

=50.90%


x 100%

=50.50%

Perhitungan Tanpa Perputaran


x 100%

=48.59%


x 100%

=49.600%


x 100%

=49.40%


x 100%

=46.18%


x 100%

=47.19%


Fototransformasi Plat CuO pada asam humat

No Fototransformasi

Absorban

Degradasi

Konsnterasi

PPM

Degradasi

Ppm

terdegradasi

LX Cahaya

Cahaya

Depan

Cahaya

Belakang

1 1 jam 1000 rpm 0.3 mm 0.466 9.3574 53.21% 17231 2491

2 2 jam 1000 rpm 0.3 mm 0.432 8.6747 56.63% 19237 4663

3 3 jam 1000 rpm 0.3 mm 0.431 8.6546 56.73% 19567 5687.5

4 4 jam 1000 rpm 0.3 mm 0.426 8.5542 57.23% 20169 5626.4

5 5 jam 1000 rpm 0.3 mm 0.453 9.0964 54.52% 18747 4568.5

6 1 jam 1500 rpm 0.3 mm 0.496 9.9598 50.20% 7924 4827.5

7 2 jam 1500 rpm 0.3 mm 0.433 8.6948 56.53% 19505.67 5456.67

8 3 jam 1500 rpm 0.3 mm 0.445 8.9357 55.32% 11406.25 4865.5

9 4 jam 1500 rpm 0.3 mm 0.447 8.9759 55.12% 11638 4863.4

10 5 jam 1500 rpm 0.3 mm 0.438 8.7952 56.02% 12126 4930.2

11 1 jam 2000 rpm 0.3 mm 0.508 10.2008 49.00% 9820 3994.5

12 2 jam 2000 rpm 0.3 mm 0.484 9.7189 51.41% 10436 4437.3

13 3 jam 2000 rpm 0.3 mm 0.483 9.6988 51.51% 12086 5285.5

14 4 jam 2000 rpm 0.3 mm 0.489 9.8193 50.90% 10680 5030.4

15 5 jam 2000 rpm 0.3 mm 0.493 9.8996 50.50% 10533 5100.5

16 1 jam TP 0.512 10.2811 48.59% 14816 4557.5

17 2 jam TP 0.502 10.0803 49.60% 19622 5701.7

18 3 jam TP 0.504 10.1205 49.40% 18760 5547.5

19 4 jam TP 0.536 10.7631 46.18% 13761 4856.2

20 5 jam TP 0.526 10.5622 47.19% 13877 4711.3


Lampiran 5.Spektrum XRD Hasil Karakterisasi Plat Cu dan Plat Cu setelah

dikalsinasi 4000C

a) Hasil Karakterisasi Plat Cu

Anchor Scan Parameters

Dataset Name: PLAT Cu File name: D:\XRD DATA\DATA HASIL PENGUKURAN\2019\6.

JULI\18 JULI 2019\YUNI AULIA PUTRI (UNP)\PLAT

Cu\PLAT Cu.xrdml Comment: sampel serbuk Configuration=Reflection-Transmission Spinner,

Owner=User-1, Creation date=9/5/2012 12:30:22 PM Goniometer=PW3050/60 (Theta/Theta); Minimum step

size 2Theta:0.001; Minimum step size Omega:0.001 Sample stage=Reflection-Transmission Spinner

PW3064/60; Minimum step size Phi:0.1

Diffractometer system=XPERT-PRO Measurement program=C:\PANalytical\Data

Collector\Programs\program 1.xrdmp,

Identifier={9EA65789-65DA-4E4E-8824-C5D1C1A806AA}

Gonio (sampel serbuk)

Measurement Date / Time: 7/18/2019 3:37:09 PM Operator: User Raw Data Origin: XRD measurement (*.XRDML)

Scan Axis: Gonio Start Position [°2Th.]: 10.0131 End Position [°2Th.]: 99.9731

Step Size [°2Th.]: 0.0260 Scan Step Time [s]: 7.1400 Scan Type: Continuous

PSD Mode: Scanning PSD Length [°2Th.]: 3.35

Offset [°2Th.]: 0.0000 Divergence Slit Type: Fixed Divergence Slit Size [°]: 0.8709

Specimen Length [mm]: 10.00 Measurement Temperature [°C]: 25.00 Anode Material: Cu

K-Alpha1 [Å]: 1.54060 K-Alpha2 [Å]: 1.54443 K-Beta [Å]: 1.39225

K-A2 / K-A1 Ratio: 0.50000 Generator Settings: 30 mA, 40 kV Diffractometer Type: 0000000011130968

Diffractometer Number: 0 Goniometer Radius [mm]: 240.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm]: 100.00

Incident Beam Monochromator: No Spinning: No


Graphics

Peak List Pos.[°2Th.] Height [cts] FWHMLeft[°2Th.] d-spacing [Å] Rel. Int. [%]

43.4453 1305.69 0.3070 2.08297 15.73

50.5865 8301.55 0.3070 1.80441 100.00

74.2759 7577.33 0.4093 1.27694 91.28

90.0658 4081.59 0.5117 1.08964 49.17

Pattern List Visible Ref.Code Score Compound Name Displ.[°2Th] Scale Fac.

Chem. Formula

00-001-1241 66 Copper 0.000 0.279 Cu

Keterangan

: panjang gelombang sinar X yang digunakan

: sudut difraksi K :Konstanta (0.89)

:Full Width at Half Maximum (FWHM) dari puncak


= 28.29 nm

b) Hasil Karakteristik plat Cu setelah dikalsinasi 4000C

Anchor Scan Parameters

Dataset Name: PLAT CuO File name: D:\XRD DATA\DATA HASIL PENGUKURAN\2019\5.

MEI\08 MEI 2019\PLAT CuO\PLAT CuO.xrdml Comment: sampel serbuk

Configuration=Reflection-Transmission Spinner, Owner=User-1, Creation date=9/5/2012 12:30:22 PM

Goniometer=PW3050/60 (Theta/Theta); Minimum step

size 2Theta:0.001; Minimum step size Omega:0.001 Sample stage=Reflection-Transmission Spinner

PW3064/60; Minimum step size Phi:0.1

Diffractometer system=XPERT-PRO Measurement program=C:\PANalytical\Data

Collector\Programs\program 1.xrdmp,

Identifier={9EA65789-65DA-4E4E-8824-C5D1C1A806AA}

Gonio (sampel serbuk)

Measurement Date / Time: 5/8/2019 10:19:16 AM Operator: User Raw Data Origin: XRD measurement (*.XRDML)

Scan Axis: Gonio Start Position [°2Th.]: 10.0131

End Position [°2Th.]: 99.9731 Step Size [°2Th.]: 0.0260 Scan Step Time [s]: 7.1400

Scan Type: Continuous PSD Mode: Scanning PSD Length [°2Th.]: 3.35

Offset [°2Th.]: 0.0000 Divergence Slit Type: Fixed Divergence Slit Size [°]: 0.8709

Specimen Length [mm]: 10.00


Measurement Temperature [°C]: 25.00 Anode Material: Cu K-Alpha1 [Å]: 1.54060

K-Alpha2 [Å]: 1.54443 K-Beta [Å]: 1.39225

K-A2 / K-A1 Ratio: 0.50000 Generator Settings: 30 mA, 40 kV Diffractometer Type: 0000000011130968

Diffractometer Number: 0 Goniometer Radius [mm]: 240.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm]: 100.00

Incident Beam Monochromator: No Spinning: No

Graphics

Peak List Pos.[°2Th.] Height [cts] FWHMLeft[°2Th.] d-spacing [Å] Rel. Int. [%]

29.5156 130.06 0.3070 3.02644 0.90 32.6980 36.86 0.6140 2.73880 0.25

36.4563 14518.24 0.3070 2.46462 100.00

38.8957 190.13 0.3070 2.31548 1.31

39.5032 99.39 0.3070 2.28126 0.68

42.2817 185.07 0.6140 2.13756 1.27

43.4667 4723.51 0.3070 2.08200 32.54

50.6029 5325.43 0.3070 1.80386 36.68

61.3411 262.54 0.6140 1.51134 1.81

74.3447 4581.94 0.3070 1.27593 31.56

77.0907 238.00 0.6140 1.23719 1.64

90.0934 835.95 0.4093 1.08938 5.76

95.2332 489.83 0.3070 1.04371 3.37


Pattern List Visible Ref.Code Score Compound Name Displ.[°2Th] Scale Fac. Chem. Formula

01-071-4608 64 Copper 0.000 0.386 Cu

00-003-0884 19 Copper Oxide 0.000 0.115 Cu O

= 26.77 nm

Preparasi Semikonduktor Plat Cu menjadi Plat CuO


Pembuatan asam humat 20 ppm


Fototransfomator Plat CuO dengan Asam humat

Perputaran 1000 rpm

1500 rpm

2000 rpm


Tanpa perputaran

Hasil fototransfomasi Plat Cu 1000 rpm




Hasil fototransfomasi Plat CuO 1000 rpm




Hasil fototransfomasi Plat CuO tanpa perputaran


E. Rujukan

Abdalla, M., A. Hastings, J. Truu, M. Espenberg, U. Mander and P. Smith

(2016). "Emissions of methane from northern peatlands: a review of

management impacts and implications for future management options."

Ecol Evol 6(19): 7080-7102.

Birben, N., M. Paganini, P. Calza and M. Bekbolet (2017). "Photocatalytic

degradation of humic acid using a novel photocatalyst: Ce-doped

ZnO." Photochemical & Photobiological Sciences 16(1): 24-30.

Chen, C., M. Wang, J. Wu, H. Fu, H. Yang, Z. Tian, T. Tu, H. Peng, Y. Sun,

X. Xu, J. Jiang, N. B. M. Schroter, Y. Li, D. Pei, S. Liu, S. A. Ekahana,

H. Yuan, J. Xue, G. Li, J. Jia, Z. Liu, B. Yan, H. Peng and Y. Chen

(2018). "Electronic structures and unusually robust bandgap in an

ultrahigh-mobility layered oxide semiconductor, Bi2O2Se." Sci Adv

4(9): eaat8355.

Duan, S. F., Z. X. Zhang, Y. Y. Geng, X. Q. Yao, M. Kan, Y. X. Zhao, X. B.

Pan, X. W. Kang, C. L. Tao and D. D. Qin (2018). "Brand new 1D

branched CuO nanowire arrays for efficient photoelectrochemical

water reduction." Dalton Trans 47(41): 14566-14572.

Gulkaya, I., G. A. Surucu and F. B. Dilek (2006). "Importance of H2O2/Fe2+

ratio in Fenton's treatment of a carpet dyeing wastewater." Journal of

Hazardous Materials 136(3): 763-769.

Hendayana, S., A. Kadarohman, A. Sumarna and A. Supriatna (1994). "Kimia

analitik instrumen." Edisi 1: 157-160.

Imawan, B. and F. Nopriza (2012). "Pengolahan AIR Dengan Menggunakan

Adsorben Tanah Gambut." Jurnal Teknobiologi 3(01).

Ismail, A. A. and D. W. Bahnemann (2014). "Photochemical splitting of water

for hydrogen production by photocatalysis: a review." Solar Energy

Materials and Solar Cells 128: 85-101.

Jayadi, S. F., L. Destiarti and B. Sitorus (2014). "Pembuatan Reaktor

Fotokatlis dan Aplikasinya Untuk Degradasi Bahan Organik Air

Gambut Menggunakan Katalis TiO2." Jurnal Kimia Khatulistiwa 3(3).

Kihara, Y., Yustiawati, M. Tanaka, S. Gumiri, Ardianor, T. Hosokawa, S.

Tanaka, T. Saito and M. Kurasaki (2014). "Mechanism of the toxicity

induced by natural humic acid on human vascular endothelial cells."

Environ Toxicol 29(8): 916-925.


Kim, D., H. J. Park, W. J. Sul and H. Park (2018). "Transcriptome analysis of

Pseudomonas sp. from subarctic tundra soil: pathway description and

gene discovery for humic acids degradation." Folia microbiologica

63(3): 315-323.

Klučáková, M. (2018). "Size and Charge Evaluation of Standard Humic and

Fulvic Acids as Crucial Factors to Determine Their Environmental

Behavior and Impact." Frontiers in chemistry 6.

Kusnaedi, H. (2010). "Mengolah Air Kotor Untuk Air Minum." Jakarta:

Penerbit Swadaya.

Lin, Z., L. Li, L. Yu, W. Li and G. Yang (2017). "Modifying photocatalysts for

solar hydrogen evolution based on the electron behavior." Journal of

Materials Chemistry A 5(11): 5235-5259.

Madjene, F., L. Aoudjit, S. Igoud, H. Lebik and B. Boutra (2013). "A review:

titanium dioxide photocatalysis for water treatment." TJST 3(10):

1857-8047.

Nikzad-Langerodi, R., K. Arth, V. Klatte-Asselmeyer, S. Bressler, J. Saukel,

G. Reznicek and C. Dobes (2018). "Quality Control of Valerianae

Radix by Attenuated Total Reflection Fourier Transform Infrared

(ATR-FTIR) Spectroscopy." Planta Med 84(6-07): 442-448.

Palupi, E. (2006). "Degradasi methylene blue dengan metode fotokatalisis dan

fotoelektrokatalisis menggunakan film TiO2."

Papadimitropoulos, G., N. Vourdas, V. E. Vamvakas and D. Davazoglou

(2006). "Optical and structural properties of copper oxide thin films

grown by oxidation of metal layers." Thin Solid Films 515(4): 2428-

2432.

Parveen, N. and Y. Rohan (2011). "Spectrophotometric Determination of

Some Environmental Samples." Journal of Environmental Research

And Development Vol 6(1).

Rao, M. P., J. J. Wu, A. M. Asiri, S. Anandan and M. Ashokkumar (2017).

"Photocatalytic properties of hierarchical CuO nanosheets synthesized

by a solution phase method." Journal of Environmental Sciences.

Ritson, J. P., M. Bell, R. E. Brazier, E. Grand-Clement, N. J. Graham, C.

Freeman, D. Smith, M. R. Templeton and J. M. Clark (2016).

"Managing peatland vegetation for drinking water treatment." Sci Rep

6: 36751.

Sibilia, J. P. (1996). A guide to materials characterization and chemical

analysis, John Wiley & Sons.


Stevenson, F. J. (1994). Humus chemistry: genesis, composition, reactions,

John Wiley & Sons.

Stiadi, Y. (2013). "Fotokatalis Komposit Magnetik TiO2-MnFe2O4."

Prosiding SEMIRATA 2013 1(1).

Suhendra, D. S., I. Marsaulina and D. N. Santi (2013). "Analisis Kualitas Air

Gambut dan Keluhan Kesehatan pada Masyarakat di Dusun Pulo

Gombut Desa Suka Rame Baru Kecamatan Kuala Hulu Kabupaten

Labuhan Batu Utara Tahun 2012." Lingkungan dan Keselamatan Kerja

2(3).

