UNIVERSITAS INDONESIA
Final Report-Tas Swa Bersih dan Anti Polutan
Kelompok 1
Kharis Mukhifullah (1006679705) Mohammad Sofa Khodi (1106068453)
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA
BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Tingginya kebutuhan akan tas pada zaman sekarang sudah tidak bisa dipungkiri lagi. Hampir untuk semua kegiatan outdoor, orang akan menggunakan tas sebagai salah satu sarana meletakkan barang-barangnya. Bahkan tidak jarang, tas merupakan mode untuk menunjukkan keanggunan pemakainya.
Terlepas dari semua fungsi tas, ada beberapa keluahan yang biasa dialami oleh pemilik tas yang ada. Keluhan tersebut adalah kotor dan bau. Adapun penyebab dua hal ini adalah kegiatan outdoor yang memungkinkan kontak dengan polusi dan zat pengotor lainnya, seperti debu ataupun pewarna. Hal inilah yang membuat para pemakai tas akan segera mencucinya atau dalam kasus terburuk membeli tas yang baru.
Selain itu, di zaman yang serba modern ini, kita tidak akan pernah terlepas dari polusi yang ada di sekitar, terutama polusi udara. Setiap ada kendaraan bermotor lewat, pasti terdapat polusi yang bisa terhirup oleh hidung. Selain itu, banyaknya perokok yang ada disekitar turut menyumbang dalam masalah polusi udara. Polusi udara ini dapat menimbulkan banyak gangguan kesehatan.
Sebagian besar produk tas yang beredar di pasaran, tidak dapat mengatasi permasalahan di atas. Ternyata, ada satu tas yang telah dikembangkan di Jepang yang memiliki kemampuan untuk menghilangkan bau dan anti-bakteri dengan harga ±350rb. Namun, hal tersebut belum mempunyai fitur self-cleaning dan juga mendegradasi polutan sekitar.
Dari permasalahan-permasalah di atas, maka timbul lah suatu gagasan mengenai modifikasi kain tas sehingga memiliki fungsi swa bersih ( self-cleaning), anti-bau dan anti polutan.
1.2Rumusan Masalah
Masalah yang akan diteliti adalah apakah kain yang telah dilapisis dengan TiO2
yang diakan memiliki kemampuan untuk miliki sifat swa bersih dan juga mendegradasi senyawa organic dari asap rokok.
1.3Tujuan Penelitian
1. Melakukan pelapisan kain kanvas dengan TiO2
2. Menguji Aktivitas kain kanvas berlapis katalis TiO2 untuk uji decolorization
methyl orange, degradasi asap rokok dibawah sinar matahari. 1.4Batasan Masalah
1.4.1 Kain yang digunakan adalah kain kanvas 1.4.2 Katalis menggunakan TiO2 murni tanpa dopant
1.4.3 Asap yang digunakan adalah asap rokok 1.4.4 Pewarna yang digunakan adalah Metyl Orange
1.4.5 Uji dilakukan di bawah sinar matahari pada pukul 11.00-14.00 1.5Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan kali ini adalah sebagai berikut:
BAB 1 PENDAHULUAN
Berisi pendahuluan yang terdiri dari latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Berisi tinjauan pustakan yang membahas, teori serta penelitian yang telah dilakukan mengenai penelitian yang terkait, seperti, fenomena fotokatalis, swa-bersih, oksidasi NOx, penggunaan TEOS, dan lain-lain.
BAB 3 METODE PENELITIAN
Berisi tentang diagram alir penelitian, variable penelitin, alat dan bahan, serta prosedur pernelitian, pengol ahan dan analisis data, dan cara penyimpulan serta penafsiran hasil penelitian.
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Berisi tentang hasil penelitian yang bersifat kualitatif serta analisis mengenai hasil yang didapat. Di bagian ini juga terdapat analisis ekonomi berdasarkan hasil survey.
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
Berisi kesimpulan yang didapat dari penelitian dan juga saran yang patut diperhatikan jika penelititan ini dilanjutkan.
DAFTAR PUSTAKA
Berisi semua referensi yang telah diapakai dalam menyusun laporan ini.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1Prinsip Dasar Fotokatalis
Fenomena fotokotalisis pertama kali dilakukan oleh Renz pada tahun 1921. Dalam penelitiannya dia melaporkan fenomena fotokatalisis pada permukaan semikonduktor metal-oksida. Akan tetapi, penelitian tersebut bersifat stagnan karena pada saat itu masih kurang diminati. Kemudian pada tahu 1972, dengan adanya isu krisis energi maka fotokatalis ini pun semakin popular karena dapat menghasilkan hidrogen yang lebih ramah lingkungan. Fujishima dan Honda mempublikasikan fenomena fotokatalisis dimana terjadi pemecahan H2O menjadi hidrogen dan oksigen
dengan input sinar UV yang memiliki energi yang rendah. Aplikasi teknologi untuk fenomena ini menjadi lahan penelitian yang terus berkembang. Salah satu aplikasi yang banyak berkembang dari teknologi material fotokatalis TiO2 adalah upaya untuk
untuk meminimalkan zat organic berbahaya yang disebabkan oleh pencemaran limbah industri maupun limbah rumah tangga.
