ADSORPSI BIRU METILENA PADA KAOLIN DAN NANOKOMPOSIT KAOLIN/TiO 2 SERTA UJI SIFAT FOTOKATALISIS SHOFWATUN NISAA

Transkripsi

1 ADSORPSI BIRU METILENA PADA KAOLIN DAN NANOKOMPOSIT KAOLIN/TiO 2 SERTA UJI SIFAT FOTOKATALISIS SHOFWATUN NISAA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011

2 ABSTRAK SHOFWATUN NISAA. Adsorpsi Biru Metilena pada Kaolin dan Nanokomposit Kaolin/TiO 2 serta Uji Sifat Fotokatalisis. Dibimbing oleh SRI SUGIARTI dan ZAENAL ABIDIN. Penggunaan kaolin sebagai adsorben kurang diminati akibat daya jerapnya yang kecil. Oleh karena itu dilakukan modifikasi kaolin menjadi nanokomposit dengan mencampurkan serbuk kaolin dan TiO 2 secara fisik dengan bahan pengikat. Hasil pencirian difraktometer sinar-x kaolin Bangka Belitung (BNK) dibandingkan dengan kaolin dari Japan Clay Science Society (JCSS). Hasil pencirian kaolin Bangka Belitung menunjukkan puncak yang sama dengan JCSS (2θ=12,36 dan 24,88). Kedua kaolin dan nanokomposit diuji daya jerapnya dengan larutan biru metilena pada konsentrasi 25, 50, 75, 100, 150, 200, dan 300 mg/l. Kapasitas maksimum adsorpsi kedua kaolin terjadi pada konsentrasi 150 mg/l dengan nilai kapasitas adsorpsi Bangka Belitung sebesar 28,93 mg/g, sedangkan JCSS lebih rendah, yaitu sebesar 24,27 mg/g. Konsentrasi maksimum untuk nanokomposit mengalami penurunan bila dibandingkan dengan kaolin, yaitu menjadi 100 mg/l dengan kapasitas adsorpsi nanokomposit BNK/TiO 2 12,65 mg/g dan nanokomposit JCSS/TiO 2 8,58 mg/g. Nanokomposit kemudian diuji sifat fotokatalisnya menggunakan lampu ultraviolet (UV) pada panjang gelombang 254 nm. Hasil pengujian dengan lampu UV menunjukkan bahwa nanokomposit dapat mengurai biru metilena 12,5 mg/l, ditunjukkan dengan filtrat hasil pengujian yang tidak berwarna dan endapan yang lebih pudar bila dibandingkan dengan kontrol di tempat gelap. Hasil ini menunjukkan bahwa nanokomposit dapat digunakan untuk proses adsorpsi-fotodegradasi biru metilena. ABSTRACT SHOFWATUN NISAA. Adsorption-Photodegradation of Methylene Blue by Kaolin and Nanocomposite Kaolin/TiO 2 and their Photocatalyst Properties. Supervised by SRI SUGIARTI and ZAENAL ABIDIN. Kaolin is rarely used as an adsorbent due to its small adsorption capacity. Therefore, kaolin was modified into a nanocomposite by physically mixing TiO 2 powder with binder. Diffractometer X-ray characterization of Bangka Belitung kaolin (BNK) was done for comparison with Japan Clay Science Society (JCSS). The investigation showed the Bangka Belitung kaolin to have the same peaks as JCSS (2θ=12,36 and 24,88). Both kaolin and nanocomposite were tested for adsorption with methylene blue solution at concentrations of 25, 50, 75, 100, 150, 200, and 300 mg/l. Maximum adsorption capacity in both kaolins occurred at a concentration of 150 mg/l with a capacity of adsorption by Bangka Belitung kaolin of 28,93 mg/g, while that of the JCSS was lower (24,27 mg/g). The maximum concentration decreased for the nanocomposites as compared to the kaolin to 100 mg/l with the adsorption capacity for the BNK/TiO 2 nanocomposite at 12,65 mg/g and JCSS/TiO 2 nanocomposite at 8,58 mg/g. The photocatalytic properties of the nanocomposite was then tested using ultraviolet light (UV) at a wavelength of 254 nm. The test results with UV light showed that the nanocomposite could degrade methylene blue 12,5 mg/l, as indicated by the colorless filtrate and pale precipitate when compared with controls in the dark treatment. This result showed that nanocomposite can be used for adsorptionphotodegradation of methylene blue.

3 ADSORPSI BIRU METILENA PADA KAOLIN DAN NANOKOMPOSIT KAOLIN/TiO 2 SERTA UJI SIFAT FOTOKATALISIS SHOFWATUN NISAA Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Kimia DEPARTEMEN ILMU KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011

4 Judul Nama NIM : Adsorpsi Biru Metilena pada Kaolin dan Nanokomposit Kaolin/TiO 2 serta Uji Sifat Fotokatalisis : Shofwatun Nisaa : G Menyetujui, Pembimbing I, Pembimbing II, Dr. Sri Sugiarti NIP Dr. Zaenal Abidin NIP Mengetahui Ketua Departemen Kimia, Prof. Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi, M.S. NIP Tanggal lulus:

5 iv PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Karya ilmiah ini disusun berdasarkan penelitian yang dilaksanakan pada bulan April sampai Desember 2010 di Laboratorium Kimia Anorganik, Departemen Kimia FMIPA IPB dan Laboratorium Bersama, IPB. Karya ilmiah yang berjudul Adsorpsi Biru Metilena oleh Kaolin dan Nanokomposit Kaolin/TiO 2 serta Uji Sifat Fotokatalisis ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana sains pada Departemen Kimia FMIPA IPB. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr. Sri Sugiarti selaku pembimbing pertama dan Bapak Dr. Zaenal Abidin selaku pembimbing kedua yang telah memberikan arahan, saran, dan dorongan selama pelaksanaan penelitian dan penulisan karya ilmiah ini. Ungkapan terima kasih penulis berikan kepada keluarga tercinta, Bapak, Ibu, kakak (Kartika) dan adik-adikku (Farih dan Hania) yang selalu memberikan semangat, doa, dan kasih sayang. Terima kasih juga kepada Bapak Sawal, Bapak Sunarsa, Bapak Mulyadi, Nurul, Bapak Eman, Mas Eko atas fasilitas dan bantuan yang diberikan selama penelitian. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada seluruh teman-teman kimia angkatan 43 terutama Evi, Nova, Vitha, Noe, Gita, Irma, Indri, Saki, Erika yang turut membantu, memberikan semangat dan dukungannya dalam penyusunan karya ilmiah. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi ilmu pengetahuan. Bogor, Februari 2011 Shofwatun nisaa

6 v RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Cirebon pada tanggal 15 Januari 1989 sebagai anak kedua dari empat bersaudara dari pasangan Dawud Ardisela dan Roisah Minnatul Maula. Tahun 2006, penulis lulus dari SMA Negeri 2 Bekasi dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) pada Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, IPB. Tahun 2008, penulis mengikuti kegiatan praktik lapang di Laboratorium Pemastian Mutu PT Indofarma, Cibitung, Bekasi dengan judul Uji Stabilitas Fisik dan Kimia Sediaan Amoksisilin. Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten praktikum Kimia Anorganik Layanan tahun ajaran 2009/2010, Kimia Dasar pada tahun ajaran 2009/2010.