Suwanto, N., S. Sudarno, A. A. Sari and H. Harimawan (2017). "Penyisihan

Fe, Warna, dan Kekeruhan pada Air Gambut Menggunakan Metode

Elektrokoagulasi." Jurnal Teknik Lingkungan 6(2): 1-12.

Tan, K. H. (2014). Humic matter in soil and the environment: principles and

controversies, CRC Press.

Trckova, M., L. Matlova, H. Hudcova, M. Faldyna, Z. Zraly, L. Dvorska, V.

Beran and I. Pavlik (2005). "Peat as a feed supplement for animals: a

review." VETERINARNI MEDICINA-PRAHA- 50(8): 361.

Umar, M. and H. A. Aziz (2013). Photocatalytic degradation of organic

pollutants in water. Organic Pollutants-Monitoring, Risk and

Treatment, InTech.

Wahyunto, K. N., S. Ritung and Y. Sulaiman (2014). Indonesian peatland

map: method, certainty, and uses. Wihardjaka et al.(Eds.). Prosiding

Seminar Nasional: Pengelolaan Berkelanjutan Lahan Gambut

Terdegradasi untuk Mitigasi GRK dan Peningkatan Nilai Ekonomi.

Balitbangtan, Kemtan. Jakarta.

Wahyunto, S. R. (2004). "Suparto dan Subagyo H., 2004." Sebaran dan

kandungan karbon lahan gambut di Sumatera dan Kalimantan. Wetland

International Indonesia Program. merupakan sumber bahan bakar

menangkap karbon dioksida dari atmosfer.

Widyawati, N. (2012). "Analisis Pengaruh Heating Rate terhadap Tingkat

Kristal dan Ukuran Butir Lapisan Tipis Bzt yang Ditumbuhkan dengan

Metode Sol Gel."

Xing, B., C. Shi, C. Zhang, G. Yi, L. Chen, H. Guo, G. Huang and J. Cao

(2016). "Preparation of TiO 2/activated carbon composites for

photocatalytic degradation of RhB under UV light irradiation." Journal

of Nanomaterials 2016: 3.

Zainul, R. (2018). "Effect of Temperature and Particle Motion against the

ability of ZnO Semiconductor Photocatalyst in Humic Acid."


Zainul, R., B. Oktavia, I. Dewata and J. Efendi (2018). Thermal and Surface

Evaluation on The Process of Forming a Cu2O/CuO Semiconductor

Photocatalyst on a Thin Copper Plate. IOP Conference Series:

Materials Science and Engineering, IOP Publishing.

Zeffry, R. (2015). "Pengaruh Temperatur Kalsinasi Terhadap Stuktur Tembaga

Oksida dari Daerah Pinti Kayu Kec. Koto Parik Gadang Diateh

Kabupaten Solok Selatan." PILLAR OF PHYSICS 5(1).

Zouboulis, A. I., X.-L. Chai and I. A. Katsoyiannis (2004). "The application of

bioflocculant for the removal of humic acids from stabilized landfill

leachates." Journal of Environmental Management 70(1): 35-41.


BAB IV. FOTOTRANSFORMASI

ASAM HUMAT MENGGUNAKAN

TiO2 DOPING Cu SEBAGAI KATALIS

A. Pengantar

Asam humat merupakan senyawa organik heterogen yang memiliki tingkat

keasaman yang tinggi sehingga sulit untuk terdegradasi. salah satu cara yang

digunakan untuk menggolah asam humat yaitu dengan fototransformator.

Fototransfomator adalah suatu metoda degradasi asam humat dengan fotokatalis,

katalis yang digunakan pada penelitian ini yaitu TiO2 doping Cu 5%.

Pendopingan dilakukan dengan menggunakan metode sol-gel, dimana pada

metode sol-gel akan mengalami beberapa tahap yaitu proses pembentukan sol-gel

dari monomer prekursor. Prekursor yang digunakan yaitu Titanium (IV) tetra

isopropoksida (Ti(OCH(CH3)2CHOH), selanjutnya akan mengalami proses

pematangan dan pemanasan, Pemanasan dilakukan pada suhu 4000C. katalis

TiO2 doping Cu yang telah disintesis kemudian dikarakterisasi menggunakan

XRD dan UV-DRS kemudian diaplikasikan untuk degradasi asam humat pada air

gambut. Analisis XRD yang dilakukan terhadap katalis TiO2 doping Cu

sebanyak 5% menghasilkan struktur berbentuk anatase sedangkan energi band

gap yang dihasilkan dari analisis UV-DRS yaitu 2,32 eV, katalis yang telah

dianalisis kemudian diaplikasikan untuk deradasi asam humat, proses degradasi

menggunakan reaktor mobile dengan Variasi kecepatan perputaran yaitu 500,1000

dan 1500 rpm. Proses degradasi asam humat dengan menggunakan fotokatalis

dilakukan di bawah sinar matahari langsung ( luar ruangan) karena luks cahaya

yang dihasilkan lebih banyak dibanding dalam ruangan. Luks cahaya matahari di


ukur dengan menggunakan light sensor pada bagian depan dan belakang reaktor.

Proses degradasi asam humat dilakukan dengan variasi 1 jam, 2 jam, 3 jam, 4 jam

dan 5 jam, Pengukuran absorbansi sebelum dan sesudah proses degradasi dapat

dilakukan dengan metode spektrofotometri UV-Vis. Hasil penelitian menunjukkan

bahwa persen degradasi yang tertinggi yaitu pada kecepatan perputaran 1500 rpm

dengan waktu 2 jam sebanyak 69.18%.

Latar Belakang

Salah satu tipe ekosistem penting yang terdapat di indonesia adalah lahan

gambut. Lahan gambut merupakan bagian dari sumberdaya alam yang terbentuk

dari proses pelapukan tumbuhan secara alami sehingga kaya akan kandungan

senyawa organik serta kandungan air yang tinggi. Lahan gambut meliputi area

seluas 14,9 juta ha di indonesia yang sebagian besar di distribusikan di

kalimantan, sumatera, papua dan sulawesi (Maftu’ah Eni et al.,2014).

Berdasarkan penelusuran literatur pada pubmed dengan menggunakan

endnote, ada 600 riset tentang lahan gambut yang dikembangkan di dunia,

setidaknya terdapat 47 riset yang diteliti di indonesia, 6 diantaranya terdapat di

sumatera yang diteliti oleh Buckley, B.J .(2015) Gaveau, D.L., (2014) Miettinen,

J.(2017) Wijedasa,L. S.,(2018) Wiggins,E.B.,(2018) dan Neoh, K.B.(2016).

Lahan gambut memiliki peranan yang penting bagi suatu wilayah, karena secara

alami berfungsi sebagai cadangan (reservior) air dengan kapasitas yang sangat

besar, akan tetapi air di daerah gambut ini tidak memenuhi kesehatan baik dari

segi fisik, mikrobiologis maupun kimia karena mengandung bahan organik yang

berbahaya sehingga tidak dapat dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari

(Zykova maria et al.,2018). Air gambut memiliki ciri- ciri yaitu mempunyai


kadar pH yang rendah (3-4) sehingga bersifat sangat asam, memiliki kadar

organik yang tinggi kadar besi dan mangan tinggi, serta berwarna kuning hingga

coklat akibat tingginya senyawa humat (asam humat dan asam fulvat).

(Kuokkanen V et al.,2015).

Riset tentang degradasi asam humat pada air gambut telah menarik minat

banyak peneliti dunia dengan menggunakan berbagai macam metoda,

berdasarkan literatur pubmed dengan menggunakan aplikasi endnote ditemukan

sekitar 13 riset menggunakan metoda koagulasi, beberapa diantaranya diteliti

oleh Cheng, W. P (2004) Duan, J. (2012) dan Wu, Y (2010), selain dengan

menggunakan metoda koagulasi degradasi asam humat juga dapat dilakukan

dengan menggunakan metoda adsorpsi yang diteliti oleh Yang,W (2016) akan

tetapi penghilangan zat humat terbatas karena berat molekulnya tinggi ( Jung et

al.,2009), kuokkanen (2015) juga melakukan pengolahan air gambut yang

mengandung asam humat dan senyawa organik lainnya dengan cara

elektrokoagulasi yang mampu mengurangi kandungan zat warna dari air gambut

akan tetapi biaya logam material dan listrik yang digunakan relatif mahal

(kuokkanenVetal.,2015).

Penelitian ini menggunakan katalis TiO2 karena mempunyai sifat-sifat

yang menguntungkan seperti tingginya sifat pengoksidasi, stabil secara fisika dan

kimia, tersedia luas, tidak beracun dan mempunyai aktivitas tinggi (Laysandra

Livy et al.,2017). TiO2 memiliki tiga struktur kristal utama, yaitu anatase, rutile,

dan brookite dengan band gap berkisar antara 3.0 - 3.2 eV (Madjene et al., 2013),

sehingga katalis TiO2 hanya bekerja pada daerah UV (< 415 nm) (Fujishima et


al., 2007), Namun, dengan menggunakan radiasi sinar UV akan memakan biaya

yang relatif mahal.

Belakangan ini, beberapa peneliti memfokuskan pada degradasi

fotokatalis menggunakan TÍO2 di bawah energi matahari untuk menghilangkan

senyawa organik, Sementara sinar matahari hanya terdiri dari sinar UV dalam

jumlah kecil, yaitu hanya 3-5% saja (Yau, 2013), Oleh kerena itu dilakukan

pendopingan untuk memperkecil band gap , meningkatkan sifat optis dan

fotokatalitik dari TiO2 agar dapat diaplikasikan pada panjang gelombang sinar

tampak, Agen pendoping yang diketahui dapat meningkatkan sifat optis dan

fotokatalitik dari TiO2 adalah ion tembaga (Cu2+) karena tembaga tersebut

merupakan salah satu unsur logam transisi yang jumlahnya melimpah di bumi

serta memiliki jari-jari ion Cu2+ (0,68 Å) yang hampir mendekati jari-jari Ti4+

yaitu (0,74 Å) sehingga dapat tergabung dalam kristal TiO2 (Hernandez et

al.,2017). Pendopingan dilakukan dengan menggunakan metode sol-gel untuk

mempermudahkan preparasi dalam mensintesis material yang berukuran kecil,

selain itu metode sol-gel juga mudah dalam kontrol komposisi kimia, mempunyai

stabilitas panas yang baik, dapat dilakukan pada suhu rendah dan biaya yang

relatif murah.

Berdasarkan latar belakang di atas maka peneliti mengangkat judul tentang

desain dan rekayasa fototransformator TiO2 doping Cu untuk pengolahan Asam

humat pada aplikasi air gambut.

Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang tersebut maka dapat diperoleh rumusan

masalah sebagai berikut:


Bagaimana mendesain fototransformator TiO2 doping Cu untuk asam

humat?

Bagaimana mensintesis katalis TiO2 doping Cu?

Bagaimana efisiensi fotokatalis TiO2 didoping Cu untuk mendegradasi

asam humat pada air gambut?

Bagaimanakah pengaruh fototransformasi dari fotokatalis TiO2 doping Cu

dalam aktivitas asam humat?

Batasan Masalah

Adapun batasan masalah yang dapat dirumuskan dari penelitian tersebut

yaitu

Material Fotokatalis yang digunakan yaitu TiO2 doping Cu 5% pada suhu

kalsinasi 400 oC

Waktu degradasi asam humat dimulai dari 1 jam sampai 5 jam

Metode yang digunakan untuk preparasi fotokatalis adalah metode sol-gel

Kecepatan perputaran yang digunakan yaitu 500, 1000, 1500 rpm

Sumber cahaya yang digunakan yaitu cahaya matahari diluar ruangan

Tujuan penelitian

Menentukan cara desain reaktor untuk degradasi asam humat

Menentukan cara sintesis katalis TiO2 doping Cu

Menentukan kemampuan fotokatalis dengan kecepatan perputaran stirrer

500, 1000, 1500 rpm menggunakan fotokatalis TiO2 doping Cu dalam

fototransformasi asam humat

Menentukan kemampuan fototransformasi asam humat dengan kcepatan

perputaran 500,1000 dan 1500 rpm tanpa menggunakan katalis TiO2 doping Cu.


Manfaat penelitian

Memberikan desain reaktor fotokatalis TiO2 doping Cu

Memberikan sintesis katalis TiO2 doping Cu dengan metode sol-gel

Dapat memberikan pengaruh fotokatalis TiO2 doping Cu untuk

fototransformasi asam humat

Dapat memberikan informasi degradasi asam humat tanpa menggunakan

fotokatalis TiO2 doping Cu

B. Air gambut

Air gambut banyak terdapat di daerah berawa dan dataran rendah. Air

gambut biasanya sedikit asam dan berwarna, serta mengandung zat organik yang

tinggi seperti asam humat (Kuokkanen V et al.,2015). Air gambut mempunyai

warna coklat kehitaman disebabkan adanya kandungan senyawa organik yang

berasal dari proses dekomposisi rawa. Senyawa organik tersebut dapat berasal

dari senyawa humat, senyawa ligin, selulosa, hemiselulosa, lilin, tanin, resin,

suberin, protein dan senyawa lainnya.

Lahan gambut umumnya mempunyai tingkat keasaman yang relatif tinggi

dengan kisaran pH 3-5. Komposisi zat organik pada air gambut didominasi

oleh senyawa humat yang memiliki ikatan aromatik kompleks yang memiliki

gugus fungsional seperti –COOH,-OH fenolat maupun –OH alkohol dan

bersifat nonbiodegradable. Sifat ini juga menyebabkan sebagian besar organik

pada air gambut sulit terurai secara alamiah sehingga dapat menyebabkan warna

gelap pada air (Kuokkanen V et al.,2015). Kandungan organik pada air berpotensi


membentuk senyawa karsinogenik antara lain THM (Trihalomethane) pada

proses desinfeksi dengan khlor. Asam humat yang memiliki berat molekul

2.000-100.000 dalton memiliki potensi untuk membentuk organoklorin seperti

THM dan HAA (haloacetic acid) relatif lebih besar daripada senyawa non

humus (Zouboulis A.I et al.,2004). Air gambut banyak terdapat didaerah sumatera

dan kalimantan. Kandungan terbesar dari air gambut yaitu asam humat, asam

fulvat dan karbon organik terlarut (DOC), (Clark et al.,2018).

Asam Humat

Defenisi dan struktur kimia asam humat

Asam humat merupakan senyawa organik heterogen yang memiliki berat

molekul tinggi dan sulit untuk mengalami degradasi serta secara umum

berwarna kuning hingga hitam. Warna ini akan semakin meningkat

intensitasnya apabila terdapat logam besi yang terikat pada asam organik

tersebut. Asam humat merupakan komponen utama dari material organik tanah,

gambut, batu bara, sedimen dan bahan organik telarut. struktur dari asam humat

dipengaruhi oleh kondisi lingkungan, konsentrasi dan kekuatan ion Zat humat

terutama asam humat dan asam fulvat adalah senyawa organik yang sering

ditemukan dilingkungan. Asam humat adalah konstituen terbesar yang ditemukan

dari bahan organik tanah (60-80%) serta asam humat banyak terlibat dalam

prosse biologis di tanah seperti nutrisi tanaman, degredasi dan transformasi bahan

kimia organik hidrofobik (Kim D et al.,2018).