Fotokatalis dapat difenisikan sebagai suatu proses reaksi kimia yang melibatkan cahaya dan katalis padat seperti semikonduktor. Proses reaksi kimia tersebut dapat digunakan sebagai media untuk mengubah zat-zat berbahaya menjadi zat-zat yang lebih ramah lingkungan. Fotokatalisis menghasilkan permukaan yang bersifat sebagai pengoksidasi yang kuat sehingga dapat digunakan untuk mengurangi zat-zat yang berbahaya seperti senyawa organik atau bakteri ketika dikenakan cahaya matahari atau lampu yang berpijar. Fotokatalis dapat terjadi pada material semikonduktor antara lain zink oksida (ZnO), Titanium Oksida (TiO2), Zink Sulfida (ZnS), Tungsten Oksida (WO3), Stronsium Titanat
(SrTiO3), dan hematite (α-Fe2O3). Fotokatalis semikonduktor sudah banyak
menarik perhatian pada pengolahan air limah dalam beberapa dekade ini, karena semikonduktor dapat menghasilkan radikal hidroksil bebas (OH•) yang dapat memineralisasi zat-zat yang berbahaya. Radikal hidroksil (OH•) merupakan sumber oksidator kuat sekaligus akselator proses penyisihan kontaminan
dalam limbah. Pemilihan Radikal hidroksil (OH•) sebagai oksidator kuat adalah karena memiliki potensial oksidasi relatif paling tinggi, yaitu 2.8 V. Tabel 2.1 menunjukkan bahwa potensial radikal OH ini merupakan oksidator yang paling kuat. Potensial oksidasi yang tinggi tersebut membuat radikal OH mampu mengoksidasi senyawa-senyawa reduktor lain yang ada disekitarnya.
Tabel 2.1. Potensial Oksidasi dari beberapa Senyawa
Senyawa Potensial Oksidasi (V)
Radikal OH 2.8 Radikal Sulfat 2.6 Ozon 2.1 H2O2 1.77 Ion Permanganat 1.67 Chlorin 1.36 Hyposclorous Acid 1.5 O2 1.23 Mekanisme Fotokatalis
Proses reaksi pada fotokatalisis melibatkan kehadiran pasangan elektron dan
hole (e- dan h+) dan pasangan tersebut akan tercipta akibat penyinaran pada material semikonduktor. Jika semikonduktor TiO2 dikenai cahaya yang sama atau lebih besar
dari energi celah pita, maka elektron pada TiO2 akan tereksitasi dari pita
valensi menuju pita konduksi, pasangan elektron (e-) dan lubang (h+) akan terbentuk pada permukaan fotokatalis. Elektron akan berkombinasi dengan oksigen membentuk O2- dan lubang (h+) akan berkombinasi dengan air membentuk radikal hidroksil. Sebagian dari pasangan elektron-hole ini akan berkombinasi kembali dan sebagian lagi akan bertahan pada permukaan semikonduktor. Pasangan elektron-hole yang bertahan pada permukaan dapat mereduksi dan mengoksidasi zat kimia yang berbahaya yang berada disekitarnya.