7 vi DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... vii DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR LAMPIRAN... viii PENDAHULUAN... 1 BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat... 2 Metode... 2 HASIL Pencirian XRD Kaolin... 3 Penentuan Panjang Gelombang Maksimum Biru Metilena... 3 Kapasitas Adsorpsi Kaolin... 4 Pemodelan Isoterm Adsorpsi Kaolin... 4 Pencirian XRD nanokomposit Kaolin/TiO Kapasitas Adsorpsi Nanokomposit Kaolin/TiO Pemodelan Isoterm Nanokomposit Kaolin/TiO Uji Sifat Fotokatalisis... 6 PEMBAHASAN Pencirian XRD Kaolin... 7 Kapasitas Adsorpsi Kaolin... 7 Pemodelan Isoterm Adsorpsi Kaolin... 7 Pembuatan Nanokomposit Kaolin/TiO Pencirian XRD Nanokomposit Kaolin/TiO Kapasitas Adsorpsi Nanokomposit Kaolin/TiO Pemodelan Isoterm Nanokomposit Kaolin/TiO Uji Sifat Fotokatalisis... 9 SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 11

8 vii DAFTAR TABEL Halaman 1 Nilai tetapan isoterm Langmuir pada kaolin Nilai tetapan isoterm Langmuir pada nanokomposit kaolin/tio DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Struktur kaolinit Struktur kation biru metilena Spektrum XRD JCSS Spektrum XRD kaolin BNK Kurva kapasitas adsorpsi kaolin, TiO 2, dan bahan pengikat Kurva isoterm Langmuir kaolin Kurva isoterm Freundlich kaolin Spektrum XRD nanokomposit JCSS/TiO Spektrum XRD nanokomposit BNK/TiO Kurva kapasitas adsorpsi nanokomposit terhadap larutan biru metilena Kurva isoterm Langmuir nanokomposit Kurva isoterm Freundlich nanokomposit Filtrat dalam gelap Filtrat hasil penyinaran Spektrum UV-tampak filtrat uji fotodegradasi nanokomposit BNK/TiO Spektrum UV-tampak filtrat uji fotodegradasi nanokomposit JCSS/TiO Endapan hasil fotodegradasi... 6

9 viii DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Diagram alir penelitian Panjang gelombang maksimum biru metilena Konsentrasi dan absorbans larutan biru metilena pada kurva standar Penentuan kapasitas adsorpsi biru metilena oleh kaolin Bangka Belitung Penentuan kapasitas adsorpsi biru metilena oleh JCSS Penentuan kapasitas adsorpsi biru metilena oleh TiO Penentuan kapasitas adsorpsi biru metilena oleh bahan pengikat TB Penentuan pola isoterm adsorpsi kaolin Bangka Belitung Penentuan pola isoterm adsorpsi JCSS Penentuan kapasitas adsorpsi biru metilena oleh nanokomposit BNK/TiO Penentuan kapasitas adsorpsi biru metilena oleh nanokomposit JCSS/TiO Penentuan pola isoterm adsorpsi nanokomposit BNK/TiO Penentuan pola isoterm adsorpsi nanokomposit JCSS/TiO Hasil uji stabilitas pembuatan nanokomposit... 22

10 1 PENDAHULUAN Indonesia merupakan negara yang kaya akan bahan tambang, baik bahan tambang mineral maupun non mineral. Salah satu bahan tambang non mineral adalah kaolin. Tercatat bahwa di Indonesia terdapat cadangan kaolin untuk diekspor sebesar ton (LPSE BABEL 2010). Kaolin lazim disebut sebagai lempung cina karena pertama kali ditemukan di daerah Kao- Lin, Cina (Zheng et al. 2005). Mineral kaolinit ditemukan dalam lempung kaolin sebanyak 85 95%. Kaolin dapat berwarna putih, merah muda, atau abu-abu bergantung pada komposisinya. Kaolin di antaranya terdapat di daerah Bangka Belitung, Cicalengka, dan Wonosari. Kaolin merupakan campuran dari beberapa mineral berbeda yang komponen utamanya adalah kaolinit. Kaolin banyak digunakan di industri cat, plastik, keramik, kosmetik, industri obat-obatan dan dalam pembuatan kertas sebagai pengisi. Pemanfaatan kaolin sebagai adsorben, misalnya untuk limbah zat warna kurang diminati karena daya adsorpsinya yang kecil. Hal ini disebabkan oleh struktur kaolin yang berupa lapisan 1:1, yaitu untuk setiap satuan mineral terdiri atas satu lapisan oksida-si (lapisan silikat) dan satu lapisan hidroksioksida-al (lapisan aluminat) (Gambar 1). Satuan-satuan ini berikatan kuat satu sama lain dengan ikatan hidrogen dan Van Der Waals. Hal ini mengakibatkan kation atau anion dan molekul air tidak dapat masuk ke lapisan silikat maupun aluminat sehingga efektivitas penjerapannya terbatas hanya di permukaan. Sifat penukar kation atau anion hanya berasal dari bagian ujung mineral yang mengalami pemutusan/pematahan (Muhdarina dan Linggawati 2003). Gambar 1 Struktur kaolinit. (Thammavong 2003). Perkembangan industri di Indonesia banyak memberikan dampak bagi kehidupan baik dampak positif maupun dampak negatif. Dampak negatif perkembangan industri salah satunya adalah pencemaran air akibat limbah zat warna. Zat warna banyak digunakan pada industri pakaian, kertas, plastik, kulit, makanan, dan kosmetik untuk menghasilkan produk yang berwarna. Zat warna biasanya memiliki struktur molekul kompleks aromatik yang membuatnya lebih stabil sehingga sulit untuk diurai secara hayati (Christina et al. 2007). Oleh karena itu, diperlukan penanganan yang serius untuk mengatasi masalah pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh zat warna. Zat warna dikelompokkan menjadi kationik, anionik, dan netral bergantung pada disosiasinya dalam larutan berair. Zat warna kationik antara lain biru metilena, hijau metilena, dan dinitro biru metilena. Zat warna anionik contohnya D&C Green 8, dan congo red sedangkan zat warna netral antara lain D&C violet 2 dan D&C green 6 (Epling & Lin 2001). Zat warna yang digunakan dalam penelitian ini adalah biru metilena (C 16 H 18 ClN 3 S), merupakan bahan pewarna dasar yang sangat penting dan relatif murah dibandingkan dengan pewarna lainnya (Gambar 2). Biru metilena digunakan sebagai model pewarna kationik yang berwarna biru dengan bobot molekul 319,86 g/mol. Biru metilena banyak digunakan untuk pewarna kapas, kertas, dan rambut (Alzaydien 2009). Pengukuran biru metilena secara kualitatif dapat dilihat dari intensitas warna yang dimilikinya dan secara kuantitatif umumnya dilakukan dengan spektroskopi sinar tampak pada kisaran panjang gelombang nm. Gambar 2 Struktur kation biru metilena. Beberapa jenis metode digunakan untuk pengolahan limbah secara konvensional diantaranya klorinasi, pengendapan, dan adsorpsi oleh karbon aktif atau adsorben lainnya termasuk kaolin. Metode pengolahan ini akan menghasilkan lumpur yang kemudian dibakar atau diproses secara mikrobiologi. Proses pembakaran lumpur akan memicu terbentuknya senyawa klorin oksida yang berbahaya, sedangkan proses mikrobiologi hanya dapat mengurai senyawa biodegradabel, sedangkan senyawa nonbiodegradabel tetap berada dalam lumpur dan akan kembali ke lingkungan (Christina et al. 2007). Oleh