Stevenson 1985 menjelaskan bahwa struktur asam humat yang ditemukan

oleh flaig merupakan polimer yang terdiri dari dari beberapa gugus COOH,


jembatan –O-, -CH2- dan –NH=. Di alam, asam humat sering terdapat bersama-

sama dengan residu protein dan karbohidrat.

Gambar 1 Struktur asam humat menurut Dragunov’s

karakteristik asam humat

Asam humat memiliki berat molekul 10.000 hingga 100.000 g/mol. Senyawa

ini dapat larut dalam basa dan tidak dapat larut dalam asam. Umumnya

asam humat memiliki warna mulai dari coklat hingga abu-abu. Asam humat

dapat dikarakterisasi karena adanya gugus fungsional yang kaya akan

oksigen seperti –COOH, fenolik/enolik –OH, alcohol –OH dan quionon -C=O

(stevenson,1994).

Fototransformasi asam humat

Salah satu fraksi utama senyawa humat yaitu asam humat dimana asam

humat ini dapat menyebabkan air gambut berwarna coklat kehitaman, sehingga

perlu dilakukan suatu metoda untuk mentrasnsformasikan asam humat dari air

gambut tersebut.Dengan berlandaskan fakta teoritis yang dikemukakan stevenson

(1985) bahwa asam humat terdiri dari gugus-gugus kaya elektron ( seperti

jembatan –O-, -N-, -S- dan gugus fungsional –COOH dan –OH), maka dapat

diprediksi bahwa asam humat dapat bertindak sebagai donor elektron dalam reaksi

fototransformasi yang dikatalisis oleh semikonduktor dalam suatu sel .


C. Fotokatalis

Sejak ditemukan pemisahan air fotokatalitik dengan menggunakan

semikonduktor TiO2 oleh fujishima tahun 1972, telah menarik minat penelitian

dengan menggunakan berbagai bahan fotokatalitik yang dikembangkan dalam

berbagai aplikasi seperti pemisahan air, pengolahan dan pengurangan air limbah

(Bai et al.,2018).

Fotokatalis adalah suatu material yang dapat mempercepat reaksi kimia

dengan bantuan cahaya sebagai pengaktivasinya. Fotokatalis tergolong kedalam

material semikonduktor dengan band gap berkisar antara 1-3 eV. band merupakan

celah energi yang berada diantara pita valensi dan pita konduksi sedangkan energi

maksimum yang dibutuhkan elektron untuk mengalami eksitasi dari pita valensi ke

pita konduksi disebut energi band gap. Kemampuan fotokatalisis suatu material

semikonduktor sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu derajat kristalinitas,

serta ukuran partikel zat.

Beberapa tahun belakangan ini telah banyak dilakukan penelitian

menggunakan material semikonduktor fotokatalis diantaranya seperti, TiO2, ZnO,

SrTiO3, CdS, WO3, ZnS, Fe2O3 dan TiO2 (Ullah et al., 2018). TiO2 merupakan

material semikonduktor yang paling sering digunakan pada aplikasi fotokatalis

karena biaya rendah, sederhana namun handal dalam metode sintesis dan

ketahanan terhadap korosi (Osin et al.,2018). Menurut lysandra (2017) titanium

dioksida merupakan jenis fotokatalis yang sering digunakan untuk pengolahan air

limbah karena sifat oksidasi yang tinggi, super hidrofilisitas dan stabilitas

kimia.Dengan menggunakan metoda fotokatalis material semikonduktor oksida


logam seperti titanium oksida (TiO2) sehingga dapat mendegradasi bahan organik

dan penurunan bahan organik pada air gambut sebesar 89,4%.

Kemampuan fotokatalisis suatu material semikonduktor sangat dipengaruhi

oleh beberapa faktor, yaitu derajat kristalinitas, serta ukuran partikel zat. Senyawa

dengan derajat kristalinitas tinggi memiliki tingkat difusi muatan yang baik

sehinga kemungkinan terjadinya rekombinasi muatan dapat diminimalisir. Zat

pengotor dan cacat pada struktur kristal sering kali menjadi pusat rekombinasi

muatan yang dapat menurunkan aktivitas fotokatalitik dari material

semikonduktor. Ukuran dari partikel semikonduktor juga memegang peran

penting dalam menentukan aktivitas katalitik dari senyawa semikonduktor.

Umumnya, senyawa dengan ukuran partikel lebih kecil memiliki aktivitas

fotokatalitik lebih baik karena proses transfer muatan ke sisi aktif dari permukaan

semikonduktor akan lebih cepat (Ahmad et al., 2014).

Jika suatu fotokatalis terkena sinar maka sejumlah energi yang berupa foton

akan diserap. Penyerapan energi foton tersebut akan mengakibatkan eksitasi

elektron pada pita valensi ke pita konduksi (Umar & Hamidi, 2013). Sumber foton

untuk aktivitas fotokatalis biasanya berasal dari lampu UV maupun cahaya alami

seperti cahaya matahari. Pemanfaatan cahaya matahari sebagai aktivator

fotokatalis menguntungkan sebab matahari diperoleh dengan mudah secara gratis

dan matahari merupakan sumber energi terbesar di alam (Lin et al.,2017). Salah

satu metode yang digunakan untuk meningkatkan aktivitas fotokatalitik dari

material semikonduktor yaitu dengan menggunakan metode pendopingan ion pada

material semikonduktor (Abdullah et al.,2017). Pemanfaatan fotokatalis telah


banyak digunakan di berbagai bidang seperti pengolahan air limbah,pengurangan

CO2 dan untuk produksi H2 (Sanchez et al.,2018).

Mekanisme Fotokatalis

Fotokatalis merupakan suatu bahan atau unsur yang digunakan dalam

meningkatkan laju reaksi oksidasi dan reduksi yang dibantu oleh cahaya. Salah

satu bahan yang menjanjikan untuk dijadikan sebagai bahan fotokatalis adalah

titania. Dari tiga bentuk struktur kristal yang dimiliki titania, anatase adalah

polimorf utama dan merupakan fase yang paling aktif dalam hal aktivitas

fotokatalis (Stucchi et al, 2014). Dalam fotokatalisis, energi cahaya lebih besar

dari celah pita semikonduktor sehingga elektron tereksitasi dari pita valensi ke

pita konduksi (ecb-) menghasilkan lubang positif di pita valensi (hVB+). Untuk

titania, karena besar celah pitanya 3,2 eV maka dibutuhkan sinar UV. Lubang

positif dapat mengoksidasi OH- atau air pada permukaan untuk menghasilkan

radikal •OH yang merupakan oksidan kuat. Proses terjadinya fotokatalisis oleh

titania dapat dilihat dalam skema berikut

Gambar 2. Mekanisme Fotokatalis


D. Fotokatalis TiO2 doping Cu

TiO2 merupakan senyawa berwarna putih, tidak beraroma dan tidak

berasa. Pada suhu ruang, TiO2 berwujud padat dengan massa jenis 4.26

g/cm3.TiO2 dikenal sebagai material semikondukor dan banyak diaplikasikan

dalam berbagai bidang antara lain membantu menghilangkan warna pada industri

dalam kosmetik, kulit, furniture, kertas dan tekstil (Ullah et al.,2018) material

fotokatalis, hingga pigmen pada industri cat.

Titanium dioksida (TiO2) merupakan jenis nano partikel yang sudah luas

diaplikasikan sebagai material alternatif dalam berbagai aspek karena Titanium

dioksida terkenal untuk aplikasi di lingkungan, seperti dapat menghilangkan atau

degradasi polutan organik karena stabilitas kimia yang tinggi, potensi foto-

oksidasi yang kuat, non-toksisitas, dan biaya rendah. Material ini terdiri dari tiga

bentuk struktur kristal yaitu anatese, rutil dan brokie (Landmann et al.,2012).

Rutile adalah fase stabil sedangkan anatase dan brokite fase tidak stabil (Zhang et

al.,2014). brokite jarang digunakan dalam fotokatalis karena susah dalam sintesis

(Landmann et al.,2012) namun brookite mempunyai kemampuan kinerja yang

unggul dalam beberapa reaksi fotokatalitik (Vequizo et al.,2018). Umumnya

anatase menampilkan aktivitas fotokatalitik yang jauh lebih tingi dari pada rutil

dan brokite.

Aktivitas fotokatalitik titanium dioksida sangat bergantung pada struktur

kristal, ukuran kiristal, luas permukaan dan struktur pori. Meskipun anatase

memiliki kemampuan serap yang lebih rendah terhadap cahaya matahari

dibandingkan rutile karena pita celah anatase yang lebih besar (3,2 eV)

sedangkan rutile mempunyai pita celah (3,0 eV) namun, aktivitas fotokatalitik


anatase jelas lebih unggul dari pada rutile karena anatase memiliki kapasitas

adsorpsi permukaan yang lebih tinggi untuk gugus hidroksil dan tingkat

rekombinasi pembawa muatan yang lebih rendah dari rutile (Zhang et al.,2014).

TiO2 brookite (Gambar 2 b) termasuk ke dalam sistem kristal orthorombik

yang bersifat tidak stabil. Setiap unit sel terdiri dari 8 molekul TiO2. Struktur

brookite lebih rumit, memiliki volume sel lebih besar dan memiliki kerapatan

paling rendah dari pada dua fasa kristal utama TiO2 lainnya sehingga jarang

diaplikasikan sebagai material fotokatalis. Namun pada penelitian choi.2017. fase

brookite mempunyai fotoaktivitas yang jauh lebih tinggi diantara polimorf

titanium dioksida, meskipun luas permukaaan lebih kecil dibandingkan anatase

(Choi et al.,2017).

TiO2 anatase (Gambar 2 c) juga memiliki sruktur tetragonal. Fase anatase

pada titanium dioksida mempunyai stabilitas kimia dan fotokatalitik yang tinggi

dibandingkan dengan fase rutile (Kelaidis et al.,2018). Fasa anatase merupakan

fasa tidak stabil dan dapat berubah ke fasa rutile apabila dipanaskan pada suhu

tertentu. TiO2 anatase dapat dipreparasi menggunakan metode sol-gel dan

merupakan fasa TiO2 yang banyak diaplikasikan sebagai material fotokatalis

karena sifat optisnya yang baik.

TiO2 rutile (Gambar 2 a) memiliki struktur tetragonal dengan 6 atom

oksigen per molekulnya.Fasa rutile lebih stabil dari pada fasa brookite dan anatase

pada ukuran partikel di atas 14 nm. Aktivitas fasa rutile sebagai fotokatalis secara

umum cukup rendah. Akan tetapi, fasa rutile dapat aktif atau nonaktif sebagai

fotokatalis bergantung pada kondisi preparasinya. Anatase dan rutile adalah dua

fase krtistal utama TiO2 dan memiliki sifat fisik dan optik yang berbeda namun,


pada suhu tinggi fase anatase dapat berubah menjadi fase rutile yang merupakan

bentuk lebih stabil (Li et al.,2018) .

.

Gambar 3

Struktur kristal TiO2 a) rutile, b) brookite, c) & Shang, 2015).

Fotokatalis semikonduktor oksida logam terutama TiO2 telah banyak

diteliti di bidang fotokatalis seperti untuk degradasi polutan senyawa organik dan

anorganik dalam air limbah, generasi hidrogen, pemurnian udara (wanichaya et

al.,2012) selain untuk fotokatalis, semikonduktor TiO2 juga banyak digunakan

pada berbagai aplikasi; antara lain untuk sel surya, sensor biologis dan kimia,

produk kesehatan hingga pigmentasi cat. Ada beberapa alasan menggunkan TiO2

sebagai fotokatalis seperti: aktivitas tinggi, stabilitas kimia,tidak beracun, biaya

rendah, ketersediaan komersial, non korosit dan sifat oksidasi yang tinggi ( Ullah

et al.,2018).

a)

c)

b)


Aktivitas fotokatalitik dari TiO2 dapat ditingkatkan dengan beberapa cara

cara yaitu: dengan mengubah sifat kimia dari TiO2 seperti dengan cara melakukan

pendopingan TiO2 dengan co (Zhu et al.,2018), pendopingan menggunakan ion

(kation maupun anion), logam mulia (Au, Pt, Ag), dan kopling menggunakan

material semikonduktor lain (CuO, ZnO, WO3) dengan mengontrol sifat fisik dari

TiO2, seperti ukuran partikel, luas area permukaan, porositas, dan kristalinitasnya

(Zheng et al.,2013). TiO2 mempunyai beberapa kekurangan yaitu : mempunyai

energi band gap yang besar yaitu 3,0-3,2 eV, mudah terjadi rekombinasi pasangan

elektrondan lubang, kapasitas adsorpsi pada daerah sinar sinar UV (<387 nm)

yang berarti hanya sebagian kecil dari spektrum matahari yang dapat digunakan

untuk aplikasi fotokatalitik (Osin et al.,2018), oleh karena itu diperlukan substract

untuk meningkatkan kinerja fotokatalis.

Modifikasi fisika dan kimia dilakukan salah satunya untuk memperkecil

band gap dari TiO2 agar dapat bekerja pada rentang panjang gelombang sinar

tampak (Zheng et al.,2013). penelitian ini digunakan modifikasi pada sifat kimia

TiO2 menggunakan ion tembaga (II) atau Cu2+

sebagai agen pendoping untuk

meningkatkan aktivitas fotokatalitik dari TiO2 (Navas et al.,2014)..

Tembaga merupakan logam orange kemerahan dan merupakan salah satu

logam dengan kelimpahan terbanyak ke-5 di permukaan bumi. Pada kehidupan

sehari-hari, tembaga dimanfaatkan sebagai bahan pembuat perkakas rumah

tangga, komponen utama pada kabel listrik, dan diaplikasikan pada banyak

perangkat elektronik sebagai material konduktor (Fateh Aliofkhazraei &

Rezvanian,2017). Pada penelitian ini, digunakan ion tembaga Cu2+

sebagai agen

pendoping karena lebih murah dibandingkan dengan agen pendoping berupa


logam mulia, serta dilaporkan dapat meningkatkan aktivitas fotokatalitik dari

TiO2.Ion Cu2+

memiliki jari-jari ion lebih kecil (0.68 Å) sehingga dapat tergabung

(incorporate) pada kisi kristal TiO2 dengan menggantikan ion Ti4+

yang memiliki

jari-jari ion lebih besar (0.74 Å) (Hernandez et al.,2017).

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di laboratorium penelitian kimia, jurusan kimia

fakultas matematika dan ilmu pengetahuan alam universitas negeri padang pada

bulan Desember 2018 sampai bulan Mei 2019.

Objek dan Subjek Penelitian

1. Objek penelitian yang digunakan pada penelitian ini yaitu Desain dan

Rekayasa Fototransformator TiO2 doping Cu untuk pengolahan Asam

Humat

2. Subjek penelitian pada penelitian ini yaitu semikonduktor TiO2

Variabel Penelitian

1. Variabel Bebas : kecepatan perputaran, tanpa kecepatan perputaran dan

lamanya waktu degradasi.