Pada prinsipnya, reaksi oksidasi pada permukaan semikonduktor dapat berlangsung melalui donor elektron dari subsrat ke h+. Apabila potensial oksidasi yang dimiliki oleh h+ pada pita valensi ini cukup besar untuk mengoksidasi air pada
permukaan partikel, maka akan dihasilkan gugus hidroksil. Berikut adalah reaksi kimia yang terjadi pada fotokatalis TiO::
TiO2 + hv eCB- + hVB+ (1)
hVB+ + H2O(ads) OH•(ads) + H+ (2)
hVB+ + OH•(ads) OH•(ads) (3)
dimana:
hv : sinar ultra violet dengan panjang gelombang < 400 nm hVB+ : lubang positif pada pita valensi
eCB- : elektron pada pita konduksi
Di antara berbagai macam semikonduktor oksida logam, Titanium dioksida atau titania atau TiO2 merupakan salah satu semikonduktor oksida yang
telah dipelajari secara ekstensif sebagai fotokatalis sejak ditemukan efek sensitisasi cahaya oleh Honda dan Fujishima pada tahun 1971 karena memiliki sifat kimia fisik yang menguntungkan, biaya rendah, mudah untuk didapatkan, kestabilan dan ketahanan terhadap korosi pada media air. Akan tetapi, semikonduktor ini memiliki kelemahan yakni membutuhkan energi UV yang tinggi untuk mengeksitasi elektron dan laju transfer elektron yang rendah untuk oksigen dan laju rekombinasi yang tinggi antara pasangan elektron-hole, dan laju oksidasi nanopartikel TiO2 yang terbatas. Pada beberapa tahun belakangan ini, nanopartikel ZnO
merupakan alternatif yang dapat menggantikan semikonduktor TiO2. Subtitusi TiO2
dengan ZnO sebagai fotokatalis memiliki mekanisme degradasi foton yang sama dengan TiO2. K. Gouvea et al. Melaporkan bahwa ZnO memberikan efisiensi yang
lebih baik dibandingkan dengann TiO2 sebagai fotokatalisis dalam larutan air. Aplikasi Fotokatalis
Fotokatalis yang dikenai cahaya UV dapat digunakan untuk mengoksidasi polutan organik menjadi material yang tidak berbahahaya dan dapat membasmi bakteri. Fotokatalis TiO2 mempunyai sifat self-cleaning yaitu daya membersihkan
membuat eksterior bangunan tetap bersih. Selain itu, fotokatalis dapat juga digunakan untuk mereduksi atau mengeleminasi senyawa-senyawa polutan pada udara seperti NOx dan asap rokok.
2.2 TiO2
Titanium dioksida, dikenal juga sebagai titanium (IV) oksida atau titania, adalah oksida dari titanium dengan rumus molekul TiO2. TiO2 memiliki indeks bias
2,49 dan kerapatan 3,83 gr/cm3 dengan berat molekulnya 79,89 gr/mol dan struktur kristal tetragonal. TiO2 merupakan bubuk berwarna putih yang digunakan secara luas
sebagai pewarna putih pada makanan dan kosmetik. Berdasarkan struktur kristalnya, TiO2 dibagi menjadi tiga jenis (Fujishima, et al., 1999) yaitu:
1. Rutile : stabil pada suhu tinggi, bentuk kristalnya tetragonal, dan terdapat pada batuan beku.
2. Anatase : stabil pada suhu rendah, bentuk kristalnya tetragonal.
3. Brookite : biasanya hanya terdapat pada mineral, dengan struktur kristalnya orthorombik.
a. Rutile b. Anatase c. Brookite
Gambar 2.1. Struktur Kristal TiO2
Dari ketiga jenis kristal TiO2 di atas, hanya rutile dan anatase yang
keberadaannya cukup stabil dan banyak dipakai untuk reaksi fotokatalisis. TiO2 jenis
rutile lebih stabil secara termodinamika daripada jenis anatase tetapi TiO2 jenis
anatase menunjukkan fotoaktivitas yang lebih tinggi daripada jenis rutile. Struktur anatase dan rutile digambarkan dalam bentuk rantai oktahedral TiO6. Struktur kedua
kristal dibedakan oleh distorsi oktahedron dan pola susunan rantai oktahedronnya. Setiap ion Ti4+ dikelilingi oleh enam atom O2-. Oktahedron pada rutile memperlihatkan sedikit distorsi ortorhombik, sedangkan oktahedron pada anatase memperlihatkan distorsi yang cukup besar sehingga relatif tidak simetri. Jarak Ti-Ti pada anatase lebih besar yaitu 3.79 dan 3.04 Å serta 3.57 dan 2.96 Å untuk rutile,sedangkan jarak ion Ti-O lebih pendek dibandingkan rutil yaitu 1,937 Å dan 1,966 Å pada anatase dan 1,946 Å dan 1,983 Å untuk rutile. (Linsebigier, et al., 1995) TiO2 jenis anatase umumnya menunjukkan fotoaktivitas yang lebih tinggi
daripada jenis rutile karena luas permukaan anatase lebih besar daripada rutile, sehingga sisi aktif per unit anatase lebih besar dibandingkan rutile. Pada rutile setiap oktahedronnya mengalami kontak dengan 10 oktahedron tetangganya, sedangkan pada anatase setiap oktahedron mengalami kontak dengan 8 oktahedron tetangganya. Perbedaan dalam struktur kisi ini menyebabkan perbedaan massa jenis dan struktur pita elektronik antara dua bentuk TiO2 yaitu anatase memiliki daerah aktivasi yang
lebih luas dibandingkan rutile sehingga kristal tersebut menjadi lebih reaktif terhadap cahaya dibandingkan rutile. Selain itu karena perbedaan dalam struktur pita energi. (Linsebigier, et al., 1995)
Kristal rutile memiliki struktur yang lebih padat dibandingkan anatase, karenanya memiliki densitas dan indeks refraktif yang lebih tinggi dimana massa jenis anatase: 3,894 gr/cm3; rutil: 4,250 gr/cm3; indeks bias anatase dan rutile berturut-turut adalah 2,5688 dan 2,9467. (Gunlazuardi, 2001)
TiO2 jenis anatase mempunyai energi celah 3,2 elektron Volt (eV) yang
jenis rutile adalah 3,0 elektron Volt (eV) yang sebanding dengan cahaya UV (λ = 413 nm) (Fujishima, et al., 1999).