11 2 karena itu, diperlukan teknik pengolahan limbah khususnya zat warna yang efisien dan mampu menanggulangi masalah tanpa menimbulkan masalah baru. Teknik pengolahan limbah yang digunakan untuk mengatasi kekurangan dari proses adsorpsi adalah penggabungan proses adsorpsi dengan proses fotodegradasi. Metode adsorpsi-fotodegradasi didasarkan pada proses adsorpsi senyawa organik oleh permukaan padatan yang sekaligus mampu mengurai senyawa organik tersebut. Adsorpsi merupakan peristiwa terakumulasinya partikel pada suatu permukaan (Atkins 1999). Adsorpsi terjadi karena adanya gaya tarik menarik antarmolekul adsorbat dengan tapaktapak aktif di permukaan adsorben. Fotodegradasi adalah proses peruraian suatu senyawa (biasanya senyawa organik) dengan bantuan energi foton. Proses fotodegradasi memerlukan suatu semikonduktor yang memiliki sifat fotokatalis. Beberapa jenis semikonduktor dapat dipakai untuk proses fotokatalisis. Dari kelompok oksida antara lain TiO 2, Fe 2 O 3, ZnO, WO 3, atau SnO 2, sedangkan dari kelompok sulfida adalah CdS, ZnS, CuS, FeS, dan lain-lain. Di antara sekian banyak jenis semikonduktor, hingga saat ini serbuk TiO 2 (terutama dalam bentuk kristal anatase) yang dipilih sebagai semikonduktor karena memiliki aktivitas fotokatalitik yang tinggi dan stabil (Slamet et al. 2003). Penggabungan kedua metode dilakukan dengan cara membuat nanokomposit. Nanokomposit merupakan suatu bahan yang dibuat dari penggabungan antara dua komponen berbeda yang salah satu atau keduanya berskala nanometer (10-9 ) atau setara dengan ukuran atom dan molekul (Netcomposites 2006). Bahan material semikonduktor yang dikompositkan dengan kaolin adalah serbuk titanium oksida (TiO 2 ). Penggabungan antara adsorben dan TiO 2 telah dilakukan oleh Fatimah dan Wijaya (2005) yang menggabungkan zeolit dan TiO 2 untuk pengolahan limbah industri tapioka dan Wijaya et al. (2006) yang menggabungkan zeolit dan TiO 2 untuk fotodegradasi congo red. Kedua penelitian tersebut membuat komposit dengan cara mereaksikan zeolit dengan larutan TiCl 4 dan HCl dalam waktu yang lama. Pembuatan nanokomposit pada penelitian ini dilakukan dengan mencampurkan kaolin dan serbuk TiO 2 dengan penambahan bahan pengikat. Pencampuran secara fisik mudah dalam pengerjaan dan membutuhkan waktu yang lebih singkat. Kaolin yang memiliki kemampuan menjerap zat warna digabungkan dengan TiO 2 yang memiliki sifat fotokatalis sehingga dihasilkan adsorben yang dapat menjerap sekaligus mampu mengurai bahan yang terjerap menjadi senyawa yang aman di lingkungan. Penelitian ini bertujuan memodifikasi sifat kaolin sebagai adsorben dengan mensintesisnya menjadi nanokomposit kaolin/tio 2 agar memiliki sifat fotokatalis sehingga dapat digunakan untuk proses adsorpsi-fotodegradasi. METODE Bahan dan Alat Bahan-bahan yang digunakan adalah kaolin dari Bangka Belitung dan material pembanding kaolin Jepang dari Japan Clay Science Society (JCSS), akuades, serbuk biru metilena (Merck), bahan pengikat TB1, dan serbuk TiO 2 anatase 7 nm. Alat-alat yang digunakan antara lain neraca analitik, alat-alat kaca, oven, sentrifuga, lampu UV 9 watt, spektrofotometer UV-tampak, dan difraktometer sinar-x. Metode Penelitian Metode penelitian terbagi menjadi beberapa tahap ditunjukkan pada Lampiran 1. Pencirian Kaolin dan Nanokomposit Sampel kaolin yang digunakan berasal dari Bangka Belitung (BNK) dan material pembanding, yaitu JCSS. Sampel mentah kaolin dianalisis dengan menggunakan difraktometer sinar-x (XRD). Nanokomposit BNK/TiO 2 dan nanokomposit JCSS/TiO 2 juga dicirikan dengan XRD. Pembuatan Larutan Stok Biru Metilena Larutan stok biru metilena (MB) 1000 mg/l dibuat dengan cara melarutkan 1000 mg serbuk biru metilena dalam air destilata dan diencerkan hingga 1 L. Kemudian dibuat larutan standar dari larutan biru metilena tersebut dengan konsentrasi 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3 mg/l.

12 3 Penentuan Panjang Gelombang Maksimum Panjang gelombang maksimum ditentukan dengan mengukur serapan larutan biru metilena dengan spektrofotometer UV-tampak pada rentang panjang gelombang nm. Penentuan Kapasitas Adsorpsi Larutan Biru Metilena oleh Kaolin, TiO 2, dan Bahan Pengikat TB1 Sebanyak 50 mg kaolin dimasukkan ke dalam vial kemudian ditambahkan larutan biru metilena 25, 50, 75, 100, 150, 200 dan 300 mg/l sebanyak 15 ml. Larutan kemudian digojok selama 2 jam. Setelah itu, larutan disentrifuga selama 10 menit dan konsentrasi dari supernatan (biru metilena C eq ) ditentukan dengan spektrofotometer UV-tampak pada panjang gelombang maksimum. Metode yang sama juga dilakukan untuk TiO 2, dan bahan pengikat. mg/l. Sampel kemudian diletakkan dalam kotak tertutup dan disinari dengan lampu UV pada panjang gelombang 254 nm selama 6 jam. Filtrat sampel dianalisis serapannya dengan spektrofotometer UV-tampak pada panjang gelombang 200 sampai 700 nm. Uji fotodegradasi nanokomposit, juga dilakukan pada kaolin, bahan pengikat, biru metilena. Sebagai kontrol juga dilakukan pengujian tanpa disinari oleh lampu UV. HASIL Pencirian XRD Kaolin Kaolin standar yang menjadi material pembanding dalam penelitian ini adalah JCSS. Spektrum XRD kaolin Jepang menunjukkan puncak-puncak khas yang muncul pada 2θ= 12,36 dan 24,88 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Pembuatan Nanokomposit Kaolin/TiO 2 Campuran kaolin, bahan pengikat dan TiO 2 dibuat dengan komposisi 7:2:1 dan 8:1:1. Campuran kemudian dibuat pasta dengan cara menambahkan akuades. Pasta tersebut kemudian diaduk hingga homogen, lalu dikeringkan pada suhu C. Nanokomposit yang terbentuk kemudian digerus menjadi bentuk serbuk. Nanokomposit yang terbentuk kemudian diuji stabilitasnya dengan dilarutkan dalam air. Nanokomposit yang stabil kemudian dianalisis dengan XRD. Penentuan Kapasitas Adsorpsi Larutan Biru Metilena oleh Nanokomposit Kaolin/TiO 2 Sebanyak 50 mg nanokomposit dimasukkan ke dalam vial kemudian ditambahkan larutan biru metilena 25, 50, 75, 100, 150, 200 dan 300 mg/l sebanyak 15 ml. Larutan kemudian digojok selama 2 jam. Setelah itu, larutan disentrifuga selama 10 menit dan konsentrasi dari supernatan (biru metilena C eq ) ditentukan dengan spektrofotometer UV-tampak pada panjang gelombang maksimum. Uji Sifat Fotokatalis Sebanyak 100 mg nanokomposit dimasukkan ke dalam cawan petri kemudian ditambahkan 15 ml larutan biru metilena 12,5 Gambar 3 Spektrum XRD JCSS. Spektrum XRD kaolin BNK (Gambar 4) memperlihatkan puncak-puncak dengan nilai 2θ yang sama dengan kaolin Jepang, tetapi pada kaolin BNK terlihat puncak lain muncul di 2θ=8,86. Puncak ini merupakan puncak dari mineral ikutan yang terkandung pada kaolin BNK. Gambar 4 Spektrum XRD kaolin BNK. Spektrum XRD JCSS memiliki puncak yang lebih tajam daripada kaolin BNK.