2. Variabel terikat : ukuran partikel material fotokatalis, band gap dari

fotokatalis, konsentrasi TiO2 doping Cu, suhu kalsinasi

3. Variabel Kontrol: waktu kalsinasi yang dilakukan selama 2 jam dan

desain reaktor mobile hexagonal

Alat dan Bahan


Alat yang digunakan untuk penelitian ini yaitu untuk preparasi material

fotokatalis TiO2 didoping Cu menggunakan metode sol-gel yaitu : beaker gelas

(pyrex), gelas ukur, magnetic-stirrer, cawan porselen, pipet volume dan

spatula.alat untuk membuat reaktor: kaca, kabel, dinamo, techometer, baling-

baling dan kawat. Kemudian alat untuk karakterisasi yaitu analisis UV-Vis

berfungsi untuk serapan warna, analisis XRD (PAN alytical) berfungsi untuk

melihat struktur kristal, UV-DRS untuk melihat nilai band gap katalis, FTIR

untuk melihat gugus fungsi pada sampel. bahan yang digunakan dalam penelitian

ini yaitu :asam humat, Titanium (IV) tetra isopropoksida (Ti(OCH(CH3)2CHOH),

Tembaga (II) klorida dihidrat (CuCl22H2O), Aquades (H2O),HNO3 p.a

Prosedur Kerja

Preparasi Fotokatalis TiO2 didoping Cu dengan menggunakan Metode Sol-

Gel

Sebanyak 8,4 mL titanium (IV) tetra isopropoksida (TTIP) dicampurkan

dengan 8 mL isopropanol kemudian dihomogenkan menggunakan magnetic

stirer dengan kecepatan 3000 rpm selam 30 menit (larutan A). kemudian

menambahkan (CuCl2 2H2O) yang sudah dilarutkan dalam 2 mL isopropanol

kedalam lautan A dan homogenkan dengan kecepatan konstan yaitu 10

menit. Larutan B dipreparasi dengan mencampurkan 10 mL isopropanol

ditambah dengan 1 mL aquades dan 1mL HNO3 p.a dan homogenkan selam

15 menit, lalu larutan B sedikit demi sedikit ditambahkan dalam larutan A.

Kedua larutan dihomogenkan sampai terbentuk sol kemudian sol yang

terbentuk di furnace pada suhu 4000C selama 2 jam (Thangaraj et al.,2017).


Pembuatan Desain Reaktor

Pembuatan reaktor diawali dengan menyediakan kaca transparan dengan

ketebalan 3mm kemudian memotong kaca dengan tinggi 15 cm dan lebar 7

cm kemudian kaca tersebut dilem membentuk hexagonal. Kaca yang sudah

terbentuk selanjutnya di lubangi bagian atasnya sebagai tempat masuknya

stirer, stirer dihubungkan dengan dinamo ((dimmer DC 12-24V.8A) )

sehingga strirer dapat berputar, (Zainul, rahadian. 2018).

Gambar 4 Desain Reaktor Fotokatalis

Keterangan :

1. Dinamo

2. Kaca transparan

3. Voltmeter

4. Penghubung antara dinamo dengan pengaduk

5. Baling-baling


Uji Fototransformator Asam Humat

Dalam uji fototransformasi ini digunakan asam humat sebagai polutan atau

bahan yang akan diuraikan (degradasi). Proses degradasi ini melibatkan

cahaya matahari langsung untuk mempercepat reaksi yang biasa disebut

fotodegradasi, serta dengan menggunakan reaktor hexagonal. Asam humat

terlebih dahulu dibuat dengan konsentrasi 20 ppm. Larutan ini diperoleh

dengan cara menimbang asam humat sebanyak 0,02 gram kemudian

dilarutkan dalam 1000 mL aquades .

Proses tahapan pertama dimulai dengan menambahkan katalis yang sudah

terbentuk dari sintesis TiO2 didoping Cu sebanyak 0,06 gram ke dalam

reaktor hexagonal, kemudian menambahkan 200 mL larutan asam humat 20

ppm, variasi waktu yang digunakan yaitu 1 sampai 5 jam serta dengan

menggunakan variasi kecepatan perputaran 500, 1000, 1500 rpm dan tanpa

perputaran, kemudian mengukur adsorbansinya dengan spektrofotometer

UV- Vis (Zainul, rahadian. 2018).

E. Desain Penelitian

HNO3 p.a

- Ditimbang 0,02 gram

Asam humat

- Dilarutkan dalam gelas

kimia 250 ml

menggunakan aquades

- Diencerkan pada labu

ukur 1liter

Isopropil alkohol

Aquabides

CuCl2.2H2O

Sol Gel Kalsinasi pada suhu 400 0C selama 2 jam

Asam humat 20 ppm

Karakterisasi

Degradasi XRD

UV-DRS

UV-Vis

Fotoreaktor mobile

Pengaruh waktu degradasi

( 1,2,3,4 dan 5 jam) dan tanpa

perputaran

Pengaruh waktu degradasi

( 1,2,3,4 dan 5 jam) dan kecepatan

perputaran (500,1000 dan 1500 rpm

Hasil Degradasi

Analisis dengan FTIR Ukur Absorban dengan UV-Vis

Titanium (IV) tetra

isopropoksida

Asam Humat 20 ppm


HASIL DAN PEMBAHASAN

Telah dilakukan preparasi TiO2 doping Cu dengan menggunakan metode sol-

gel serta dikarakterisasi menggunakan XRD dan UV-DRS kemudian

diaplikasikan untuk degradasi asam humat pada air gambut. Suhu kalsinasi yang

digunakan untuk sintesis TiO2 doping Cu 5% pada penelitian ini yaitu 400oC,

karena sebelum melakukan uji fototransformasi asam humat diluar ruangan

terlebih dahulu dilakukan didalam ruangan dengan variasi suhu kalsinasi TiO2

doping Cu 5% 400oC, 500

oC dan 600

oC serta dengan menggunakan variasi

waktu (1, 2, 3, 4 dan 5 jam ) dan kecepatan perputaran (500,1000 dan 1500 rpm).

fototransformasi asam humat didalam ruangan menhasilkan rata-rata

konsentrasi yang tinggi karena cahaya ruangan yang diserap katalis untuk proses

fotokatalis sedikit sehingga radikal OH yang terbentuk sedikit. Berdasarkan hasil

penelitian, rata- rata konsentrasi asam humat yang sedikit didapatkan pada katalis

TiO2 doping Cu 5 % dengan suhu kalsinasi 4000C, sehingga dilanjutkan penelitian

uji fototransformasi dengan menggunakan katalis TiO2 doping Cu 5 % pada suhu

kalsinasi 4000C.

A. Hasil Sintesis Katalis TiO2 Doping Cu 5 % suhu kalsinasi 400 0 C

Katalis TiO2 doping Cu dipreparasi dengan menggunakan metode sol- gel.

Metode sol-gel merupakan salah satu cara yang banyak digunakan untuk preparasi

material logam oksida, dimulai dengan pembuatan sol dari senyawa prekursor,

prekursor yang digunakan yaitu Titanium (IV) tetra isopropoksida

(Ti(OCH(CH3)2CHOH). Sebanyak 8,4 mL Prekursor TTIP dilarutkan dalam 8

mL isospropanol kemudian di homogenkan dengan magnetic stirer selama 30

menit yang mengakibatkan atom – atom akan terdistribusi merata, selanjutnya

87 | P a g e

menambahkan CuCl2.2H2O yang sudah dilarutkan dalam 2 mL isopropanol, dan

dihomogenkan kembali selama 10 menit, CuCl2.2H2O berfungsi sebagai sumber

ion Cu2+

, selanjutnya ditambahkan 10 mL isopropanol yang dicampurkan dengan

1 mL aquabides dan 1 mL HNO3 p.a, Larutan tersebut dihomogenkan kembali

sampai terbentuk sol, aquabides berfungsi sebagai agen untuk menghidrolisis

sedangkan HNO3 p.a, berfungsi sebagai katalis.

Sol yang telah terbentuk didiamkan selama semalam, selama proses ini

terjadi reaksi pembentukan jaringan gel yang lebih kaku, kuat dan menyusut

dalam larutan. Gel yang telah terbentuk dimasukkan kedalam cawan penguap lalu

dikalsinasi padu suhu 4000C selama 2 jam untuk memperoleh bubuk kristal.

Pemilihan temperature ini mengacu pada penelitian terdahulu oleh Arizka

Tamarani (2018), dimana berdasarkan penelitian pada temperature 4000C akan

didapatkan katalis TiO2 dalam fasa anatase.

Fungsi kalsinasi supaya pelarut yang masih tersisa didalam jaringan gel akan

hilang, selama proses pemanasan terjadi pemadatan struktur gel menjadi lapisan

yang lebih padat. Setelah dihasilkan produk, selanjutnya di gerus dan

menghasilkan nano TiO2 doping Cu berbentuk serbuk halus, kemudian di

karakterisasi menggunakan XRD dan UV-Vis DRS.

Reaksi hidrolisis dan kondensasi yang terjadi pada preparasi TiO2 doping Cu dengan

metode sol-gel yaitu:

Reaksi Hidrolisis :

Ti(OC3H7)4 + 4H2O → Ti (OH)4 + 4C3H7OH

Polimerisasi Kondensasi :


Ti(OH)4 + Ti (OH)4 → (OH)3TiOTi(OH)3 + H2O

B. Difratogram TiO2 Didoping Cu 5% Pada suhu kalsinasi 4000C

Karakterisasi XRD dilakukan untuk mengetahui ukuran dan Fase Kristal.

Analisis XRD yang dilakukan terhadap katalis TiO2 doping Cu sebanyak 5%

dengan suhu kalsinasi menunjukkan munculnya puncak-puncak yang menandai

terbentuknya fraksi khas dari suatu senyawa. Itensitas dan nilai FWHM dari

puncak yang bervariasi sepanjang nilai 2θ yang terdapat pada pola difraksi

menunjukkan perbedaan distribusi atom atau senyawa dalam satuan sel sampel

(Srivastava et al.,2013). Puncak- puncak spesifik TiO2 hasil sintesis dibandingkan

dengan data dari JCPDS ( joint commite powder diffraction standar), Pola difraksi

TiO2 doping Cu ditunjukkan pada gambar 4 dengan adanya puncak-puncak yang

muncul pada sudut diffraksi (2θ) tertentu, difraktogram yang dihasilkan

meruncing serta mempunyai struktur anatase murni sebab tidak ada peak lain

yang muncul diluar peak JCPDS TiO2 anatase, dengan intensitas paling kuat pada

2θ = 25,3592, 48,1240, hal ini menandakan bahwa pada suhu kalsinasi 4000 C

TiO2 doping Cu dengan konsentrasi dopan 5 % memiliki fase keseluruhan

anatase. Anatase merupakan fasa stabil dan terbentuk pada suhu rendah,

Umumnya anatase menampilkan aktivitas fotokatalitik yang jauh lebih tinggi dari

pada rutil dan brokite karena memiliki luas permukaan yang lebih besar sehingga

sisi aktifnya juga banyak dan mengakibatkan kemampuan untuk mendegradasi

suatu senyawa (asam humat) juga semakin bagus.

89 | P a g e

Gambar 5 A. Difraktogram TiO2 doping Cu dengan konsentrasi dopan 5%

dengan suhu kalsinasi 4000C B. Difratogram TiO2 . C Difratogram Cu

Nanopowder

A

B

C


Pada Difratogram TiO2 doping Cu dengan konsentrasi dopan 5% dengan suhu

kalsinasi 400OC terdapat pergeseran dan bentuk puncak yang melebar

disebabkan penurunan kristalinitas akibat adanya penambahan doping Cu.

Doping Cu membentuk pori akibat distribusi Cu2+

pada TiO2 . Cu terdistribusi

secara homogen dalam jumlah kecil dan berwujud amorf.

Difraktogram yang di peroleh dari proses karakterisasi kemudian dianalisa

menggunakan persamaan Debye-schrer untuk mengetahui ukuran Kristal.

Karakterisasi ukuran Kristal pada penelitian ini menggunakan instrument XRD

dengan Siemens D-501 difraktometer. Berikut adalah hasil karakterisasi dari TiO2

doping Cu dengan menggunakan konsentrasi dopan 5% dengan suhu kalsinasi

4000C.

Table 1 ukuran Kristal TiO2 suhu kalsinasi 4000C.

TiO2 Doping Cu D (nm)

5% suhu kalsinasi 4000 C 14-26 nm

C. Diffuse Reflectance Spectroscopy (UV-DRS)

Karakterisasi menggunakan UV-DRS berfungsi untuk mengetahui nilai band

gap dari suatu material semikonduktor. Band gap dari material semikonduktor

mempengaruhi sifat fotokatalitik dari material tersebut. Band gap sendiri diartikan

sebagai energi minimum yang dibutuhkan electron untuk dapat tereksitasi dari

pita valensi ke pita konduksi. Semakin besar band gap maka semakin besar energi

yang diperlukan electron untuk tereksitasi (agnes,2016).

91 | P a g e

Gambar 6 Grafik nilai band gap TiO2 doping Cu 5 % suhu kalsinasi 400

0 C

Berdasarkan grafik diatas nilai band gap yang dihasilkan pada katalis TiO2

doping Cu sebanyak 5% dan dikalsinasi pada suhu 400 0C terjadi penurunan nilai

band gap yang signifikan dibanding tanpa doping yaitu 2,3 eV, sedangkan TiO2

tanpa doping mempunyai band gap 3,2 eV. Penurunan band gap terjadi karena

adanya pembentukan tingkat energi baru dalam TiO2 yang diakibatkan oleh

doping logam (Yadav et al.,2014). Pembentukan tingkat energi baru ini berada

antara pita valensi dan konduksi. Elektron yang tereksitasi dari pita valensi pada

TiO2 doping Cu secara tidak langsung mengalami transisi elektrik kepita konduksi

melainkan sebagiannya tertangkap oleh orbital d yang kosong dari Cu2+

,

sedangkan TiO2 murni akan mengalami transisi elektrik secara langsung ke pita

konduksi. (Choudury, Munmun & Amrjyoti,2013).

D. Fototransformasi Asam Humat dengan Menggunakan Reaktor Mobile

Pada Penelitian degradasi asam humat peneliti menggunakan reaktor

mobile yaitu reaktor yang berputar, dengan Variasi kecepatan perputaran

yaitu 500,1000 dan 1500 rpm. Alat yang digunakan untuk mengukur

kecepatan perputaran yaitu tachometer. Proses degradasi asam humat dengan

menggunakan fotokatalis dilakukan di bawah sinar matahari langsung ( luar


ruangan) karena luks cahaya yang dihasilkan lebih banyak dibanding dalam

ruangan. Luks cahaya matahari di ukur dengan menggunakan light sensor

pada bagian depan dan belakang reaktor. Proses degradasi asam humat

dilakukan dengan variasi 1 jam, 2 jam, 3 jam, 4 jam dan 5 jam, Pengukuran

absorbansi sebelum dan sesudah proses degradasi dapat dilakukan dengan

metode spektrofotometri UV-Vis.