Dalam terminologi yang lebih teknis, energi celah pita untuk semikonduktor menunjukkan energi cahaya minimum yang diperlukan untuk menghasilkan elektron pada pita konduksi, sehingga menghasilkan konduktivitas listrik dan hole pada pita valensi yang mengalami kekosongan elektron. Hole ini dapat bereaksi dengan air atau gugus hidroksil untuk menghasilkan radikal hidroksil (•OH). Radikal hidroksil merupakan zat pengoksidasi yang sangat kuat, sehingga dapat digunakan untuk mengoksidasi sebagian besar material organik (Fujishima, et al., 1999).
TiO2 banyak diaplikasikan pada pengolahan air limbah dikarenakan:
Proses fotokatalisis dapat berlangsung pada kondisi normal, yaitu pada temperatur kamar dan tekanan atmosfer.
Pembentukan produk intermediet hasil fotokatalisis, tidak seperti pada teknik fotolisis langsung dapat dapat dihindari.
Oksidasi substrat menjadi CO berlangsung sempurna. Harga TiO2 tidak mahal dan dapat diregenerasi.
TiO2 dapat diimmobilisasikan pada substrat reaktor yang sesuai 2.2Tetraethyl orthosislicate (TEOS)
TEOS digunakan sebagai prekursor atau sumber silika dalam pembuatan material mesopori. TEOS termasuk jenis senyawa silikon alkoksi yang terdiri dari atom Si yang berikatan dengan gugus organik (OR) dengan rumus kimia Si(OC2H5)4. Sifat fisik TEOS dapat dilihat pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2. Sifat fisik TEOS
Berat Molekul 208,33
Berat Jenis 0.94 gr/cc3
Titik Didih 189 oC
Titik Lebur -88 oC
Senyawa yang banyak digunakan dalam sintesis material mesopori adalah
Si(OCH2CH3)4). Pada penelitian ini, prekursor yang digunakan adalah TEOS.
Gambar 2.2 menunjukkan struktur TEOS.
Gambar 2.2. Struktur kimia TEOS
Alasan pemilihan TEOS dikarenakan TEOS dapatmenjadi binder pada substrat yangakan dilapisi oleh TiO2 seperti pada gambar 2.3.
Gambar 2.3. Binding Reaction TEOS pada substrat dan TiO2
Selain itu, dengan adanya binder ini, TiO2 akan tersebar lebih merata dan
kemungkinan akan terbentuknya aggregate pada substratae akan menjadi kecil.
2.3 Kain Kanvas
Kain kanvas adalah sejenis kain buatan pabrik yang berserat tebal dan sangat kuat. Bahan ini awalnya digunakan untuk membuat lukisan. Pada perkembangannya kain kanvas mulai digunakan untuk membuat tas, sepatu, jaket, tenda, terpal, penutup truk, payung taman, dan berbagai macam aksesoris. (Fiinline.com, 2013).
Bahan kanvas yang pada jaman dahulu terbuat dari jerami memang terkenal sebagai kain yang sangat kuat dan kokoh. Walaupun saat ini kanvas banyak terbuat dari kapas atau linen, namun tidak mengurangi kekuatan dari kain kanvas itu sendiri.
Terdapat juga kain kanvas yang terbuat dari bahan sintetis misalnya dari polyester, namun biasanya bahan polyester tersebut dicampur dengan katun.
Gambar 2.4. Kain Kanvas
Kanvas terbuat serat kapas yang diolah sedemikian rupa sehingga memiliki tebal yang lebih dibandingkan kain pada umumnya, misal katun. Karena terbuat dari serat kapas, maka sifat-sifat fisika dan kimia pada kain kanvas akan hampir sama dengan kain pada umumnya, meskipun dalam segi ketahana terhadap ragangan akan berbeda karena tenunan untukjenis-jenis kain berbeda.
Bahan kanvas stabil terhadap regangan dan kekuatannyaakan meningkat seiring dengan ditambahkannya pewarna (swewe.net, 2012). Namun, performa kain kanvas akan sedikit menurun dengan ditambahnya suatu asam, terutama asam kuat.
2.4 Mekanisme Swa Bersih
Mekanisme swa bersih dari suatu substrate yang telah dilapisis oleh fotokatalis sangat berkaitan erat dengan sifat superhidrofilik dari suatu substrate tersebut setelah tersinari oleh cahaya.