13 4 Penentuan Panjang Gelombang Maksimum Biru Metilena Larutan biru metilena dengan konsentrasi 5 mg/l dianalisis panjang gelombang maksimumnya dengan spektrofotometer UVtampak. Hasil pemayaran menunjukkan panjang gelombang maksimum biru metilena adalah 664 nm dengan absorban terbesar, yaitu 0,978 (Lampiran 2). untuk kaolin BNK dan JCSS adalah isoterm Langmuir (Gambar 6). Nilai koefisien determinasi (R 2 ) isoterm Langmuir lebih besar daripada isoterm Freundlich (Gambar 7). Perhitungan isoterm Langmuir kaolin serta nilai tetapan isoterm terdapat pada Lampiran 8 untuk kaolin BNK dan Lampiran 9 untuk JCSS. Nilai R 2 serta nilai tetapan X m dan K untuk kaolin BNK dan JCSS dapat dilihat pada Tabel 1. Kapasitas Adsorpsi Kaolin, TiO 2 dan Bahan Pengikat TB1 Penentuan kapasitas adsorpsi larutan biru metilena dilakukan menggunakan tujuh konsentrasi larutan biru metilena yang berbeda. Semakin tinggi konsentrasi biru metilena yang digunakan maka akan semakin tinggi pula nilai kapasitas adsorpsinya. Konsentrasi larutan biru metilena pada sampel didapatkan dari absorban kemudian dimasukkan ke dalam persamaan garis dari standar larutan biru metilena (Lampiran 3). Konsentrasi maksimum larutan biru metilena yang dijerap oleh kedua kaolin adalah 150 mg/l (Lampiran 4 dan 5). Gambar 5 menunjukkan kapasitas adsorpsi kaolin BNK sebesar 28,93 mg/g lebih tinggi daripada JCSS, yaitu 24,27 mg/g. Kapasitas adsorpsi dari bahan lain pada pembuatan nanokomposit, yaitu TiO 2 adalah sebesar 3,28 mg/g (Lampiran 6), sedangkan bahan pengikat sebesar 1,32 mg/g (Lampiran 7). Gambar 6 Kurva isoterm Langmuir kaolin: = kaolin BNK, = JCSS. Gambar 7 Kurva isoterm Freundlich kaolin: = kaolin BNK, = JCSS. Tabel 1 Nilai tetapan isoterm Langmuir pada kaolin Gambar 5 Kurva kapasitas adsorpsi kaolin, TiO 2, dan bahan pengikat: = kaolin BNK, = JCSS, = TiO 2, = bahan pengikat. Pemodelan Isoterm Adsorpsi Kaolin Hasil pengukuran kapasitas adsorpsi digunakan untuk menentukan tipe isoterm adsorpsi dari kaolin. Tipe isoterm adsorpsi Sampel X m K (L/g) R 2 BNK 30,30 0,12 99,31 JCSS 25,64 0,19 99,87 Pencirian XRD Nanokomposit Kaolin/TiO 2 Nanokomposit kaolin BNK/TiO 2 dan JCSS/TiO 2 juga dicirikan dengan XRD kemudian dibandingkan dengan hasil XRD kaolin dan TiO 2. Hasil pencirian nanokomposit JCSS/TiO 2 dapat dilihat pada Gambar 8, sedangkan nanokomposit kaolin BNK/TiO 2 ditunjukkan pada Gambar 9.

14 5 Gambar 10 Kurva kapasitas adsorpsi nanokomposit terhadap larutan biru metilena: = BNK/TiO 2, = JCSS/TiO 2. Gambar 8 Spektrum XRD nanokomposit JCSS/TiO 2 : JCSS, TiO 2, nanokomposit JCSS/TiO 2 Pemodelan isoterm adsorpsi nanokomposit kaolin/tio 2 Isoterm adsorpsi nanokomposit sama seperti pada kaolin, yaitu isoterm Langmuir yang ditunjukkan pada Gambar 11. Nilai koefisien determinasi (R 2 ) isoterm Langmuir lebih besar daripada isoterm Freundlich (Gambar 12). Perhitungan isoterm Langmuir nanokomposit serta nilai tetapan isoterm terdapat pada Lampiran 12 untuk BNK/TiO 2 dan Lampiran 13 untuk JCSS/TiO 2. Nilai R 2 serta nilai tetapan X m dan K untuk nanokomposit BNK/TiO 2 dan JCSS/TiO 2 dapat dilihat pada Tabel 2. Gambar 9 Spektrum XRD nanokomposit BNK/TiO 2 : Kaolin BNK, TiO 2, nanokomposit BNK/TiO 2 Kapasitas Adsorpsi Nanokomposit Kaolin/TiO 2 Kapasitas adsorpsi nanokomposit juga ditentukan dengan variasi konsentrasi awal larutan biru metilena. Konsentrasi maksimum nanokomposit sebesar 100 mg/l lebih rendah daripada kaolin (Lampiran 10 dan 11). Kapasitas adsorpsi nanokomposit BNK/TiO 2 adalah 12,65 mg/g, sedangkan nanokomposit JCSS/TiO 2 adalah 8,58 mg/g (Gambar 10). Penambahan konsentrasi larutan biru metilena lebih dari 100 mg/l tidak mengubah kapasitas adsorpsi dari nanokomposit. Gambar 11 Gambar 12 Kurva isoterm Langmuir nanokomposit: = BNK/TiO 2, = JCSS/TiO 2. Kurva isoterm Freundlich nanokomposit : = BNK/TiO 2, = JCSS/TiO 2.

15 6 Tabel 2 Nilai tetapan isoterm Langmuir pada nanokomposit kaolin/tio 2 Sampel X m K (L/g) R 2 BNK/TiO 2 13,70 0,08 99,56 JCSS/TiO 2 9,01 0,07 99,47 Uji Sifat Fotokatalis Filtrat dan endapan hasil uji fotodegradasi digunakan sebagai indikator terjadinya proses adsorpsi-fotodegradasi. Pengujian sifat fotokatalis nanokomposit dilakukan dengan membandingkan hasil perlakuan penyinaran UV dengan kontrol yang diletakkan dalam gelap. Pengujian dalam gelap ditunjukkan pada Gambar 13. Larutan biru metilena, bahan pengikat, dan TiO 2 tetap berwarna biru, sedangkan filtrat kaolin dan nanokomposit tak berwarna. Uji sifat fotokatalisis menunjukkan bahwa larutan biru metilena yang ditambahkan nanokomposit BNK/TiO 2 (Gambar 15) dan JCSS/TiO 2 (Gambar 16) serta penyinaran lampu UV dapat mengurai biru metilena tersebut. Hal ini terlihat dari spektrum UV yang dihasilkan datar akibat hilangnya puncak serapan biru metilena di 664 nm, berbeda dengan nanokomposit yang tanpa disinari UV yang masih menunjukkan adanya biru metilena pada panjang gelombang 664 nm. Gambar 15 Spektrum UV-tampak filtrat uji fotodegradasi: a= larutan biru metilena; b= bahan pengikat UV; c= BNK/TiO 2 ; d= BNK/TiO 2 UV. Gambar 13 Filtrat dalam gelap : A=biru metilena, B= biru metilena+bahan pengikat, C= biru metilena+tio 2, D= biru metilena+kaolin BNK, E= biru metilena+ BNK/TiO 2, F= biru metilena+jcss/tio 2. Hasil pengujian sifat fotokatalis dengan penyinaran UV menunjukkan hasil yang sama namun untuk TiO 2 dengan UV, filtrat menjadi tidak berwarna (Gambar 14). Gambar 16 Spektrum UV-tampak filtrat uji fotodegradasi: a= larutan biru metilena; b= bahan pengikat UV; c= JCSS/TiO 2 ; d= JCSS/TiO 2 UV. Gambar 14 Filtrat hasil penyinaran : A=biru metilena, B= biru metilena+bahan pengikat, C= biru metilena+tio 2, D= biru metilena+kaolin BNK, E= biru metilena+ BNK/TiO 2, F= biru metilena+jcss/tio 2. Endapan (Gambar 17) juga merupakan salah satu indikator terjadinya fotodegradasi. Hasil pengujian dengan UV menunjukkan bahwa endapan TiO 2 berwarna putih, endapan bahan pengikat, kaolin dan nanokomposit tetap berwarna biru. Edapan nanokomposit tetap berwarna biru, namun lebih pudar bila dibandingkan dengan endapan nanokomposit tanpa UV.