Degradasi asam humat diukur dengan spektrofotometer UV-Vis dengan

rentang panjang gelombang 200-800 nm dan diperoleh panjang gelombang

maksimum untuk sampel asam humat yaitu 265 nm.

Gambar 7 Spektrum Absorbansi asam humat 20 ppm

Absorbansi yang diperoleh digunakan sebagai pembanding absorbansi

setelah dilakukan degradasi . dari data absorbansi didapatkan persentase

degradasi dengan menggunakan rumus formula:

Dimana A0 adalah absorbansi mula-mula, At adalah absorbansi pada waktu t

Proses fotodegradasi memerlukan suatu fotokatalis untuk mempercepat laju

reaksi. Prinsip fotodegradasi adalah adanya loncatan electron dari pita valensi

93 | P a g e

ke pita konduksi pada fotokatalis yang dikenai oleh energi foton. Loncatan

electron ini menyebabkan hole (lubang electron) yang dapat berinteraksi

membentuk radikal. radikal bersifat aktif dan dapat berlanjut untuk

menguraikan senyawa target. Fotokatalis yang digunakan pada penelitian ini

yaitu TiO2 doping Cu serta dengan menggunakan energi foton dari cahaya

matahari langsung (cahaya luar), sedangkan variabel yang digunakan yaitu

pengaruh lamanya waktu penyinaran dan dengan menggunakan variasi

percepatan perputaran, pengaruh lamanya waktu penyinaran tanpa

menggunakan kecepatan perputaran serta pengaruh lamanya waktu

penyinaran dan kecepatan perputaran tanpa katalis. Pengaruh lamanya waktu

dalam proses degradasi menjelaskan panjang interaksi (kontak) antara

fotokatalis dan cahaya dalam memproduksi OH radikal serta kontak antara

(OH) dan molekul asam humat dalam proses degradasi.

Uji aktivitas Fototransformasi Asam Humat menggunakan katalis TiO2

doping Cu 5 % Suhu Kalsinasi 400 0C

Uji aktivitas fototransformasi asam humat dilakukan dengan

menggunakan variasi waktu, kecepatan perputaran dan tanpa kecepatan

perputaran. Tujuan penentuan waktu penyinaran sinar matahari dan

percepatan perputaran adalah untuk mengetahui keefektifan proses

fotokatalis TiO2 doping Cu dalam mendegradasi asam humat. Waktu

penyinaran sinar matahari dilakukan dengan variasi jam yaitu 1 sampai 5

jam serta percepatan perputaran 500,1000 dan 1500 rpm.


Gambar 8Aktivitas fototransformasi asam humat menggunakan katalis TiO2

doping Cu 5%

Absorbansi asam humat setelah didegradasi pada variasi waktu 1 sampai

5 jam serta dengan menggunakan kecepatan perputaran 500 rpm menunjukkan

semakin lama waktu penyinaran, absorbansi yang dihasilkan semakin rendah serta

konsentrasi asam humat yang dihasikan semakin rendah. Hal ini menunjukkan

pesentase degradasi asam humat semakin besar. Berdasarkan hasil perhitungan

didapatkan konsentrasi asam humat yang paling rendah pada waktu 5 jam yaitu

7.83 ppm dan yang paling rendah pada waktu 1 jam dengan konsentrasi 8,84 ppm

konsentrasi asam humat yang terdegradasi terlihat semakin berkurang seiring

dengan bertambahnya lama waktu penyinaran, karena semakin banyak foton yang

mengenai katalis TiO2 doping Cu sehingga jumlah radikal hidroksil (•OH) yang

dihasilkan semakin bertambah . radikal (•OH) ini yang akan menyerang molekul

0

5

10

15

20

25

0 2 4 6

kon

sen

tras

i (p

pm

)

Waktu (Jam)

500 rpm

1000 rpm

1500 rpm

Tanpa Perputaran

95 | P a g e

asam humat dan mendegradasinya menjadi senyawa yang lebih sederhana, dengan

meningkatnya waktu radiasi menyebabkan persentase degradasi yang diperoleh

akan semakin meningkat.

Setelah dilakukan percobaan degradasi asam humat menggunakan katalis

TiO2 doping Cu 5 % dengan kecepatan perputaran 500 rpm, selanjutnya pada

kecepatan perputaran 1000 rpm. Hasil dari degradasi asam humat dengan

mnggunakan kecepatan perputaran 1000 rpm berbeda, pada kecepatan 500 rpm

variasi waktu mempengaruhi absorbansi dari asam humat, Akan tetapi pada

penelitian ini waktu degradasi tidak sebanding dengan pesen konsentrasi asam

humat, karena cahaya matahari yang berkurang menyebabkan radikal •OH yang

terbentuk smakin sedikit. seperti yang dapat dilihat pada kurva 8 dibawah ini:

Pada grafik diatas dapat dilihat bahwa terjadi kenaikan % degradasi asam

humat yang cukup drastis pada waktu 2-4 jam, dan cenderung menurun pada

waktu 5 jam , berdasarkan penelitian, kondisi terbaik degradasi asam humat

tersebut dicapai pada waktu 4 jam yaitu 7,97 ppm, hal ini disebabkan karena pada

waktu 4 jam terjadi kontak antara katalis TiO2 doping Cu dengan molekul asam

humat yang bagus serta luks cahaya yang diserap lebih besar untuk menghasilkan

radikal OH, sedangkan pada waktu 5 jam terjadi kenaikan konsentrasi yaitu 8,21

ppm hal ini terjadi karena sisi aktif dari katalis telah terjadi reaksi rekombinan

yang menyebabkan katalis mengalami kejenuhan sehingga beberpa partikel dari

katalis tersebut tidak lagi berpatisipasi pada prosese degradasi asam humat.

Degradasi asam humat pada kecepatan perputaran 1500 rpm serta

dengan menggunakan katalis yang sama menyebabkan penurunan absorbansi

yang dihasilkan lebih tinggi dibandingkan dengan menggunakan variasi


kecepatan 500 dan 1000 rpm. Proses degradasi asam humat dengan

menggunakan kecepatan perputaran 1500 rpm merupakan proses degradasi

yang hasilnya paling bagus dibandingkan dengan 500 dan 1000 rpm, dimana

konsentrasi yang terendah yaitu 6,16 ppm pada waktu 2 jam. Hal ini

disebabkan karena luks cahaya yang diserap lebih banyak sehingga radikal

OH yang terbentuk juga lebih banyak, sedangkan pada waktu 3 jam

konsentrasi mengalami kenaikan menjadi 7,97 ppm pada waktu 5 jam proses

degradasi mengalami kenaikan, disebabkan cahaya yang masuk mulai

berkurang, sedangkan pada waktu 4 jam dan 5 jam % degradasi mengalami

kenaikan kembali, kenaikan ini diakibatkan oleh foton yang masuk kedalam

reaktor hexagonal besar,

Faktor-faktor yang mempengaruhi degradasi asam humat yaitu energi

foton (cahaya matahari), pengadukan dan katalis yang digunakan. Cahaya

akan saling berinteraksi dengan katalis TiO2 doping Cu, sehingga dihasilkan

degradasi asam humat yang bagus, Dengan adanya pengadukan proses

degradasi berlangsung lebih cepat. Degradasi asam humat tanpa

menggunakan percepatan perputaran memiliki konsentrasi terendah pada

waktu 1 jam hal ini disebabkan karena luks cahaya yang diserap lebih tinggi.

Degradasi asam humat tanpa kecepatan perputaran memiliki rata- rata

konsentrasi yang lebih tinggi dibanding dengan menggunakan percepatan

perputaran. Fungsi percepatan perputaran untuk meratakan sehingga dapat

meningkatkan interaksi antara TiO2 doping Cu dengan molekul asam humat.

Kecepatan perputaran dapat menyeimbangkan proses adsorpsi- adsorpsi pada

permukaan semikonduktor, karena jika proses ini tidak seimbang (lebih tinggi

97 | P a g e

dari desorpsi adsorpsi), maka proses masuknya substrak akan di blokir,

akibatnya efisiensi fotokatalis semakin rendah.

Uji aktivitas Fototransformasi Asam Humat Tanpa menggunakan katalis

TiO2 doping Cu 5 % Suhu Kalsinasi 400 0C

penelitian uji aktivitas fototransformasi asam humat ini menggunakan variasi

kecepatan perputaran 500,1000 dan 1500 rpm, lamanya waktu penyinaran dari

1,2,3,4 dan 5 jam dan tanpa mengunakan katalis. Tujuan proses fototransformasi

asam humat tanpa menggunakan katalis untuk melihat berapa banyak asam humat

yang akan terdegradasi.

Gambar 9Aktivitas fototransformasi asam humat tanpa menggunakan katalis TiO2

doping Cu 5%

Grafik diatas dapat dilihat bahwa uji aktivitas fototransformasi asam humat

tanpa menggunakan katalis TiO2 doping Cu menghasilkan konsentrasi asam

humat yang lebih tinggi dibandingkan dengan menggunakan katalis TiO doping

Cu, konsentrasi asam humat yang dihasilkan tanpa katalis yang paling sedikit

yaitu 15,74 ppm dari 20 ppm yang hanya mampu mendegradasi asam humat

sebanyak 20,89 % .pada sistem reaksi yang tanpa menggunakan fotokatalis TiO2

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4 5 6

kon

sen

tras

i

waktu (jam)

500rpmtanpa katalis

1000 rpmtanpa katalis

1500 rpmtanpa katalis


doping Cu, radikal hidroksil hanya dihasilkan dari fotolisis air, menurut

persamaan reaksi 1 (wardle,2009).

H2O(l) →∙OH-(l) +H

+(l)

+ e

-

Untuk sistem yang menggunakan fotokatalis TiO2 doping Cu, maka radikal

hidroksil tidak hanya dihasilkan dari fotolisis air tetapi juga dari hasil interaksi

antara air dengan lubang yang dihasilkan pada pita valensi, sesuai dengan

persamaan reaksi 2

H2O(l) + h+ →∙OH

-(l) +H

+ (l)

Keberadaan radikal hidroksil dalam sistem reaksi akan bertambah dengan

adanya fotokatalis TiO2 doping Cu karena selain dihasilkan dari reaksi fotolis air,

radikal hidroksil juga dihasilkan pada permukaan semikonduktor. Radikal

hidroksil yang terbentuk pada semikonduktor akan menyerap sinar dengan energi

yang sesuai dan terjadi perpindahan elektoron dari pita valensi kepita konduksi

yang meninggalka lubang (hole) pada pita valensi. Terbentuknya radikal hidroksil

dari semikonduktor sesuai dengan persamaan reaksi berikut

TiO2 + hv e- (cb) + h+-

(vb)

h+-

(vb)+ H2O •OH + H+

e- (cb) + O2 •O2-

2O2-

+ 2H2O H2O2 + 2OH-+ O2

H2O2 + e- (cb) OH- + •OH

•OH + Asam Humat Fototransfomator

Ketika semikonduktor dikenai cahaya, foton akan diserap oleh semikonduktor

sehingga mengakibatkan electron berpindah dari pita valensi ke pita konduksi

yang mengakibatkan terbentuknya pita elektron pada pita konduksi (e-) dan

(1)

(2)

99 | P a g e

lubang (h+) pada pita valensi. Interaksi pita elektron dengan permukaan adsorben

molekul oksigen menghasilkan anion radikal superoksida, sedangkan hole yang

ada pada pita valensi berinteraksi dengan air menghasilkan radikal hidroksil.

Hole yang dihasilkan pada pita valensi ini merupakan oksidan yang potensial

untuk mengoksidasi molekul-molekul organik pada asam humat pada permukaan

katalis dan memineralisasinya menjadi CO2-. Hole juga dapat mengoksidasi air

atau anion-anion hidroksida dengan cara membentuk radikal hidroksil yang juga

merupakan oksidan yang efektif terhadap bahan organik.


A. Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan maka didapatkan kesimpulan

sebagai berikut :

1. Reaktor mobile di buat dari kaca dengan ketebalan 3 mm dipotong dan di

lem berbentuk hexagonal, selanjutnya di lubangi bagian atasnya sebagai

tempat masuknya stirer, stirer dihubungkan dengan dinamo (dimmer DC

12-24V.8A) sehingga strirer dapat berputar.

2. Pembuatan TiO2 didoping Cu pada penelitian ini dilakukan dengan

menggunakan metode sol-gel pada suhu kalsinasi 400 0

C dimana katalis

TiO2 doping Cu yang dihasilkan bentuk kristalnya yaitu anatase dengan

ukuran Kristal berkisar antara 14 -26 nm

3. Kemampuan fotokatalis asam humat dengan menggunakan TiO2 doping

Cu didapat nilai terbaik konsentrasi ppm yang terdegradasi pada 500 rpm

selama 5 jam yaitu 7,83 ppm, pada 1000 rpm selama 4 jam yaitu 7,97 dan

pada 1500 rpm sebanyak 6,16 ppm selama 2 jam.

4. fototransformasi asam humat tanpa menggunakan katalis didapat nilai

terbaik konsentrasi ppm yang terdegradasi pada 500 rpm selama 1 jam

yaitu 17,41 ppm, pada 1000 rpm selama 2 jam yaitu 16,02 dan pada 1500

rpm sebanyak 16,02 ppm selama 3 jam.

B. Saran

3. Melakukan penelitian dengan menggunakan katalis yang berbeda untuk

degradasi suatu senyawa organik.

101

101 | P a g e

4. Melakukan penelitian tentang degradasi asam humat dengan

menggunakan cahaya matahari luar ruangan dan cahaya matahari dalam

ruangan

5. Melakukan penelitian degradasi asam humat dengan menggunakan

variabel penelitian tanpa perputaran, tanpa katalis, tanpa cahaya,dengan

cahaya, denan katalis dan menggunakan perputaran, sehingga mengetahui

faktor yang paling dominan untuk mendegradasi asam humat.

Lampiran 1 Skema Sintesis TiO2 Doping Cu dengan menggunakan me

Sol-gel

Menyediakan gelas kimia

ukuran 100 ml

Menyediakan gelas kimia

ukuran 100 ml


+ 10 mL isopropanol

+ 1 mL HNO3 p.a

+ 1 mL Aquabides

Mengaduk secara konstan

selama 15 menit

+ 8 mL isopropanol

+ 8.4 mL Titanium

(IV) tetra

isopropiloksida

(TTIP)

+ CuCl2.2H2O

sebanyak 0.0482 g

(untuk 1% mol Cu

terhadap TiO2)

yang telah

dilarutkan dalam 2

mL isopropanol

Mengaduk

campuran

menggunakanmag

netic stirrerdengan

kecepatan 300 rpm

selama 30 menit

+ Larutan B ke dalam larutan

A sedikit demi sedikit dan

terus diaduk pada kecepatan

konstan selama 2 jam

sampai terbentuk sol

Larutan B

Larutan A

103 | P a g e

Lampiran 2 Skema penentuan efisiensi TiO2 doping Cu

Lampiran 3 pembuatan larutan asam humat 20 ppm

Asam humat 20 ppm

- Timbang sebanyak 0,02 gram Asam Humat

- Larutkan dalam gelas kimia 250 ml menggunakan aquades

- Masukan ke dalam labu ukur 1000 ml

- Tambahkan aquades sampai tanda batas

Asam Humat

padatan

Sebanyak 0,06 gram katalis TiO2 doping Cu

dimasukkan kedalam reaktor

- Ditambah 200 ml larutan asam humat

- Distirer dengan variasi kecepatan 500,1000 dan

1500 rpm

- Perlakuan tersebut dilakukan dengan variasi

waktu 1 jam, 2 jam, 3 jam, 4 jam dan 5 jam


Lampiran 4 Perhitungan

Perhitungan mencari massa CuCl2 .2H2O yang diperlukan untuk mensintesis

TiO2 didoping Cu 5 % mol.