Mekanismenya adalah sebagai berikut :
→ → →
Oksigen vacen inilah kemudian yang diisi oleh atom Oksigen (O) pada air, sedangkan atom H air yang tersisa akan mempunyai ikatan hydrogen dengan molekul air di atasnya. Seperti terlihat pada gambar dibawah ini :
2.5 Mekanisme degradasi polutan (asap putih)
Mekanisme degradasi polutan merupakan terdegradasi senyawa-senyawa polutan seperti NOx,VOC dll. Dikatakan bahwa asap putih dari rokok adalah senyawa air yang berfasa uap akibat dari pambakaran ditambah dengan senyawa NOx dan juga VOC. Oleh karena itu, penting untuk mengetahuibagaimana mekanisme yang terjadi untuk menghilangkan asap putih tersebut mengingat percobaan yang dilakukan adalah secara visual.
Mekanismenya adalah:
Oksidasi menggunakan radikal OH
Oksidasi menggunakan radikal O2
→ Sedangkan untuk degradasi VOC, mekanismenya adalah :
TiO2 + hν (UV) TiO2 (eCB- + hVB+) … ….(1)
TiO2(hVB+) + H2O TiO2 + H+ + OH- ……(2)
TiO2(hVB+) + OH- TiO2 + OH. ……(3)
TiO2 (eCB-) + O2 TiO2 + O2 .- …..(4)
Dye or VOC + O2.- Degradation of Product (CO2 +H2O)…….(5)
BAB III
METODE PENELITIAN 3.1Diagram Alir Proses
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian
Gambar 3.1 menjelaskan gambaran besar penelitian yang dilakukan. 3.2Alat dan Bahan Penelitian
3.2.1. Bahan 1. TiO2 P2 Degussa 2g 2. TEOS 1.2 ml 3. HNO3 4. Tanah 5. Asap Rokok 6. Kain Kanvas 7. Air 8. Methyl Orange 3.2.2. Peralatan
1. Beaker Glass 500ml dan 100ml 2. Pipet
3. Kaca Arloji
Preparasi kain berlapis TiO2
Uji Kinerja Kain
4. Sonicator Probe 5. Timbangan Analitik 6. pH indikator 7. Magnetic stirrer 8. Labu Ukur 9. Hair Drier 3.3Prosedur Preparasi
Setelah melakukan pelapisan, barulah kita melakukan pengujian. 3.4UJi Kinerja Kain terlapisis Katalis
a. Degradasi Pewarna
b. Swa Bersih
Pencelupan Kain berlapis TiO2 dan tidak pada larutan MeO 5 dan 20 ppm
Penjemuran kain dibawah sinar matahari selama 4 jam
Menganalisa Hasil
Menjemur kain di bawah sinar matahari selama 2 jam
Memasukkan kain dalam tanah yang tersuspensi dalam air
c. Degradasi Polutan
Menjemur kain di bawah sinar matahari selama 2 jam
Memasukkan kain dalam dalam syringe
Mengisi syringe dengan ¼ udara bebas
Mengisi dengan Asap rokok
Menunggu selama 20 menit dan menganalisis hasil
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Departemen Teknik KimiaFakultas Teknik Univerisitas Indonesia dan juga outdoor disamping gedung Departemen Teknik Kimia.
4.1. Hasil Preparasi Kain berlapis TiO2
Pada penelitian ini, seperti yang telah dipaparkan pada prosedur, katalis dipreparasi dengan membuat sol TiO2 kemudian di sonikasi. Setelah disonikasi barulah diberi TEOS dan kemudian dilapiskan pada kain dengan hasil sebagai berikut:
Gambar 4.1. kain tidak berlapis TiO2 (kiri) dan Kain berlapis TiO2(kanan)
Terlihat pada gambar di atas bahwa kain yang terlapisis dengan fotokatalis akan terlihat lebih putih dibandingkan dengan kain yang tidak terlapisi. Hal ini karena sudah terdapat TiO2 yang berwarna putin yang menempel. Hal in imenunjukkan
bahwa pelapisan katalis yang digunakan cukup berhasil. Kain yang telah terlapisi oleh TiO2 akan diuji cobakan sebanyak 3 kali percobaan.
4.2. Penngujian Swa Bersih dengan 2 pengotor
Pada percobaan kali ini, kain akan diuji dengan menggunakan dua pengotor yaitu zat warna dan juga tanah/debu pengotor yang tersuspensi dalam air.
4.2.1 Zat Warna Methyl Orange (MeO)
Kain yang terlapisi dengan TiO2 dan juga kain pembanding yang tidak dilapisi
oleh TiO2 akan dicelupkan pada dua buah larutan MeO berbeda konsentrasi yaitu
20 ppm dan 5 ppm. Hasil pencelupannya adalah sebagai berikut.