16 7 Gambar 17 Endapan hasil fotodegradasi. PEMBAHASAN Pencirian XRD Kaolin Pencirian kaolin dilakukan dengan menggunakan difraktometer sinar-x. Spektrum sinar-x kaolin BNK kemudian dibandingkan dengan kaolin standar JCSS. Kaolinit memiliki puncak difraksi sinar-x yang khas pada 2θ= 12,36 dan 24,88 seperti pada Gambar 3 dan 4. Puncak-puncak yang muncul pada spektrum XRD JCSS lebih tajam daripada kaolin BNK. Hal ini mengindikasikan bahwa kristalinitas kaolinit JCSS lebih tinggi daripada kaolin BNK. Pada spektrum kaolin BNK terlihat puncak yang muncul pada 2θ= 8,86 tetapi tidak ada pada kaolin Jepang. Mineral lain yang lazim ada dalam kaolin adalah kuarsa, besi, mika, feldspar, bauksit, smektit, anatase, rutil, grafit, dan montmorilonit (Murray 2006). Mineral lain yang terkandung dalam kaolin akan berbeda-beda bergantung pada daerah tempat pengambilan. Kapasitas Adsorpsi Kaolin, TiO 2 dan Bahan Pengikat TB1 Kaolin memiliki kemampuan menjerap senyawa organik seperti zeolit dan monmorilonit, namun dalam jumlah yang lebih kecil. Gambar 5 menunjukkan kapasitas adsorpsi kaolin dalam menjerap biru metilena pada berbagai konsentrasi. Kaolin BNK memiliki nilai kapasitas adsorpsi sebesar 28,93 mg/g lebih besar dari JCSS yang memiliki nilai kapasitas adsorpsi sebesar 24,27 mg/g. Kaolin BNK juga memiliki kapasitas adsorpsi yang lebih besar dari kaolin Assam (India), yaitu 20,49 mg/g (Gosh & Battrachayya 2002). Kaolin BNK memiliki nilai kapasitas adsorpsi yang lebih besar daripada JCSS dan kaolin India dikarenakan terdapat material lain yang terkandung dalam kaolin BNK yang juga memiliki kemampuan dalam menjerap biru metilena. Material lain yang biasa terkandung dalam kaolin misalnya montmorilonit, feldspar, dan kuarsa. Prinsip kaolinit dalam menjerap molekul biru metilena adalah pertukaran kation atau anion. Kaolinit merupakan aluminosilikat berbentuk lembaran dengan tipe 1:1 sehingga rongga antar lembarannya kecil yang menyebabkan sifat pertukaran kation atau anion hanya terjadi di permukaan dari stukturnya. Aluminosilikat pada kaolin mempunyai sifat kelebihan elektron, sehingga akan diimbangi oleh kehadiran kation-kation H +. Larutan biru metilena di dalam air akan mengion menjadi kation, sehingga kation ini yang akan menggantikan ion H + dari struktur kaolin sehingga biru metilena akan terjerap. Penentuan kapasitas adsorpsi juga dilakukan untuk serbuk TiO 2 dan bahan pengikat TB1 yang akan digunakan dalam pembuatan nanokomposit. Hal ini dilakukan untuk melihat pengaruh penambahan bahan pengikat dan TiO 2 dalam proses adsorpsi nanokomposit. Kapasitas adsorpsi maksimum TiO 2 adalah 3,28 mg/g. Kapasitas adsorpsi bahan pengikat TB1 lebih rendah daripada TiO 2, yaitu sebesar 1,32 mg/g. Pemodelan Isoterm Adsorpsi Kaolin Penjerapan biru metilena pada permukaan kaolin mengikuti tipe isoterm Langmuir. Hal ini terlihat pada Gambar 6, yaitu kurva isoterm Langmuir memiliki nilai koefisien determinasi (R 2 ) yang lebih besar daripada isoterm Freundlich (Gambar 7). Nilai koefisien determinasi digunakan untuk menentukan tipe dari isoterm adsorpsi. Tipe isoterm Langmuir menandakan bahwa ikatan yang terjadi antara biru metilena dengan permukaan kaolin merupakan ikatan kimia. Hal ini menunjukkan bahwa adsorben kaolin memiliki permukaan yang homogen dan hanya dapat mengadsorpsi satu molekul adsorbat untuk setiap molekul adsorbennya. Bentuk logaritma dari persamaan Langmuir: c 1 1 c x / m XmK Xm Nilai tetapan X m dan K dari kaolin BNK dan JCSS dapat dilihat pada Tabel 1. Nilai X m menggambarkan jumlah yang dijerap atau kapasitas adsorpsi maksimum untuk membentuk satu lapisan yang sempurna pada permukaan adsorben. Nilai X m kaolin

17 8 BNK lebih besar daripada JCSS. Hal ini menunjukkan jumlah biru metilena yang dijerap oleh kaolin BNK lebih banyak daripada JCSS. Nilai K merupakan tetapan yang bertambah dengan kenaikan ukuran molekuler yang menunjukkan kekuatan ikatan molekul adsorbat pada permukaan adsorben. Molekul biru metilena lebih kuat terikat pada JCSS daripada kaolin BNK. Hal ini terlihat dari nilai K untuk JCSS yang lebih besar. JCSS merupakan kaolin standar yang kemurniannya lebih tinggi daripada kaolin BNK sehingga pengikatan biru metilena pada JCSS menjadi lebih kuat. Berbeda halnya dengan kaolin BNK yang masih mengandung mineral ikutan. Mineral ikutan ini dapat memperbesar kapasitas adsorpsi kaolin BNK, namun pengikatannya dengan biru metilena lebih lemah daripada kaolin. Pembuatan Nanokomposit Kaolin/TiO 2 Nanokomposit kaolin/tio 2 dibuat dengan mencampurkan serbuk kaolin, bahan pengikat, dan TiO 2 dengan perbandingan 7:2:1 da 8:1:1. Pencampuran secara fisik biasa tidak akan membuat TiO 2 menempel pada kaolin jika nanokomposit tersebut terlarut dalam air. Oleh karena itu untuk membuat keduanya menempel dibutuhkan senyawa lain yang bertindak sebagai pengikat. Penambahan bahan pengikat dan TiO 2 diusahakan dalam jumlah yang kecil. Hal ini dikarenakan bahan pengikat TB1 tidak memiliki kemampuan sebagai penjerap yang baik, sehingga penambahan bahan pengikat diusahakan sedikit agar tidak banyak mengganggu proses adsorpsi nanokomposit. Penambahan bahan pengikat kurang dari 20% bobot nanokomposit, yaitu 10% tidak dapat membuat TiO 2 menempel pada kaolin (Lampiran 14). Hal ini diuji dengan cara melarutkan nanokomposit tersebut dalam air destilata. Nanokomposit dengan penambahan bahan pengikat kurang dari 20% akan hancur saat dilarutkan dalam air dan serbuk TiO 2 akan lepas sehingga membuat air menjadi keruh. Pencirian XRD Nanokomposit Kaolin/TiO 2 Hasil spektrum XRD nanokomposit JCSS/TiO 2 (Gambar 8) dan BNK/TiO 2 (Gambar 9) menunjukkan puncak-puncak khas yang sama dengan kaolin namun dengan intensitas yang lebih rendah. Hal ini dikarenakan pada pembuatan nanokomposit, sebanyak 20% komposisi kaolin digantikan oleh bahan pengikat dan 10% digantikan oleh TiO 2. Pada nanokomposit terdapat puncak pada 2θ= 25,08. Puncak ini merupakan puncak dari TiO 2 yang akan muncul pada 2θ= 25,28. Hasil ini menunjukkan bahwa TiO 2 menempel pada nanokomposit. Kapasitas Adsorpsi Nanokomposit kaolin/tio 2 Kapasitas adsorpsi nanokomposit diukur untuk melihat perubahan kapasitas adsorpsi nanokomposit bila dibandingkan dengan kaolin. Nanokomposit memiliki konsentrasi optimum dan nilai kapasitas adsorpsi yang lebih rendah daripada kaolin. Kapasitas adsorpsi untuk nanokomposit BNK/TiO 2 adalah 12,65 mg/g dan nanokomposit JCSS/TiO 2 adalah 8,58 mg/g. Penurunan kapasitas adsorpsi dan konsentrasi optimum nanokomposit ini dikarenakan faktor penambahan bahan yang memiliki kemampuan menjerap yang kecil, yaitu bahan pengikat TB1 sebesar 20%. Pengurangan jumlah kaolin dan penambahan bahan pengikat serta TiO 2 mengakibatkan sisi aktif dari tiap gram kaolin pada nanokomposit akan berkurang sehingga kapasitas adsorpsinya akan lebih kecil dari pada kaolin. Pemodelan Isoterm Nanokomposit Kaolin/TiO 2 Tipe isoterm adsorpsi nanokomposit BNK/TiO 2 dan JCSS/TiO 2 adalah isoterm Langmuir sama seperti pada kaolin. Kurva isoterm Langmuir dari nanokomposit dapat dilihat pada Gambar 11, sedangkan isoterm Freundlich pada Gambar 12. Pembuatan nanokomposit tidak mengubah tipe penjerapan yang terjadi di dalamnya, yaitu penjerapan secara kimia bila dilakukan tanpa penyinaran dengan sinar ultraviolet. Nilai tetapan X m dan K dari isoterm Langmuir nanokomposit terlihat pada Tabel 2. Seluruh nilai tetapan isoterm Langmuir nanokomposit lebih kecil daripada kaolin. Hal ini menunjukkan kapasitas adsorpsi maksimum nanokomposit lebih rendah daripada kaolin. Hal ini disebabkan sisi aktif untuk pengikatan dengan biru metilena telah ditempati oleh bahan pengikat dan TiO 2 sehingga jumlah biru metilena yang terjerap berkurang. Kekuatan ikatan antara nanokomposit dengan biru metilena juga lebih rendah bila dibandingkan dengan kekuatan ikatan biru metilena dengan kaolin.