Volume TTIP = 8.4 mL; ρ TTIP = 0.96 g/mL; Mr TTIP = 284.22 g/mol; Ar Cu = 63.5 g/mol;

Mr CuCl2.2H2O = 170.5 g/mol

ρ =

m TTIP

n Cu =

2

n TTIP

n TTIP

n TTIP = n TiO2

5% mol Cu terhadap TiO2

n Cu =

n Cu = 1.415 mol

m Cu = n Cu x Ar Cu

m Cu = 1.415 mol

Kadar Cu dalam CuCl2.2H2O

Jadi, dalam 1 g CuCl2.2H2O

mengandung 0.3724 g Cu

1 g CuCl2.2H2O mengandung

0.3724 g Cu

X g CuCl2.2H2O mengandung

0.08985 g Cu

X =

X = 0.2413 g

=

x 100%

=

= 37.24 %

Jadi, CuCl2.2H2O yang

diperlukan untuk mensintesis

TiO2 didoping Cu 5% mol

adalah 0.2413 g.


1. Perhitungan membuat asam humat 20 ppm

= 0.02 gram

Lampiran 5 Difraktogram XRD

Lampiran 5 Pengolahan data XRD

Peak List

Pos.[°2Th.] Height [cts] FWHMLeft[°2Th.] d-spacing [Å] Rel.

Int. [%]

25.3592 380.22 0.3070 3.51225 100.00

38.1121 11.50 0.0900 2.35931 3.02

48.1242 117.38 0.6140 1.89082 30.87

54.9707 5.37 0.0900 1.66904 1.41

62.8010 -16.28 0.0900 1.47845 -4.28

70.0737 10.73 0.0900 1.34174 2.82


75.1203 39.40 0.5117 1.26467 10.36

83.0880 8.98 0.0900 1.16150 2.36

Pattern List

Visible Ref.Code Score Compound Name Displ.[°2Th]

Scale Fac. Chem. Formula

00-001-0562 23 Titanium Oxide 0.000

0.801 Ti O2

( ) ( )

( ) ( )

( ) ( )

(

) ( )

(

) ( )

( ) ( )

( ) ( )

( ) ( )

(

) ( )

(

) ( )

( ) ( )

( ) ( )

107 | P a g e

( ) ( )

(

) ( )

(

) ( )

Lampiran 6 Perhitungan degradasi asam humat

1. Perhitungan % degradasi pada perputaran 500 rpm menggunakan katalisTiO2 -Cu 5%

dengan suhu kalsinasi 4000C.

% degradasi =

x 100%

Pada waktu 1 jam

% degradasi =

x 100%

= 55,82 %

Pada waktu 2 jam

% degradasi =

x 100%

= 57.03 %

Pada waktu 3 jam

% degradasi =

x 100%

= 57,73 %

Pada waktu 4 jam


% degradasi =

x 100%

= 59,94 %

Pada waktu 5 jam

% degradasi =

x 100%

= 60,84 %

2. Perhitungan % degradasi pada perputaran 1000 rpm menggunakan katalis TiO2 -Cu

5% dengan suhu kalsinasi 4000C

% degradasi =

x 100%

Pada waktu 1 jam

% degradasi =

x 100%

=-53.21 %

Pada waktu 2 jam

% degradasi =

x 100%

=-52,21 %

Pada waktu 3 jam

% degradasi =

x 100%

= 56,02 %

Pada waktu 4 jam

% degradasi =

x 100%

=60,14 %

Pada waktu 5 jam

% degradasi =

x 100%

109 | P a g e

= 58,94 %

3. Perhitungan % degradasi pada perputaran 1500 rpm menggunakan katalis TiO2 -Cu

5% dengan suhu kalsinasi 4000C.

% degradasi =

x 100%

Pada waktu 1 jam

% degradasi =

x 100%

= 56,64 %

Pada waktu 2 jam

% degradasi =

x 100%

=-69,18 %

Pada waktu 3 jam

% degradasi =

x 100%

= 60,04 %

Pada waktu 4 jam

% degradasi =

x 100%

= 62.65 %

Pada waktu 5 jam

% degradasi =

x 100%

= 67.17 %

4. Perhitungan % degradasi tanpa perputaran menggunakan katalis TiO2 -Cu 5% dengan

suhu kalsinasi 4000C.

% degradasi =

x 100%


Pada waktu 1 jam

% degradasi =

x 100%

= 52,91 %

Pada waktu 2 jam

% degradasi =

x 100%

= 51,81 %

Pada waktu 3 jam

% degradasi =

x 100%

= 52.21 %

Pada waktu 4 jam

% degradasi =

x 100%

= 52,21 %

Pada waktu 5 jam

% degradasi =

x 100%

= 51,10 %

5. Perhitungan % degradasi tanpa menggunakan katalis TiO2 -Cu 5% dengan suhu

kalsinasi 4000C, pada kecepatan 500 rpm

% degradasi =

x 100%

Pada waktu 1 jam

% degradasi =

x 100%

= 12,55%

Pada waktu 2 jam

111 | P a g e

% degradasi =

x 100%

= 12,35 %

Pada waktu 3 jam

% degradasi =

x 100%

= 10,34%

Pada waktu 4 jam

% degradasi =

x 100%

= 9,84 %

Pada waktu 5 jam

% degradasi =

x 100%

= 10,04 %



% degradasi =

x 100%

% degradasi =

x 100%

= 16,53 %

% degradasi =

x 100%

= 19,52 %

% degradasi =

x 100%

= 17,83 %

% degradasi =

x 100%

= 16,25 %


% degradasi =

x 100%

= 15,56 %



% degradasi =

x 100%

% degradasi =

x 100%

= 16,67 %

% degradasi =

x 100%

= 17,27 %

% degradasi =

x 100%

= 19,48 %

% degradasi =

x 100%

= 20,89 %

% degradasi =

x 100%

= 20,18 %

Lampiran 8. Fototransformasi TiO2 Doping Cu 5% suhu kalsinasi 400 0C

pada asam humat

No Fototransformasi Absorban Konsentrasi

(ppm)

Degradasi

(%)

Fluks

Cahaya

Depan

Fluks

Cahaya

Belakang

1 500 rpm 1 jam 0.44 8.84 52.91% 9809.5 2413

2 500 rpm 2 jam 0.428 8.59 51.81% 10106 2489.3

3 500 rpm 3 jam 0.421 8.45 52.21% 12139.75 2608.75

4 500 rpm 4 jam 0.399 8.01 52.21% 13840.6 2860

5 500 rpm 5jam 0.39 7.83 51.10% 15284 2977.17

6 1000 rpm 1jam 0.466 9.36 53.21% 8753.125 1620.65

7 1000 rpm 2 jam 0.476 9.56 52.21% 8489 1579.67

8 1000 rpm 3 jam 0.438 8.80 56.02% 10030.5 2337

9 1000 rpm 4 jam 0.397 7.97 60.14% 15156 2839

113 | P a g e

10 1000 rpm 5jam 0.409 8.21 58.94% 13835 2834.5

11 1500 rpm 1jam 0.428 8.59 56.64% 10701.5 2569.5

12 1500 rpm 2 jam 0.307 6.16 69.18% 25188.5 3307.33

13 1500 rpm 3 jam 0.398 7.99 60.04% 13569 2875

14 1500 rpm 4 jam 0.372 7.47 62.65% 18233 2945.2

15 1500 rpm 5 jam 0.327 6.57 67.17% 20283.8 3054.83

16

1 jam tanpa

perputaran 0.469 9.42 52.91% 90773 3741.5

17

2 jam tanpa

perputaran 0.48 9.64 51.81% 87501.67 3704.33

18

3 jam tanpa

perputaran 0.476 9.56 52.21% 89144.75 3208.55

19

4 jam tanpa

perputaran 0.476 9.56 52.21% 89953.4 3708.2

20

5 jam tanpa

perputaran 0.487 9.78 51.10% 86961.33 3638.67

21

500 rpm, 1 jam,

tanpa katalis 0.867 17.41 12.55% 95418.5 3809

22

500 rpm 2 jam,

tanpa katalis 0.869 17.45 12.35% 93748.33 3791.67

23

500 rpm,3jam

tanpa katalis 0.889 17.85 10.34% 92273.5 3739

24

500 rpm 4

jam,tanpa katalis 0.894 17.95 9.84% 92774.8 3741.6

25

500 rpm 5

jam,tanpa katalis 0.892 17.91 10.04% 76408 3234.83

26

1000 rpm 1

jam,tanpa katalis 0.83 16.61 16.53% 102478 4899

27

1000 rpm 2


28

1000 rpm 3


29

1000 rpm 4


30

1000 rpm 5


31

1500 rpm 1jam,

tanpa katalis 0.826 16.59 16.67% 102788 4996

32

1500 rpm 2 jam,

tanpa katalis 0.82 16.47 17.27% 103256 5134

33

1500 rpm 3 jam,

tanpa katalis 0.798 16.02 19.48% 109869 4876

34

1500 rpm 4 jam,

tanpa katalis 0.784 15.74 20.89% 108956 5984

35

1500 rpm 5jam,

tanpa katalis 0.791 15.88 20.18% 108677 5890

1. sintesis TiO2 doping Cu 5% pada suhu Kalsinasi 400

0C


han yang digunakan untuk preparasi dalam metode Sol-Gel yang terdiri

dari:

a. Titanium(1V)tetraisopropoksida (TTIP)

b. Isopropanol

c. Aquabies

d. HNO3 P.a

e. CuCl2.2H2O

8,4 ml (TTIP) dicampurkan dengan 8ml isopropanol lalu dihomogenkan dengan

magnetik stirer selama 30 menit

terjadi perubahan warna pada larutan yang telah dihomogenkan selama 30 menit.

115 | P a g e

penambahan larutan (CuCl2.2H2O) yang telah dilarutkan dalam 2 ml

isopropanol,kemudian dihomogenkan kembali

Larutan TiO2 doping Cu yang telah di stirrer selama 2 jam, selanjutnya didiamkan

kemudian dikalsinasi pada suhu 4000C selama 2 jam

2. membuat larutan asam humat 20 ppm


Menimbang sebanyak 0,02 gram asam humat

Melarutkan asam humat yang telah ditimbang dengan aquades dalam gelas kimia

1000 ml, diaduk sampai rata

Memasukkan larutan asam humat kedalam labu ukur 1000 ml, kemudian

menambahkan aquades sampai tanda batas.

117 | P a g e

Degradasi Asam Humat dengan Menggunakan Reaktor Mobile

Asam humat yang sudah dilarutkan , kemudian dimasukkan sebnyak 200 ml

kedalam gelas kimia.

Menimbang katalis TiO2 doping Cu 5% sebanyak 0,6 gram kemudian

dimasukkan kedalam reaktor mobile

Menambahkan larutan asam humat sebanyak 200 ml kedalam reaktor mobile yang

telah di isi katalis TiO2 doping Cu, kemudian melakukan dilakukan proses

degradasi asam humat pada waktu 1,2,3,4 dan 5 jam serta dengan kecepatan

500,1000 dan 1500 rpm.


Hasil pengamatan

Degradasi asam humat pada kecepatan 500 rpm


119 | P a g e


Degradasi asam humat tanpa kecepatan perputaran

F. Rujukan

Abdullah Hamidah, Md.Maksudur Rahman Khan., Huei Ruey Ong dan Zahira

Yaakob. 2017. Modified TiO2 Photocatalyst for CO2 Photocatalytic

Reduction: An overview. Journal of CO₂ Utilization 22:15–32. Doi: 10.1016/j.jcou.2017.08.004.

Agness Intan, 2016. “Preparasi Dan Karakterisasi Komposit Cuo-Zeolit Alam

UntukFotodegradasi Zat Warna Rhodamin B Dengan Sinar Ultraviolet”.

Skripsi.Yogyakarta: Universitas Negeri Yogyakarta.

Bai, Song.,Ning,Zhang.,Chao,Gao and Yujie, Xiong.2018. Defect Engineering in

Photocatalytic Materials.Nano Energy. doi:10.1016/j.nanoen.2018.08.058.

Begum, Robina Zahoor., H. Farooqi., Khalida, Naseem., Faisal Ali., Madeeha

Batool., Jianliang Xiao and Ahmad Irfan.2018.Applications of UV/Vis

Spectroscopy in Characterization and Catalytic Activity of Noble Metal

Nanoparticles Fabricated in Responsive Polymer Microgels: A Review. Crit

Rev Anal Chem, 2018. 48(6): 503-516.doi:10.1080/10408347.2018.1451299

.

Buckley, B.J.,Dench, R.J., Morrogh-Bernard, H. C., Bustani,U. and Chivers,

D.J.2015.Meat-eating by a wild Bornean orang-utan (Pongo

pygmaeus).Primates 56,4: 293-9.DOI: 10.1007/s10329-015-0487-x.


Bunaciu, Andrei A., Elena gabriela Udriştioiu dan Hassan Y. Aboul-Enein. 2015.

“X-Ray Diffraction: Instrumentation and Applications”. Critical Reviews in

Analytical Chemistry 45, 289–299. DOI: 10.1080/10408347.2014.949616.

Buxton,Richard.2007.Design Expert 7.Mathematics Learning support centre.

Chaidir, Z., Sagita, D. T., Zein, R., & Munaf, E. (2015). Bioremoval of methyl

orange dye using durian fruit (Durio zibethinus) Murr seeds as

biosorbent. 7((1) : 589 - 599).

Cheng,W.P., Chi, F.H. and Yu,R.F.2004. Effect of phosphate on removal of humic

substances by aluminum sulfate coagulant. J Colloid Interface Sci. 272, 1:

153-7. DOI: 10.1016/j.jcis.2003.08.074

Choi,Ming.,jonghun,Lim.,Minki,Baek.,Wonyong,Choi.,Wooyul,Kim and Kijung

Yong.2017.Investigating the Unrevealed Photocatalytic Activity and Stability

of Nanostructured Brookite TiO2 Film as an Environmental Photocatalyst.

ACS Appl Mater Interfaces,9(19): 16252-16260.