Gambar 4.2. kain tidak berlapis TiO2 (kiri) dan Kain berlapis TiO2(kanan) pada
MeO 5 ppm
Gambar 4.3. Kain tidak berlapis TiO2 (kiri) dan Kain berlapis TiO2(kanan) pada
MeO 20 ppm
Setelah itu, dilakukan penjemuran di bawah sinar matahari selama 4 jam dari jam 11.00 sampai jam 14.00. Hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut :
Gambar 4.4. kain tidak berlapis TiO2 (kiri) dan Kain berlapis TiO2(kanan) pada
MeO 5 ppm setelah penjemuran
Gambar 4.5. Kain tidak berlapis TiO2 (kiri) dan Kain berlapis TiO2(kanan) pada
MeO 20 ppm setelah penjemuran
Dari gambar 4.4 dan 4.5, terlihat bahwa, kain yang terlapisi dengan TiO2 akan
terlihat lebih bersih.Hal ini karena pewarna (MeO) akan terdegradasi sehingga warna yang ada pada kain akan kembali seperti semula. Dari eksperimen ini pula bahwa untuk konsentrasi yang cukup tinggi, TiO2 tidak mendegradasi secara
sempurna terlihat dari kain yang masih terdapat sedikit pewarnayang tersisa padagambar 4.5.
4.2.2 Tanah tersuspensi dalam air
Kain yang terlapisi dengan TiO2 dan juga kain pembanding yang tidak dilapisi
oleh TiO2 akan dicelupkan pada tanah yang tersuspensi dalam air.
Gambar 4.6. Kain tidak berlapis TiO2 (kiri) dan Kain berlapis TiO2(kanan) pada
sebelum dicelupkan pada suspensi tanah
Gambar 4.7. Tanah tersuspensi dalam air
Gambar 4.6. Kain tidak berlapis TiO2 (kiri) dan Kain berlapis TiO2(kanan) pada
Terlihat dari gambar di atas bahwa kain yang terlapisi oleh TiO2 akan terlihat lebih bersih dari partikulat. Hal ini karena sifat superhidrofilik yang dimiliki oleh kain berapis TiO2 menyebabkan kain tersebut memiliki sifat superhidrofilik sehingga akan menghalangi partikulat-partikulat untuk langsung menyentuh kain sehingga kain tidak mudah kotor.
4.3. Degradasi Polutan (Asap)
Pada percobaan kali ini, kain akan diujicobakan untuk mendegrdasi asap rokok yang berwarna putih. Penyebab rokok berwarna putih dikarenakan air dalam vasa uap akibat terbakarnya senyawa organic. Hal ini juga ditambah dengan adanya NOx dan juga VOC yang menambah pekat asap yang ada. Oleh karena itu, parameter percobaan ini berhasil adalah menghilangnya asap yang ada pada ruang yang telah diberi kain berlapis TiO2. Percobaan ini dilakukan pada syringe
50 ml. Sebelum kain dimasukkan pada syringe, kain terlebih dahulu disinari dibawah sinar matahasi selama ±3 jam.
Gambar 4.7. Syringe berisi kain berlapis TiO2 (kiri), tidak berlapis (tengah), dan tanpa kain (kanan) sebelum diisi asap
Gambar 4.8. Syringe berisi kain berlapis TiO2 (kiri), tidak berlapis (tengah), dan tanpa kain (kanan) setelah diisi asap.
Langkah selanjutnya adalah menunggu sampai 20 menit kemudian melihat hasil yang terjadi.
Gambar 4.9. Syringe berisi kain berlapis TiO2 (kiri), tidak berlapis (tengah), dan tanpa kain (kanan) setelah ditunggu selama 20 menit.
Dari gambar di atas,terlihat bahwa syringe yang telah diberi kain yang berlapi katalis TiO2 akan lebih cepat jernih dibandingkan dengan yang tidak dilapisi serta yang tidak diberi kain. Hal ini menunjukkan bahwa TiO2 yang berada pada katalis yang ada permukaan kain akan mengoksidasi air menjadi radikal OH, radikal OH ini akan mndegradasi NOx dan VOC yang ada dalam asap rokok tersebut. Terdegradasinya NOx dan VOC dan terpakainya H2O yang ada asap akan menghilangkan warna asap rokok lebih cepat dibandingkan dengan yang tanpa katalis TiO2.