18 9 Uji Sifat Fotokatalis Pengujian fotodegradasi nanokomposit kaolin/tio 2 dilakukan untuk melihat kemampuan nanokomposit dalam menjerap sekaligus mendegradasi zat dengan bantuan radiasi sinar ultraviolet. Nanokomposit ini merupakan campuran antara kaolin yang memiliki kemampuan menjerap zat warna dan TiO 2 yang memiliki kemampuan untuk mengurai zat warna. Gabungan keduanya diharapkan dapat bekerja secara sinergis dalam mengatasi zat warna dengan cara menjerap sekaligus mengurai zat warna tersebut sehingga dapat digunakan untuk mengatasi limbah zat warna biru metilena. Zat warna biru metilena digunakan sebagai model dari zat warna kationik yang mudah diamati dari perubahan warna yang terjadi. Pada penelitian ini dilakukan uji sifat fotokatalisis dari nanokomposit kaolin/tio 2 tanpa penyinaran UV (di tempat gelap) dan dengan penyinaran UV pada panjang gelombang 254 nm. Konsentrasi larutan biru metilena yang digunakan sebesar 12,5 mg/l dengan lama penyinaran 6 jam. Filtrat hasil uji fotodegradasi tanpa sinar UV oleh nanokomposit BNK/TiO 2 dan JCSS/TiO 2 menghasilkan filtrat yang tak berwarna (Gambar 13). Larutan biru metilena yang tidak disinari UV masih berwarna biru, dan yang ditambahkan bahan pengikat juga masih berwarna biru. Hasil uji sifat fotokatalisis (Gambar 14) menunjukkan bahwa nanokomposit BNK/TiO 2 dan JCSS/TiO 2 menghasilkan filtrat tak berwarna. Filtrat hasil pengujian kemudian dianalisis dengan spektrofotometer UV-tampak untuk melihat serapan larutan biru metilena. Hilangnya puncak khas biru metilena pada panjang gelombang 664 nm menunjukkan bahwa di dalam filtrat tidak lagi tersisa biru metilen. Filtrat yang diperoleh telah berubah menjadi senyawa lain yang bila degradasinya sempurna akan menghasilkan karbondioksida dan air. Pada filtrat nanokomposit kaolin/tio 2 baik BNK maupun JCSS menghasilkan kurva yang datar atau tidak terlihat lagi puncak serapan pada panjang gelombang 664 nm. Hal ini menunjukkan bahwa di dalam filtrat sudah tidak tersisa lagi biru metilena. Filtrat nanokomposit kaolin/tio 2 dalam gelap masih menghasilkan puncak pada 664 nm walaupun larutannya tak berwarna (Gambar 15 dan 16). Hal ini menandakan bahwa biru metilena masih terdapat dalam filtrat walaupun dengan konsentrasi yang lebih kecil. Penurunan konsentrasi ini disebabkan oleh proses adsorpsi pada nanokomposit dalam gelap, sedangkan pada nanokomposit dengan penyinaran UV terjadi proses adsorpsifotodegradasi biru metilena sehingga biru metilena hilang. Proses fotodegradasi juga dapat terlihat dari endapan nanokomposit hasil penyinaran. Endapan yang berwarna biru menunjukkan bahwa pada sistem hanya terjadi proses adsorpsi, sedangkan bila endapan berwarna seperti awal atau putih, maka pada sistem terjadi proses adsorpsi-fotodegradasi. Hasil uji fotodegradasi biru metilena menunjukkan bahwa serbuk TiO 2 yang disinari UV menghasilkan endapan yang berwarna putih. Hal ini dikarenakan TiO 2 mampu mengurai senyawa biru metilena sehingga tidak ada lagi warna biru baik pada filtrat maupun endapan. Nanokomposit dengan UV ternyata tidak menghasilkan endapan berwarna putih, namun masih berwarna biru. Bila warna endapannya dibandingkan dengan nanokomposit dalam gelap, terlihat warna birunya lebih pudar (Gambar 17). Hasil penelitian menunjukkan bahwa nanokomposit kaolin/tio 2 yang dibuat dengan pencampuran secara fisik dengan penambahan bahan pengikat memiliki sifat fotokatalis sehingga dapat mempercepat penghilangan biru metilena. Mekanisme adsorpsi-fotodegradasi yang terjadi pada nanokomposit adalah penjerapan zat warna biru metilena oleh kaolin, kemudian dengan adanya TiO 2 dan sinar ultraviolet menyebabkan terjadinya proses fotodegradasi. Prinsip fotodegradasi adalah adanya loncatan elektron dari pita valensi ke pita konduksi pada logam semikonduktor jika dikenai suatu energi foton. Loncatan elektron ini menyebabkan timbulnya hole (lubang elektron) yang dapat berinteraksi dengan pelarut (air) membentuk radikal OH (HO*) yang merupakan oksidator kuat. Elektron pada pita konduksi akan bereaksi dengan oksigen di lingkungan menghasilkan radikal superoksida * ) yang bersifat sebagai reduktor. Radikal bersifat aktif dan dapat terus terbentuk sehingga bereaksi dan menguraikan senyawa organik target (Fatimah & Wijaya 2005). Mekanisme reaksi yang terjadi pada proses fotodegradasi dengan TiO 2 adalah sebagai berikut : TiO 2 + UV TiO 2 (e - + h + ) TiO 2 (h + ) + H 2 O TiO 2 + HO* + H + (O 2 - TiO 2 (e - ) + O 2 - TiO 2 + O 2 - zat warna + O 2 * produk degradasi