Clark, Joanna M.,John K,Adamson.,2008Link between DOC in near surface peat

and stream water in an upland catchment. Sci Total Environ, 404(2-3): 308-

15.

Dimitriev, Y., Y. Ivanova, R. Iordanova. 2008.History of Sol-Gel Science and

Technology (Review). Journal of the University of Chemical Technology

and Metallurgy.43,2:181-192.

Dolat. 2014. “Preparation, Characterization and Charge Transfer Studies of

Nickel-Modified and Nickel, Nitrogen co-modified Rutil Titanium Dioxide

for photocatalytic Aplication”. Chemical Engineering Journal 239:149-1.

Duan, J., Cao, X.,Chen,C.,Shi, D., Li,G. and Mulcahy, D. 2012. Effects of

Ca(OH)2 assisted aluminum sulfate coagulation on the removal of humic

acid and the formation potentials of tri-halomethanes and haloacetic acids

in chlorination.J Environ Sci (China). 24, 9: 1609-15.

Fateh, A., M. Aliofkhazraei., A.R. Rezvanian. 2017. Review of Corrosive

Environments for Copper and its Corrosion Inhibitors.Arabian Journal of

Chemistry.doi:org/10.1016/j.arabjc.2017.05.021.

Fujishima,Akira,Xintong Zhang and Donald.A.Tryk.2007. Heterogeneus

Photocatalysis:From Water Photolysis to Applications in Environmental

Clean up.International Journal Of Hydrogen Energy 32:2664-2672. Doi:

10.1016/j.ijhydene.2006.09.009.

Gaveau, D.L.,Salim, M.A.,Hergoualc'h, K., Locatelli, B., Sloan, S., Wooster, M.,

Marlier, M. E., Molidena, E., Yaen, H.,DeFries, R.,Verchot, L.,Murdiyarso,

D., Nasi,R.,Holmgren, P. and Sheil, D.2014. Major atmospheric emissions

http://dx.doi.org/10.1016/j.arabjc.2017.05.021

121 | P a g e

from peat fires in Southeast Asia during non-drought years: evidence from

the 2013 Sumatran fires.Sci Rep ,4: 6112. DOI: 10.1038/srep06112.

Graham A. Rance a, D.H.M.a., Robin J. Nicholas b, Andrei N.

Khlobystov.2010.UV–vis absorption spectroscopy of carbon nanotubes:

Relationship betweenthe p-electron plasmon and nanotube diameter.

Chemical Physics Letters, 493: 19–23.

Guo, X., Rao, L., Wang, P., Wang, C., Ao, Y., Jiang, T. and Wang,

W.2018.Photocatalytic properties of P25-doped TiO2 composite film

synthesized via sol-gel method on cement substrate. J Environ Sci (China).

66: . 71-80.Doi:10.1016/j.jes.2017.05.029.

Hernández, Jesús Vargas., Sandrine Coste., Antonieta García Murillo., Felipe

Carrillo Romo dan Abdelhadi Kassiba. 2017. Effects of Metal Doping (Cu,

Ag, Eu) on the Electronic and Optical Behavior of Nanostructured TiO2.

Journal of Alloys and Compounds. doi: 10.1016/j.jallcom.2017.03.275.

Jung, J.-T; Choi, J.-Y.; Chung, J.; Lee, Y.-W; Kim, J.-O. 2009.UV/TÍO2

and UV/TiO2/Chemical Oxidant Processes for the Removal of Humic Acid,

Cr and Cu in Aqueous TiO2 Suspensions. Environ.Technol.30: 225-232.

Kelaidis,N.,A,Kordatos.,S.R.G,christopoulos and A Chroneos.2018.A roadmap of

strain in doped anatase TiO2. Sci Rep,.8(1): .12790.

Kim Dockyu,Ha Ju park,Wo Jun sol and hyun Park.2018. Transcriptome analysis

of Pseudomonas sp. from subarctic tundra soil: pathway description and

genediscovery for humic acids degradation.Folia Microbiol 63: 315-

323.Doi:org/10.1007/s12223-017-0573-0

Kumar,Amit., Nishtha Yadav., Monica Bhatt., Neeraj K Mishra., Pratibha

Chaudhary dan Rajeev Singh. 2015. Sol-Gel Derived Nanomaterials and

It’s Applications: A Review. Research Journal of Chemical Sciences ISSN

2231-606X. Vol. 5(12),98-105.

Kuokkanen V,Z mkuokkanen, T ramo and J ulassi.2015.Electrocoagulation

Treatment of peat bog drainage water containing humic substances.water

research.79:79-87 doi:org/10.1016/j.watres

Landmann, M., E. Rauls, and W.G. Schmidt.2012.The electronic structure and

opticalresponse of rutile, anatase and brookite TiO2. J Phys Condens

Matter, 24: 195-503.doi:10.1088/0953-8984/24/19/195503

Laysandra Livy, Meri Winda Masnona Kartika Sari,Felycia Edi Soetaredjo,

Kuncoro Foe.2017.Adsorption and photocatalytic performance of


bentonite-titanium dioxide composites for methylene blue and rhodamine

Bdecoloration.Heliyon3(2017)e00488.doi:10.1016/j.heliyon.2017.e00488.

Li Juan Shengmei Yang,Runhong Lei, Weihong Gu, Yanxia Qin,Sihan Ma,Kui

Chen, Yanan Chang,Xue Bai,Shibo Xia,Chongming Wu,Gengmei

Xing.2018. Oral administration of rutile and anatase TiO2 nanoparticles

shifts mouse gut microbiota structure. Nanoscale,10(16): 7736-7745.DOI:

10.1039/x0xx00000x.

Lin, Z., Lihua Li., Lili Yu., Weijia Li and Guowei Yang.2017.Modifying

Photocatalysts for Solar Hydrogen Evolution Based On the Electron

Behavior:Journal of Materials Chemistry A.

Mantele, W. and E. Deniz.2017.UV-VIS absorption spectroscopy: Lambert-Beer

reloaded. Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectrosc, 173: 965-968.

Maftu’ah, Enia.,Azwar Ma’asb and Benito Heru Purwanto.2014.Effects Of

Ameliorant Compositions On Nitrogen Mineralization And Uptake By Sweet

Corn In Degraded Peatland.Indonesa.J. Agric. Sci. Vol. 15 No. 1 April: 35-45.

Miettinen, J.,Shi,C. and Liew, S.C. 2017. Fire Distribution in Peninsular

Malaysia, Sumatra and Borneo in 2015 with Special Emphasis on Peatland

Fires . Environ Manage. 60, 4: 747-757. DOI: 10.1007/s00267-017-0911-7

Mohanraj,J.,Capria,E.,Benevoli,L.,Perucchi,A.,Demitri,N.and Fraleoni Morgera ,

A.2018.XRD- and infrared-probed anisotropic thermal expansionproperties

of an organic semiconducting single crystal.Phys Chem Chem

Phys.20:1984-1992 doi:10.1039/c7cp05209j.

Navas Javier, Antonio Sa´nchez-Coronilla, Teresa Aguilar, Norge C. Hernández.,

Desiree´ M. de los Santos,Jesus Sánchez-Márque, David Zorrilla, Concha

Fernández-Lorenzo., Rodrigo Alcántaraa dan Joaquin Martin-Callejaa.

2014. Experimental and Theoretical Study of the Electronic Properties of

Cu-doped Anatase TiO2. Phys.Chem. Chem. Phys., 16, 3835-3845. DOI:

10.1039/c3cp54273d.

Neoh, K. B., Bong, L. J., Muhammad, A.,Itoh, M., Kozan, O., Takematsu, Y. and

Yoshimura, T. 2016. The Impact of Tropical Peat Fire on Termite

Assemblage in Sumatra, Indonesia: Reduced Complexity of Community

Structure and Survival Strategies. Environ Entomol. 45, 5: 1170-1177.

DOI: 10.1093/ee/nvw116.

OsinOluwatomiwa A, Tianyu Yu, Xiaoming Cai , Yue Jiang, Guotao Peng1,

Xiaomei. Cheng, Ruibin Li , Yao Qin and Sijie Lin.2018.Photocatalytic

Degradation of 4-Nitrophenol by C, N-TiO2: Degradation Efficiency vs.

Embryonic Toxicity of the Resulting Compounds. Front Chem. 192.doi:

10.3389/fchem.2018.00192.

Steven, malcom P. 2001. Kimia Polimer. Jakarta: Penerbit Pradya Paramita.

123 | P a g e

Stevenson, F.J.H.C.G.1994.Composition, Reactions. 2nd Edition, John Wiley and

Sons, Inc., New York., Humus Chemistry. Genesis, Composition,

Reactions. 2nd Edition, John Wiley and Sons, Inc., New York.

Stucchi, M., Bianchi, C. L., Pirola, C., Vitali, S., Cerrato, G., Morandi, S.,

Argirusis, C., Sourkouni, G., Sakkas, P. M., and Capucci, V. (2014).

Surface Decoration of Commercial Micro-sized TiO2 by Means of High

Energy Ultrasound: A Way to Enhance Its Photocatalytic Activity Under

VisibleLight. Applied Catalysis B,Environmental, Vol. 178, pp. 124-132.

Tamarani, Arizka.,Rahadian Zainul and Indang dewata.2018. Preparation and

Characterization of XRD Nano Cu-TiO2 using Sol-Gel Method.

Thangraj, A Nixon., C Ravi Samuel Raj dan W Jose Benita Regilet.

2017.photocatalytic Behavior of Copper Doped and Copper-Thiourea

Codoped TiO2 Nanoparticles on Rhodamine B Dye Under Solar Light

Irradiation. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research.9(5):257-

264.

Ullah Irfan,Ali Haider,Nasir Khalid,Saqib Ali,Sajjad Ahmed,Yaqoob Khan,Nisar

Ahmed and Muhammad Zubair.2018.Tuning the band gap of TiO2 by

tungsten doping for efficient UV and visible photodegradation of Congo

red dye. Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectrosc, 204: 150-

157.doi:10.1016/j.saa.2018.06.046.

Umar, Muhammad dan Hamidi Abdul Aziz. 2013. Photocatalytic Degradation of

Organic Pollutants in Water. InTech. doi.org/10.5772/53699

Vequizo,Jhon..M.,Sunao,Kamimura.,Teruhisa,OhnoAndAkira

yamakata.2018.Oxygen induced enhancement of NIR emission in brookite

TiO2 powders: comparison with rutile and anatase TiO2 powders. Phys

Chem Chem Phys,. 20(5): 3241-3248.

Wanichaya,Mekprasart.,Naratip,Vittayakorn and Wianu,Pecharapa.2012.Ball-

Milled CuPc/TiO2 hybrid nanocomposite and its photocatalytic degradation

of aqueous Rhodamine B.Materials Reasearch Bulletin.47:3114-3119.

Wardle,B. 2009. Principles and Aplications of Photochemistry. United Kingdom:

John Wiley & Sons.

Wiggins, E. B., Czimczik, C.I., Santos, G.M., Chen, Y., Xu,X.,Holden, S. R., Randerson, J.T., Harvey, C. F., Kai, F. M. and Yu, L. E. 2018. Smoke

radiocarbon measurements from Indonesian fires provide evidence for

burning of millennia-aged peat .Proc Natl Acad Sci

USA.DOI:10.1073/pnas.1806003115.


Wijedasa, L.S.,Sloan, S.,Page, S. E.,Clements, G.R.,Lupascu, M and Evans, T.A.

2018.Carbon emissions from South-East Asian peatlands will increase

despite emission-reduction schemes.Glob Chang Biol.24, 10: 4598-

4613.DOI:10.1111/gcb.14340

Wu, Y. Y., Zhou, S. Q., Qin, F. H., Lai, Y. L. and Peng, H. P. 2010. Removal of

humic acids by oxidation and coagulation during Fenton treatment. Huan

Jing Ke Xue. 31, 4: 996-1001.

Yadav, H.M.,Otari, S.V., Koli, V. B.,Mali, S.., Hong, C. K., Pawar, S. H., &

Delekar, S.D. 2014. Preparation and Characterization of Copper- Doped

Anatase TiO2 Nanoparticles with Visible Light Photocatalytic Antibacterial

Activity. Journal of Photochemistry and Photobiology A:chemistry,280,3-

38

Yang, W.,Watson, V. J. and Logan, B. E. 2016. Substantial Humic Acid

Adsorption to Activated Carbon Air Cathodes Produces a Small Reduction

in Catalytic Activity. Environ Sci Technol.50, 16 : 8904-9.

DOI:10.1021/acs.est.6b00827.

Yau, Leong Sheng. 2013.Copper Doped Titanium Dioxide (TiO2) Nanoparticles

for Enhanced Photocatalytic Activity under Visible Light Irradiation.

Faculty of Chemical & Natural Resources Engineering Universiti Malaysia

Pahang. Thesis.

Zainul, R. 2018. Effect of Temperature and Particle Motion against the ability of

ZnO Semiconductor Photocatalyst in Humic Acid.

Zhang J, Zhou P, Liu J and Yu, J.2014.New understanding of the difference of

photocatalytic activity among anatase, rutile and brookite TiO2. Phy

Chem Chem Phys, 16:20382-6.doi:10.1039/c4cp02201g.

Zheng Xing, X.Z., Jian Pan, Lianzhou Wang, On the engineering part of solar

hydrogenproduction from water splitting: 2013. Protractordesignin

Chemical Engineering Science. 51

Zhu,Xiaodong.,Lingxiu, Pei.,Ranran,Zhu.,Yu,Jiao.,Renyong,Tang and Wei

Feng.2018.Preparation and characterization of Sn/La co-doped TiO2

nanomaterials and their phase transformation and photocatalytic activity.

Sci Rep, 2018. 8(1): 12387.

Zouboulis, A.I., X.L. Chai, and I.A. Katsoyiannis.2004.The application of

bioflocculant for the removal of humic acids from stabilized landfill leachates.

J Environ Manage,. 70:35-41.

125 | P a g e

Zykova V. Maria,Igor A. Schepetkin , Mikhail V. Belousov. 2018.

Physicochemical Characterization and Antioxidant Activity of Humic

Acids Isolated from Peat of Various Origins. Molecules 2018, 23- 753.


GLOSSARIUM

Air : adalah senyawa yang penting bagi semua

bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di Bumi,[1][2][3] tetapi tidak di planet lain.[4] Air menutupi

hampir 71% permukaan Bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik (330 juta mil³) tersedia di Bumi.[5] Rumus kimianya adalah H2O, yang setiap molekulnya mengandung satu oksigen dan dua atom

hidrogen yang dihubungkan oleh ikatan kovalen. Air sebagian besar terdapat di laut (air asin) dan pada

lapisan-lapisan es (di kutub dan puncak-puncak gunung), akan tetapi juga dapat hadir

sebagai awan, hujan, sungai, muka air tawar, danau, uap air, dan lautan es. Air dalam objek-objek tersebut bergerak mengikuti suatu siklus air, yaitu: melalui penguapan, hujan, dan aliran air di atas

permukaan tanah (runoff, meliputi mata

air, sungai, muara) menuju laut. Air bersih penting bagi kehidupan manusia.