4.2 Analisis Survey
Dari penyebaran survei, kami mendapatkan 76 orang responden dimana 43 orang responden laki-laki dan 33 orang sisanya responden wanita. Dari responden tersebut, kami olah dalam bentuk grafik-grafik seperti dibawah ini:
Grafik 1. Tingkat Kepentingan Kemampuan SWA Bersih Pada Tas
Dari grafik ini, dapat dilihat bahwa kemampuan SWA Bersih pada tas itu cukup penting jika dibandingkan dengan responden yang memilih tidak penting di kalangan mahasiswa dan pria dewasa. Berbeda dengan kalangan mahasiswi yang
Penti ng 59% Ti da k Penting 33% Ti da k Ta hu 8%
Pria Dewasa
Penti ng 63% Ti da k Penti ng 33% Ti da k Ta hu 4%Mahasiswa
Penting 37% Ti da k Penti ng 38% Ti da k Ta hu 25%Wanita Dewasa
Penti ng 44% Ti da k Penti ng 52% Ti da k Ta hu 4%Mahasiswi
menganggap kebanyakan tidak penting dan wanita dewasa yang hampir sama persentasenya antara penting dan tidak penting.
Grafik 2. Ketertarikan pada Tas SWA Bersih
Sedangkan untuk ketertarikan pada Tas SWA Bersih atau self cleaning, rata-rata tertarik di kalangan mahasiswa maupun mahasiswi yang hampir seratus persen dan wanita dewasa yang diatas lima puluh persen baik tertarik karena ingin mencoba keampuhan teknologi ini(warna abu-abu) maupun tertarik karena nantinya tidak repot untuk memikirkan kebersihan tas(warna kuning). Untuk pria dewasa, hanya lima puluh persen yang tertarik dan sisanya masih ragu-ragu sehingga dipikirkan terlebih dahulu. Ti da k Terta ri k 6% Di pikirka n Da hulu 10% Terta ri k Ingi n Mencob a 42% Tertari k Aga r Ti da k Mencuci 42%
Mahasiswa
Ti da k Terta ri k 4% Di pikirka n Da hulu 12% Tertari k Ingi n Mencob a 56% Terta ri k Aga r Ti da k Mencuci 28%Mahasiswi
Ti da k Terta rik 0% Di pikirk a n Da hulu 50% Terta rik Ingi n Menco ba 33% Terta rik Aga r Ti da k Mencuc i 17%Pria Dewasa
Ti da k Terta ri k 25% Di pikirka n Da hulu 12% Terta ri k Ingi n Mencob a 50% Terta ri k Aga r Ti da k Mencuci 13%Wanita Dewasa
Grafik 3. Harga Tas yang dipakai Responden
Harga tas yang dipakai responden mahasiswa maupun wanita dewasa rata-rata berkisar antara seratus ribu rupiah sampai tiga ratus ribu rupiah. Sedangkan mahasiswi dan pria dewasa, harga tas yang berkisar antara seratus ribu rupiah sampai tiga ratus ribu rupiah hanya dipakai oleh kurang dari sebagian responden. Untuk pria dewasa sendiri, sebagian dari responden memakai tas yang harganya berkisar antara tiga ratus ribu rupiah sampai lima ratus ribu rupiah.
50-100 3% 100-300 71% 300-500 19% 500-1jt 7%
Mahasiswa
50-100 16% 100-300 48% 300-500 16% 500-1jt 20%Mahasiswi
50-100 8% 100-300 42% 300-500 50% 500-1jt 0%Pria Dewasa
50-100 12% 100-300 75% 300-500 0% 500-1jt 13%Wanita Dewasa
Grafik 4. Harga Tas SWA Bersih yang Kami Ajukan
Dari harga tas SWA Bersih yang kami ajukan, hasilnya sangat beragam. Ada yang menyanggupi dengan harga dua ratus lima puluh ribu rupiah, tiga ratus ribu rupiah, bahkan empat ratus ribu rupiah. Tapi, rata-rata dari responden banyak yang memilih dua ratus lima puluh ribu rupiah dan tiga ratu ribu rupiah.
SPESIFIKASI PRODUK
Spesifikasi dari produk kami adalah: • Berbahan Kanvas
• Memiliki kemampuan SWA Bersih dan Anti Polutan • Ukuran 17-19 liter
• Dikhususkan untuk Kalangan Mahasiswa, Mahasiswi, dan Pria Dewasa. 250 35% 300 55% 400 10% 400+ 0%
Mahasiswa
250 48% 300 35% 400 13% 400+ 4%Mahasiswi
250 27% 300 37% 400 36% 400+ 0%Pria Dewasa
250 86% 300 14% 400 0% 400+ 0%Wanita Dewasa
Modal yang kami dibutuhkan per tasnya berdasarkan asumsi kami yaitu:
• Bahan Kanvas Rp. 8.000,-
• Biaya Modifikasi Kanvas Rp. 7.000,- • Biaya Pernak-Pernik Rp. 5.000,- • Ongkos Jahit Rp. 5.000,- • Biaya Pemasaran Rp. 5.000,-
• Total Rp. 30.000,-
Sedangkan Tas dapat dijual seharga Rp. 250.000,- sampai Rp. 300.000,-. Tentu ini adalah bisnis yang sangat menguntungkan.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 KESIMPULAN
1. Kain berlapis TiO2 terbukti dapat mendegradasi senyawa organik MeO di bawah sinar matahari.
2. Kain berlapis TiO2 mempunyai sifat sangat hidrofilik sehingga tidak mudah
kotor.