19 10 Proses pembentukan radikal akan terus menerus terjadi selama nanokomposit kaolin/tio 2 masih dikenai radiasi sinar UV dan akan menyerang biru metilena sehingga terjadi penguraian. Semakin bertambahnya radiasi sinar UV maka foton yang mengenai nanokomposit tersebut akan semakin banyak sehingga biru metilena yang terurai akan semakin banyak pula (Wijaya et al. 2006). SIMPULAN Kapasitas adsorpsi kaolin Bangka Belitung adalah 28,93 mg/g lebih besar daripada JCSS, yaitu 24,27 mg/g. Pembuatan nanokomposit kaolin/tio 2 dapat menurunkan kapasitas adsorpsi menjadi 12,65 mg/g untuk BNK/TiO 2 dan 8,580 mg/g untuk JCSS/TiO 2. Tipe isoterm adsorpsi kaolin dan nanokomposit adalah isoterm Langmuir yang menunjukkan terjadinya kimisorpsi dalam proses penjerapannya. Pembuatan nanokomposit kaolin/tio 2 dapat dilakukan dengan penambahan bahan pengikat TB1 sebesar 20 % dari bobot nanokomposit. Nanokomposit kaolin/tio 2 memiliki sifat fotokatalisis sehingga dapat mendegradasi larutan biru metilena 12,5 mg/l selama 6 jam dengan radiasi sinar UV dengan catatan kekuatan sumber lampu radiasi sangat berpengaruh pada kecepatan proses degradasi. SARAN Penelitian lanjutan yang perlu dilakukan adalah analisis kandungan mineral pada kaolin dan senyawa hasil degradasi. Penelitian selanjutnya dapat dilakukan dengan menggunakan pewarna anionik dan menggunakan pereaksi kimia dalam pembuatan nanokompositnya. DAFTAR PUSTAKA [LPSE BABEL] Layanan Pengadaan Elektronik Bangka Belitung Sektor Pertambangan. [terhubung berkala]. [20 Des 2010]. Alzaydien AS Adsorption of methylene blue from aqueous solution onto a low cost natural Jordanian tripoli. Am Environ Sci 5: Atkins PW Kimia Fisik Jilid 1. Kartohadiprojo I, penerjemah; Rohhadyan T, Hadiyana K, editor. Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari: Physical Chemistry. Christina, Mu nisatun, Saptaaji R, Marjanto D Studi pendahuluan mengenai degradasi zat warna azo (metil orange) dalam pelarut air menggunakan mesin berkas elektron 359 KeV/10 ma. JFN 1: Epling, Lin Photoassisted bleaching of dyes utilizing TiO 2 and visible light. Chemosphere 46: Fatimah Is, Wijaya K Sintesis TiO /zeolit sebagai fotokatalis pada 2 pengolahan limbah cair industri tapioka secara adsorpsi-fotodegradasi. Teknoin. 10: Gosh D, Bhattacharyya K Adsorption of methylene blue on kaolinite. Apply Clay Sci. 20: Muhdarina, Linggawati A Pilarisasi kaolinit alam untuk meningkatkan kapasitas tukar kation. J Natur Indones 6: Murray Clays. Indiana: Wiley Interscience. Netcomposite [terhubung berkala]. morillonite.html [13Desember 2009]. Slamet, Syakur R, Danumulyo W Pengolahan limbah logam berat chromium (vi) dengan fotokatalis TiO 2. Makara Teknol 7: 1. Thammavong S Studies of synthesis, kinetics and particle size of zeolite x from narathiwat kaolin [tesis]. Thailand: Master Degree, Suranaree University of Technology. Wijaya, Sugiharto, Fatimah, Sudiono, Kurniyasih Utilisasi TiO 2 -zeolit dan sinar UV untuk fotodegradasi zat warna congo red. Berkala MIPA. 16(3). Zheng, Sun, Zhang, Gao, Xu Effect of properties of calcined microspheres of kaolin on the formation of NaY zeolite. Bull Catal Soc India 4: 2-17.

20 LAMPIRAN 11

21 12 Lampiran 1 Diagram alir penelitian Kaolin Bangka Belitung dan JCSS Pembuatan nanokomposit kaolin/tio 2 Penentuan kapasitas adsorpsi kaolin, TiO 2, bahan pengikat, dan nanokomposit dengan variasi konsentrasi awal biru metilena Pencirian dengan XRD Uji sifat fotokatalisis

22 13 Lampiran 2 Panjang gelombang maksimum biru metilena panjang absorbans gelombang (nm) 655 0, , , , , , , , , , , , , , , ,918 Lampiran 3 Konsentrasi dan absorbans larutan biru metilena pada kurva standar Larutan Absorbans Konsentrasi Biru Metilena std 1 0,083 0,50 std 2 0,183 1,00 std 3 0,287 1,50 std 4 0,373 2,00 std 5 0,461 2,50 std 6 0,548 3,00

23 14 Lampiran 4 Penentuan kapasitas adsorpsi biru metilena oleh kaolin Bangka Belitung C o Massa (gram) C e C t Q Q ratarata Absorbans 25 0,0506 0,004 0, ,9692 7,4019 7, ,0504 0,005 0, ,9641 7, ,0511 0,159 7, , , , ,0519 0,160 7, , , ,0506 0,101 20, , , , ,0502 0,100 20, , , ,0502 0,138 28, , , , ,0502 0,140 28, , , ,0503 0,247 52, , , , ,0502 0,251 53, , , ,0507 0,21 101, , , , ,0507 0, , , , ,0514 0, , , , , ,0502 0, , , ,0016 Contoh perhitungan: Q V ( Co Ce) 1 l m 1000 ml 15 ml (25 0,0308) 1 l 0, ml 7,4019 mg / g Keterangan : C o : Konsentrasi awal larutan biru metilena C e : Konsentrasi akhir larutan biru metilena C t : Konsentrasi terjerap larutan biru metilena Q : Kapasitas adsorpsi

24 15 Lampiran 5 Penentuan kapasitas adsorpsi biru metilena oleh JCSS C o Massa (gram) Absorbans C e C t Q Q ratarata 25 0,0504 0,076 0, ,5996 7,3213 7, ,0506 0,069 0, ,6355 7, ,0509 0,314 7, , , , ,0504 0,321 7, , , ,0508 0,086 17, , , , ,0506 0,084 16, , , ,0504 0,152 31, , , , ,0503 0,165 33, , , ,0500 0,328 69, , , , ,0503 0,319 67, , , ,0504 0, , , , , ,0506 0, , , , ,0506 0, , , , , ,0502 0, , , ,0216 Contoh perhitungan: Q V ( Co Ce) 1 l m 1000 ml 15 ml (25 0,4004) 1 l 0, ml 7,3213 mg / g Keterangan : C o : Konsentrasi awal larutan biru metilena C e : Konsentrasi akhir larutan biru metilena C t : Konsentrasi terjerap larutan biru metilena Q : Kapasitas adsorpsi

25 16 Lampiran 6 Penentuan kapasitas adsorpsi biru metilena oleh TiO 2 C o Massa (gram) Absorbans C e C t Q Q ratarata 25 0,0500 0,183 18,3382 8,9376 2,6813 2, ,0501 0,186 18,6793 8,4799 2, ,0500 0,108 40, ,9409 3,2823 3, ,0502 0,108 40, ,9946 3, ,0505 0,175 69,9202 5,4813 1,6281 1, ,0502 0,171 68,1911 7,3470 2, ,0504 0,232 97,8184 2,3776 0,7076 0, ,0501 0,231 97,1612 3,0938 0, ,0505 0, ,7654 2,3134 0,6871 0, ,0500 0, ,7754 1,2678 0, ,0501 0, ,1723 3,0381 0,9096 0, ,0504 0, ,5750 2,6055 0, ,0502 0, ,4592 2,7883 0,8332 0, ,0500 0, ,8933 2,3119 0,6936 Contoh perhitungan : Q V ( Co Ce) 1 l m 1000 ml 15 ml (25 18,3382) 1 l 0, ml 2,6813 mg / g Keterangan : C o : Konsentrasi awal larutan biru metilena C e : Konsentrasi akhir larutan biru metilena C t : Konsentrasi terjerap larutan biru metilena Q : Kapasitas adsorpsi

26 17 Lampiran 7 Penentuan kapasitas adsorpsi biru metilena oleh bahan pengikat TB1 C o Massa (gram) Absorbans C e C t Q Q ratarata 25 0,0500 0,078 21,9828 3,0172 0,9052 0, ,0505 0,080 22,8448 2,1551 0, ,0508 0,151 45,9259 4,0741 1,2029 1, ,0502 0,149 45,1852 4,8148 1, ,0510 0,233 70,8716 4,1284 1,2142 1, ,0507 0,234 71,2156 3,7844 1, ,0508 0,340 97,8125 2,1875 0,6459 0, ,0502 0,338 97,1875 2,8125 0, ,0514 0, ,1373 3,8627 1,1272 0, ,0513 0, ,0687 1,9313 0, ,0508 0, ,2881 2,7119 0,8007 0, ,0503 0, ,5763 5,4237 1, ,0514 0, ,8904 4,1096 1,1992 1, ,0510 0, ,2603 2,7397 0,8058 Contoh perhitungan : Q V ( Co Ce) 1 l m 1000 ml 15 ml (25 21,9828) 1 l 0, ml 0,9052 mg / g Keterangan : C o : Konsentrasi awal larutan biru metilena C e : Konsentrasi akhir larutan biru metilena C t : Konsentrasi terjerap larutan biru metilena Q : Kapasitas adsorpsi