Asam Humat : Asam humat adalah zat organik yang memiliki struktur molekul kompleks dengan berat molekul tinggi (makromolekul atau polimer organik) yang mengandung gugus aktif. Di alam, asam humat

terbentuk melalui proses fisika, kimia, dan biologi dari

bahan-bahan yang berasal dari tumbuhan maupun hewan melalui proses humifikasi. Oleh karena strukturnya terdiri dari campuran senyawa organik

alifatik dan aromatic, diantaranya ditunjukkan dengan adanya gugus aktif asam karboksilat dan quinoid, maka asam humat memiliki kemampuan untuk menstimulasi dan mengaktifkan proses biologi dan

fisiologi pada organisme hidup di dalam tanah. Hal ini

menyebabkan asam humat bersifat lebih sebagai soil conditioner (pembenah tanah).

Degradasi : Degradasi dapat mengacu pada beberapa hal berikut: Dekomposisi senyawa kimia secara bertahap dengan produk antara yang terdefinisi.

Doping : Dalam produksi semikonduktor, doping menunjuk ke proses yang bertujuan menambah ketidakmurnian (impuritya) kepada semikonduktor sangat murni (juga

disebut intrinsik) dalam rangka mengubah sifat

https://id.wikipedia.org/wiki/Senyawa_kimia

https://id.wikipedia.org/wiki/Kehidupan

https://id.wikipedia.org/wiki/Air#cite_note-1




https://id.wikipedia.org/wiki/Kilometer


https://id.wikipedia.org/wiki/Oksigen

https://id.wikipedia.org/wiki/Atom_hidrogen

https://id.wikipedia.org/wiki/Atom_hidrogen

https://id.wikipedia.org/wiki/Ikatan_kovalen

https://id.wikipedia.org/wiki/Laut

https://id.wikipedia.org/wiki/Air_asin

https://id.wikipedia.org/wiki/Awan

https://id.wikipedia.org/wiki/Hujan

https://id.wikipedia.org/wiki/Sungai

https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Muka_air_tawar&action=edit&redlink=1

https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Muka_air_tawar&action=edit&redlink=1

https://id.wikipedia.org/wiki/Danau

https://id.wikipedia.org/wiki/Uap_air

https://id.wikipedia.org/wiki/Lautan_es

https://id.wikipedia.org/wiki/Siklus_air

https://id.wikipedia.org/wiki/Penguapan

https://id.wikipedia.org/wiki/Hujan

https://id.wikipedia.org/wiki/Mata_air

https://id.wikipedia.org/wiki/Mata_air

https://id.wikipedia.org/wiki/Sungai

https://id.wikipedia.org/wiki/Muara

https://id.wikipedia.org/wiki/Laut

https://id.wikipedia.org/wiki/Manusia

127 | P a g e

listriknya. Ketidakmurnian ini tergantung dari jenis semikonduktor.

Fototransformasi : Reaksi kimia yang dibantu oleh Foton (cahaya).

Reaksi kimia adalah suatu proses alam yang selalu

menghasilkan antarubahan senyawa kimia.[1] Senyawa ataupun senyawa-senyawa awal yang terlibat dalam reaksi disebut sebagai reaktan.

Fotokatalis : Fotokatalis (Foto-katalis) adalah sebuah katalis yang dapat dimanfaatkan untuk mempercepat reaksi kimia yang memerlukan atau membutuhkan sinar/cahaya.

Fotokatalis merupakan sebuah material yang memiliki kemampuan untuk menyerap sinar dan memproduksi

pasangan elektron-hole (e– + h+) yang mampu melakukan transformasi kimia melalui proses reduksi dan oksidasi (Chan, Yeong Wu, Juan, & Teh, 2011).

Gambut : Gambut adalah jenis lahan basah yang kaya akan material organik, terbentuk dari akumulasi pembusukan bahan-bahan organik selama ribuan tahun. Mari kita pelajari sejarah terbentuknya gambut, luas lahan gambut, jenis-jenis, dan berbagai keunggulan

gambut.

Hidrogen : Hidrogen (bahasa Latin: hydrogenium, dari bahasa

Yunani: hydro: air, genes: membentuk) adalah unsur

kimia pada tabel periodik yang memiliki

simbol H dan nomor atom 1. Pada suhu dan tekanan standar, hidrogen tidak berwarna, tidak berbau, bersifat non-logam, bervalensi tunggal, dan

merupakan gas diatomik yang sangat mudah terbakar. Dengan massa atom 1,00794 amu,[a] hidrogen adalah unsur teringan di dunia.

Oksida : Oksida adalah senyawa kimia yang sedikitnya mengandung sebuah atom oksigen serta sedikitnya sebuah unsur lain. Sebagian besar kerak bumi terdiri atas oksida. Oksida terbentuk ketika unsur-unsur

dioksidasi oleh oksigen di udara. Pembakaran hidrokarbon menghasilkan dua oksida utama karbon, karbon monoksida, dan karbon dioksida. Bahkan materi yang dianggap sebagai unsur

murni pun sering kali mengandung selubung oksida. Misalnya aluminium foil memiliki kulit tipis Al2O3 yang melindungi foil dari korosi.


https://id.wikipedia.org/wiki/Reaksi_kimia#cite_note-IUPAC-1

https://id.wikipedia.org/wiki/Reaktan

https://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Latin

https://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Yunani

https://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Yunani

https://id.wikipedia.org/wiki/Unsur_kimia

https://id.wikipedia.org/wiki/Unsur_kimia

https://id.wikipedia.org/wiki/Tabel_periodik

https://id.wikipedia.org/wiki/Nomor_atom

https://id.wikipedia.org/wiki/Suhu_dan_tekanan_standar

https://id.wikipedia.org/wiki/Suhu_dan_tekanan_standar

https://id.wikipedia.org/wiki/Non-logam

https://id.wikipedia.org/wiki/Valensi

https://id.wikipedia.org/wiki/Gas

https://id.wikipedia.org/wiki/Diatomik

https://id.wikipedia.org/wiki/Pembakaran

https://id.wikipedia.org/wiki/Massa_atom

https://id.wikipedia.org/wiki/Hidrogen#cite_note-9


https://id.wikipedia.org/wiki/Oksigen

https://id.wikipedia.org/wiki/Kerak_bumi

https://id.wikipedia.org/wiki/Hidrokarbon

https://id.wikipedia.org/wiki/Karbon

https://id.wikipedia.org/wiki/Karbon_monoksida

https://id.wikipedia.org/wiki/Karbon_dioksida

https://id.wikipedia.org/wiki/Karbon_dioksida

https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Aluminium_foil&action=edit&redlink=1

https://id.wikipedia.org/wiki/Alumina

https://id.wikipedia.org/wiki/Korosi


Tembaga Oksida : Tembaga(I) oksida atau kupro oksi-

da adalah senyawa anorganik dengan rumus Cu2O. Ini adalah salah satu oksida utama tembaga, yang lainnya adalah CuO atau kupri oksida. Padatan berwarna merah adalah komponen beberapa cat antifouling.

Senyawa ini dapat berwarna kuning atau merah, tergantung pada ukuran partikelnya.[2] Tembaga(I) oksida dijumpai sebagai mineral kemerahan, kuprit.

Titania : Titanium dioksida, disebut juga titanium(IV)

oksida atau titania, adalah oksida titanium yang muncul secara alami dengan rumus kimia TiO2. Umumnya, senyawa ini didapat dari ilmenit, rutil, dan anatase. Titanium dioksida dimanfaatkan secara luas untuk berbagai keperluan seperti cat, pelindung

sinar matahari, dan pewarna makanan. Apabila

digunakan sebagai pigmen, senyawa ini disebut putih

titanium, Pigment White 6 (PW6), atau CI 77891. Adapun sebagai pewarna makanan, senyawa ini memiliki nomor E E171. Pada tahun 2014, senyawa ini

diproduksi sebanyak lebih dari 9 juta metrik ton di

seluruh belahan dunia.[3][4][5]

https://id.wikipedia.org/wiki/Senyawa_anorganik

https://id.wikipedia.org/wiki/Oksida

https://id.wikipedia.org/wiki/Tembaga

https://id.wikipedia.org/wiki/Tembaga(II)_oksida

https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Fouling&action=edit&redlink=1

https://id.wikipedia.org/wiki/Tembaga(I)_oksida#cite_note-2

https://id.wikipedia.org/wiki/Mineral

https://id.wikipedia.org/wiki/Kuprit

https://id.wikipedia.org/wiki/Oksida

https://id.wikipedia.org/wiki/Titanium

https://id.wikipedia.org/wiki/Ilmenit

https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Rutil&action=edit&redlink=1

https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Anatase&action=edit&redlink=1

https://id.wikipedia.org/wiki/Cat

https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pelindung_sinar_matahari&action=edit&redlink=1

https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pelindung_sinar_matahari&action=edit&redlink=1

https://id.wikipedia.org/wiki/Pewarna_makanan

https://id.wikipedia.org/wiki/Pigmen

https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Indeks_Warna_Internasional&action=edit&redlink=1

https://id.wikipedia.org/wiki/Nomor_E

https://id.wikipedia.org/wiki/2014

https://id.wikipedia.org/wiki/Titanium_dioksida#cite_note-3



129 | P a g e

INDEX Air, v, 1, 5, 6, 9, 62, 67, 71, 72, 124,

126, 129 Asam Humat, i, iii, iv, v, 3, 4, 7, 8, 9,

25, 27, 37, 41, 43, 45, 48, 72, 81, 84,

91, 93, 97, 98, 117, 126, 129 Blended Learning, 131

Degradasi, 27, 41, 45, 50, 62, 92, 95, 96, 112, 117, 118, 119, 126, 129

Doping, 86, 90, 101, 112, 121, 126, 129

Fotokatalis, i, iii, iv, v, 3, 11, 12, 27, 62, 70, 74, 76, 77, 79, 82, 83, 93,

127, 129

Fototransformasi, i, iii, iv, v, 3, 9, 33,

45, 50, 73, 91, 93, 97, 112, 127, 129 Gambut, v, 5, 62, 127, 129 Hidrogen, 127, 129, 130

Oksida, iv, 3, 4, 14, 26, 62, 127, 128, 129

Pembelajaran, 131 Pendidikan, 130, 131

Titania, iv, 128, 129 Ultraviolet, 119, 129


PROFIL PENULIS

Dr. Rahadian Zainul, S.Pd., M.Si.,

lahir di Sungai Penuh, 21 Januari 1974.

Alamat Komplek Prima Regency Blok I No

10 Kel. Koto Lalang Kec. Lubuk Kilangan

Padang. Menyelesaikan pendidikan S1 di

IKIP Padang jurusan Pendidikan Kimia pada

tahun 1997, S2 di UNAND Jurusan Kimia

pada tahun 1999, S3 di UNAND Jurusan

Kimia pada tahun 2015.

Penulis adalah dosen di jurusan Kimia Universitas Negeri

Padang sejak tahun 1998. Sejak menjadi mahasiswa di IKIP padang

telah hobi menulis artikel di berbagai surat kabar , baik daerah

(Singgalang, Mimbar Minang, Padang Ekspres, Tabloid Publik,

Zaman, Bukittinggi Post, Haluan, Dll) maupun nasional ( Harian

Republika). Beberapa buku sudah di terbitkan antara lain Teknik

Karekterisasi Kimia Fisika (2011), Desain dan Rekayasa Fotoreaktor

(2017). Desain dan Rekayasa Generaor Hidrogen (2019), Blanded

Learning NKDK di LPTK : Suatu pendekatan riset dan aplikatif

(2020).

Penulis memiliki hobi dalam bidang riset dan publikasi serta

pengelolaan jurnal. Saat ini sebagai Editor in Chief pada jurnal

EKSAKTA (Berkala Ilmiah bidang MIPA, jurnal nasional

terakreditasi SINTA 4), editor dan reviewer di jurnal-jurnal nasional

antara lain : UI, UNPAD, UNDIP, UNSYIAH, UNRI, UNJA, dll.

Menjadi reviewer di jurnal internasional bereputasi (terindeks

SCOPUS dan THOMSON REUTERS) serta menulis aktif di jurnal-

jurnal bereputasi Q1, Q2, Q3, Q4. Seperti SENSORS (Q1),

131 | P a g e

RASAYAN (Q2), dll. Memiliki H-indeks SCOPUS 6, H-indeks GS

23, serta score SINTA 18,6 serta mendapatkan riset grant dari

pemerintah baik untuk riset dalam negeri maupun riset kolaborasi

internasional.

Penulis telah menghasilkan 1 paten grandted dari pemerintah

Indonesia yang berjudul FOTOREAKTOR HEXAGONAL PELAT

TIPIS OKSIDA TEMBAGA UNTUK MENGHASILKAN

ENERGI LISTRIK DARI CAHAYA RUANG DAN PROSES

PEMBUATAN PELAT TIPIS OKSIDA TEMBAGA dengan

nomor pendaftaran paten : P00201709463 (tahun 2019).

Penulis memiliki komptensi dalam riset kependidikan secara

nasional dengan menjadi Ketua Tim Penelititi KRUPT 2019-2022

(Konsorsium Riset Unggulan Perguruan Tinggi). Riset KRUPT ini

melibatkan 6perguruan tinggi LPTK di indonesia antara lain : UNP,

UNIMED, UNJ, UNESA, UM MALANG, dan Univeritas terbuka.

Penulis mengembangkan model pembelajaran Blended Learning pada

4 mata kuliah dasar kependidikan (MKDK). Yang dikembangkan itu

antara lan : Landasan Pendidikan (LP), Profesi Kependidikan (PK),

Pengantar Peserta Didik (PPD), dan Belajar Pembelajaran (BP).

Saat ini penulis juga menjadi dosen program megister

pendidikan kimia di FMIPA UNP dan dosen program doktoral pada

S3 pendidikan IPA FMIPA UNP. Penulis juga menjadi narasumber

di berbagai kegiatan pada beberapa universitas di Sumatera Barat dan

Riau seperti UBH, STIKES ALIFAH, STIKES YARSI, POLTEKES

PADANG, STIKES SYEDZA SAINTIKA, AKBP Padang,

UNITAS, UNES, STIKES Awal Bros dll, dalam bidang IT dan

publikasi serta Pembelajaran berbasis IT.

Mata kuliah yang diampu antara lain : KimiaFisika, Kimia

Komputasi, Media dan IT, Publikasi dan Etika Ilmiah. Saat ini

penulis menduduki jabatan sebagai lektor kepala dalam dalam bidang

kimia fisika di jurusan kimia FMIPA UNP dan koordinator Hak

Kekayaan Intelektual(HKI) pada Lembaga Penelitian dan


Pengabdian Masyarakat ( LP2M) Universitas Negeri Padang periode

2019-2022. Di samping itu, penulis adalah reviewer nasional dalam

bidang penelitian dan reviewer internal penelitian di Universitas

Negeri Padang sejak tahun 2018 sampai sekarang.

isbn : 978-602-5994-65-4

Documents