3. Kain berlapis TiO2 terbukti dapat mendegradasi senyawa organik dari asap rokok. 4. Lebih dari 50% masyarakat antusias terhadap produk tas Swa bersih dan Anti
Polutan.
5. Dari hasil survey yang ada, harga yang ditawarkan untuk produk tas berteknologi fotokatalis adalah Rp. 250.000,- sampai Rp. 300.000 per 19 Liter.
5.2SARAN
Dari hasil yang dihasilkan terlihat bahwa pelapisan pada kain kanvas dapat memberikan efek swa bersih serta mendegradasi senyawa organic polutan. Dari hasil ini terlihat potensi pengembangan kain jenis lain sebagai substrat kain yang bersifat swa bersih,misal untuk aplikasi pakaian, jaket, karpet ataupun barang-barang lainnya yang membutuhkan sifat swa bersih dan juga anti polutan. Oleh karena itu, perlu adanya pengkajian dan penelitian lebih lanjut mengenai kain-kain jenis lain sehingga aplikasi dari fotokatalisis lebih meluas
DAFTAR PUSTAKA
Fujishima, A, and Honda, K. (1972). Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode. Nature 238, 37.
Subramani, A.K., Byrappa, K., Ananda, S., Ray, K.M.L., Ranganathaniah, C., and Yoshimura, M. (2007). Photocatalytic Degradation of Indigo Carmine Dye Using TiO2 Impregnated Activated Carbon. Bull.Mater. Sci, vol 31, Indian Academy of Sciences, p 37-41.
Xiao Qi, Yao Chi. (2010). Preparation and visible light photocatalytic activity of Zn1-xFexO nanocrystalline. School of Resourcess Processing and Bioengineering, Central South University, Changsa 410083, China.
Andreozzi, R., Caprio, V., Insola, A., Marotta, R. and Sanchirici,. (200). Advanced Oxidation Processes for the Treatment of Mineral Oil-Contaminated Wastewater. Water Res. 34, 620-628.
Bauer, M., Herrmann, R., Martin, A. and Zellmann, H. (1998). Chemodynamics, Transport Behaviour and Treatment of Phthalic Acid Esters in Municipal Landfill Leachates. Wat. Sci. Tech. 38, 185-192.
Parekh Bipin, et. al. (2007). Advance Photocatallytic Oxidation Techjiques for Purification of Immersion Lithography Water. The Materials integrity management company.
Bismo Setijo. 2006. Teknologi Radiasi Sinar Ulta-Ungu (UV) dalam Rancang Bangun Proses Oksidasi Lanjut untuk Pencegahan Pencemaran Air dan Fasa Gas: Departemen Teknik Kimia FTUI.
C. Chen, J. Liu, P. Liu, B. Yu. Investigation of Photocatalytic Degradation of Methyl Orange by Using Nano-Sized ZnO Catalyst. Advance in Chemical Engineering and Sceince, 2011, 1, 9-14.
K. Gouvea, F. Wypych, S. G. Moraes, N. Duran, N. Nagata and P. Peralta-Zamora, “Semiconductor-Assisted Photocatalytic Degradation of Reactive Dyes in Aqueous Solution”, Chemosphere, Vol. 40, 2000, pp. 433-440. doi: 10.1016/S0045-6535(99)00313-6.
Brinker C.J., Scherer G.W., Sol-Gel Science-The Physics and Chemistry of Sol-Gel Processing ; Academic Press; San Diego; 1990.
Gunlazuardi, J. 2001. Fotokatalisis pada Permukaan TiO2 : Aspek Fundmental dan Aplikasinya. Seminar Nasional Kimia Fisika II. Jurusan kimia, FMIPA, Universitas Indonesia
Fujishima, A., K. Hashimoto, T. Watanabe. 1999. TiO2 Photocatalysis Fundamentals and Applications. B.K.C, Inc. Japan.
Hutabarat, Romaida. 2012. Sintesis dan Karakteristik Fotokatalis Fe2+-ZnO Berbasis Zeolit Alam. Depok.
Setiawan, Budi. 2012. Ekstraksi TiO2 Anatase Dari Ilmenite Bangka Melalui
Senyawa Antara Ammonium Perokso Titanat Dan Uji Awal Fotoreaktivitasnya. Depok
Alfaruqi, M. Hilmy. 2008. Pengaruh Konsentrasi Hidrogen Klorida(HCl) dan Temperatur Perlakuan Hidrotermal Terhadap Kristalinitas Material Mesopori Silika. SBA-15. Depok