27 18 Lampiran 8 Penentuan pola isoterm adsorpsi kaolin Bangka Belitung isoterm isoterm Langmuir Freundlich C o C e C t m (g) x (g) x/m C/(x/m) (l/g) log c log x/m 25 0, ,9666 0,0505 0,0004 7,4158 0,0045-1,476 0, , ,1168 0,0515 0, ,2685 0,6421 0,8964 1, , ,7992 0,0504 0, ,3005 1,2411 1,3060 1, , ,5049 0,0502 0, ,3345 1,3406 1,4564 1, , ,9024 0,0502 0, ,9309 1,8381 1,7257 1, , ,2194 0,0507 0, ,5216 3,6322 2,0153 1, , ,5686 0,0508 0, ,5144 7,1344 2,3084 1,4551 Nilai x = C teradsorpsi (ppm) x Volume larutan (L) x 1g 1000 mg Persamaan garis isoterm Langmuir yang diperoleh y = 0,033x + 0,268 dengan r 2 = 99,31% c 1 1 maka dari persamaan c, diperoleh nilai X m = 30,30 dan K = 0,12 x / m XmK Xm Persamaan garis isoterm Freundlich yang diperoleh y = 0,167x + 0,107 dengan r 2 = 87,42% x 1 maka dari persamaan log = log k + log C, diperoleh nilai n = 5,99 dan k = 11,75 m n Lampiran 9 Penentuan pola isoterm adsorpsi JCSS isoterm isoterm Langmuir Freundlich C o C e C t m (g) x (g) x/m C/(x/m) (l/g) log c log x/m 25 0, ,6176 0,0505 0,0004 7,3121 0,0523-0,4174 0, , ,2022 0,0507 0, ,5111 0,6229 0,8917 1, , ,8540 0,0507 0, ,1166 1,0032 1,2348 1, , ,5641 0,0504 0, ,4993 1,5881 1,5126 1, , ,1423 0,0502 0, ,2457 2,8443 1,8386 1, , ,5652 0,0505 0, ,2273 4,8798 2,0727 1, , ,8627 0,0504 0, ,3639 8,9533 2,3387 1,3867 Persamaan garis isoterm Langmuir yang diperoleh y = 0,039x + 0,207 dengan r 2 = 99,87% c 1 1 maka dari persamaan c, diperoleh nilai X m = 25,64 dan K = 0,19 x / m XmK Xm Persamaan garis isoterm Freundlich yang diperoleh y = 0,207x + 0,956 dengan r 2 = 95,90% maka dari persamaan log x 1 = log k + log C, diperoleh nilai n = 4,83 dan k = 9,04 n m

28 19 Lampiran 10 Penentuan kapasitas adsorpsi biru metilena oleh nanokomposit BNK/TiO 2 C o Massa (gram) Absorbans C e C t Q Q ratarata 25 0,0504 0,242 7, ,7151 5,2723 5, ,0503 0,251 7, ,4731 5, ,0504 0,078 25, ,0000 7,4405 7, ,0501 0,081 25, ,2991 7, ,0505 0,128 41, ,0961 9,8305 9, ,0505 0,131 42, ,2954 9, ,0505 0,199 57, , , , ,0503 0,196 57, , , ,0512 0, , , , , ,0509 0,38 108, , , ,0511 0, , , , , ,0507 0,24 157, , , ,051 0, , , , , ,0508 0, , , ,4431 Contoh perhitungan : Q V ( Co Ce) 1 l m 1000 ml 15 ml (25 7,2849) 1 l 0, ml 5,2723 mg / g Keterangan : C o : Konsentrasi awal larutan biru metilena C e : Konsentrasi akhir larutan biru metilena C t : Konsentrasi terjerap larutan biru metilena Q : Kapasitas adsorpsi

29 20 Lampiran 11 Data penentuan kapasitas adsorpsi biru metilena oleh nanokomposit JCSS/TiO 2 C o Massa (gram) Absorbans C e C t Q Q ratarata 25 0,0511 0,441 12, ,3656 3,6298 3, ,0509 0,430 12, ,6613 3, ,0513 0,116 33, ,1215 4,7139 5, ,0510 0,100 30, ,8598 5, ,0512 0,163 51, ,7544 6,9593 7, ,0509 0,158 49, ,0890 7, ,0503 0,258 72, ,1574 8,0986 8, ,0500 0,246 69, ,2030 9, ,0512 0, , ,5211 8,3558 8, ,0509 0, , ,0493 8, ,0510 0, , ,8246 8,7719 8, ,0507 0, , ,9006 7, ,0501 0, , ,0803 7,2097 8, ,0502 0, , ,1070 9,5937 Contoh perhitungan : Q V ( Co Ce) 1 l m 1000 ml 15 ml (25 12,3656) 1 l 0, ml 3,6298 mg / g Keterangan : C o : Konsentrasi awal larutan biru metilena C e : Konsentrasi akhir larutan biru metilena C t : Konsentrasi terjerap larutan biru metilena Q : Kapasitas adsorpsi

30 21 Lampiran 12 Penentuan pola isoterm adsorpsi nanokomposit BNK/TiO 2 C o C e C t m (g) x (g) isoterm Langmuir x/m C/(x/m) (l/g) isoterm Freundlich log log c x/m 25 7, ,5941 0,0504 0,0003 5,2415 1,4129 0,8696 0, , ,6495 0,0503 0,0004 7,3581 3,4453 1,4040 0, , ,6957 0,0505 0,0005 9,7116 4,3561 1,6264 0, , ,5127 0,0504 0, ,6526 4,5435 1,7596 1, , ,0458 0,0511 0, ,6481 8,4561 2,0292 1, , ,5673 0,0510 0, , ,2080 2,1943 1, , ,1438 0,0505 0, , ,0434 2,4097 1,1077 Nilai x = C teradsorpsi (ppm) x Volume larutan (L) x 1g 1000 mg Persamaan garis isoterm Langmuir yang diperoleh y = 0,073x + 0,953 dengan r 2 = 99,56% c 1 1 maka dari persamaan c, diperoleh nilai X m = 13,70 dan K= 0,08 x / m XmK Xm Persamaan garis isoterm Freundlich yang diperoleh y = 0,273x + 0,518 dengan r 2 = 86,12% x 1 maka dari persamaan log = log k + log C, diperoleh nilai n = 3,66 dan k = 3,30 m n Lampiran 13 Penentuan pola isoterm adsorpsi nanokomposit JCSS/TiO 2 C o C e C t m (g) x (g) isoterm Langmuir x/m C/(x/m) (l/g) isoterm Freundlich log log c x/m 25 12, ,5134 0,0510 0,0002 3,6804 3,3927 1,0964 0, , ,9907 0,0512 0,0003 5,2759 6,0672 1,5053 0, , ,4217 0,0511 0,0004 7,1758 7,0484 1,7040 0, , ,6802 0,0502 0,0004 8,5783 8,3140 1,8532 0, , ,7852 0,0511 0,0004 8, ,3627 2,0845 0, , ,3626 0,0509 0,0004 8, ,5144 2,2346 0, , ,0936 0,0502 0,0004 8, ,3910 2,4344 0,9240 Persamaan garis isoterm Langmuir yang diperoleh y = 0,111x + 1,504 dengan r 2 = 99,47% c 1 1 maka dari persamaan c, diperoleh nilai X m = 9,00 dan K = 0,07 x / m XmK Xm Persamaan garis isoterm Freundlich yang diperoleh y = 0,276x + 0,325 dengan r 2 = 80,23% x 1 maka dari persamaan log = log k + log C, diperoleh nilai n = 3,62 dan k = 2,11 m n

31 22 Lampiran 14 Hasil uji stabilitas pembuatan nanokomposit Nanokomposit dengan 10% bahan pengikat Nanokomposit dengan 20% bahan pengikat