Fotokatalis: Hal Kecil untuk Perubahan Besar

Di dunia sumber daya alam berupa air menduduki presentasi yang paling tinggi, yaitu 70% dan hanya 2,5 % dari air tawar yang mampu dikonsumsi. kebutuhan air tersebut tidak berbanding lurus dengan kebutuhan manusia setiap harinya yang terus meningkat. Maraknya industri, terutama industri tekstil sekarang mulai kerap di kunjungi dibeberapa daerah di Indonesia. Salah satu diantaranya adalah sentral industri kain tenun dan batik Troso, Jepara Jawa tenggah. Sebagai industri kecil bersekala rumah tangga, pengerajin kain tenun sebagian besar tidak memiliki proses penggolahan limbah. Banyak diantaranya yang hanya membuang limbahnya diselokan yang nantinya akan bersarang pada sungai didaerah tersebut.

Macam Limbah Tekstil

Limbah yang dihasilkan memiliki dampak yang cukup signifikan, pada manusia menimbulkan bau yang tidak sedap, bagi lingkungan menjadikan pencemaran, menghambat proses fotosintesis dan menggurangi kadar oksigen diperairan. Polutan limbah kain tenun troso biasa berupa zat warna, seperti Rhodamin B, Methilen blue, Golden Yellow serta beberapa polutan seperti fenol dan limbah logam berat diperairan, yang mana polutan tersebut bersifat toxic dan berbahaya apabila memiliki konsentrasi yang tinggi serta tanpa melalui proses penggolahan limbah. Selain memiliki dampak buruk bagi lingkungan, bagi manusia perlahan akan mengalami krisis air bersih. 

Fotokatalis adalah salah satu cara efektif yang bisa digunakan, baik bagi industri kecil yang tidak memiliki laboratorium pribadi ataupun industri besar yang sudah memiliki fasilitas pengolahan limbah yang lebih mumpuni. Selain itu fotokatalis juga menggunakan bahan-bahan yang mudah didapat, dan mudah dalam pengaplikasian. Fotokatalis adalah gabungan dari energi foton dan katalis, jadi katalis tersebut menggunakan energi foton yang didapatkan dari sinar matahari (sinar UV) atau sumber cahaya UV buatan. Yang mana prosesnya ketika katalis tersebut dikenai energi maka akan terjadi loncatan elektron yang nanti dapat mendegradasi polutan, menjadi molekul sederhana berupa CO₂ dan H₂O yang dapat lebih diterima oleh lingkungan

Material dan Metode Fotokatalis

Bahan yang biasa digunakan untuk material fotokatalis umumnya adalah bahan semikonduktor yang bisa didapatkan dari logam. Penggunaan potensi logam, dalam proses fotokatalis memiliki peranan yang baik. Logam tersebut seperti logam CuO, Al₂O₂, ZnO, Fe₂O₃, komposit TiO₂ dan banyak lagi bahan yang lain. Banyak cara yang bisa digunakan dalam mensintesis atau menciptakan material fotokatalis. Dalam penelitian yang telah banyak dipublikasi ada beberapa metode yang bisa digunakan, diantaranya metode sonivikasi, metode sol-gel, dan metode impregnasi. Metode impregnasi adalah salah satu metode yang paling kerap ditemui, hal tersebut karena metode tersebut paling mudah digunakan dan menggunakan energi yang rendah, karena menggunakan suhu rendah dan memberikan hasil yang signifikan.

Aplikasi Fotokatalis

Pengaplikasian dari fotokatalis tersebut denga cara mempersiapan larutan polutan pada konsentrasi tertentu, selanjutnya ditambahkan dengan katalis. Selanjutnya larutan tersebut diberi penyinaran dapat menggunakan sinar uv dari sinar matahari atau dari sinar dari lampu uv buatan.

Merujuk pada penelitian yang dilakukan oleh Slamet R dkk (2007), telah malakukan penelitian fotodegradasi limbah chromium Cr(VI), dan limbah fenol menggunakan katalis TiO₂ yang dimodifikasi dengan menggunakan CuO dengan bantuan sinar UV. Hasil yang diperoleh dalam penelitian tersebut menunjukan  bahwa penggunaan katalis CuO/TiO₂ dalam jumlah yang  kecil mampu menurunkan kadar Chromium hingga 99,67% serta limbah fenol sebesar 97,16%.

Sama halnya dengan penelitian yang dilakukan oleh Hasniah Aliah dan Yuni Karlina (2015), mereka melakukan studi mengenai polimer propilena yang berlapis TiO₂ sebagai material fotokatalis berulang (reuseable photocatalyst) untuk mendegradasi metilen blue. Pengujian fotodegradasi dilakukan dengan menggunakan material fotokatalis yang digunakan secara berulang sebanyak 10 kali. Berdasarkan uji yang telah dilakukan, menghasilkan penurunan konsentrasi berturut-turut sebesar: 99,06%, 96,73%, 96,31%, 96,30%, 97,27%, 96,53%, 94,58%, 95,81%, 95,5%, dan 91,01%. Dengan demikian penggunaan katalis berulang sebanyak 10 kali masih mampu mengurai senyawa metilen blue hingga 90%.

Keunggulan Fotokatalis

Penelitian diatas hanya sebagian kecil dari pengembangan material fotokatalis, masih banyak lagi rujukan yang bisa digunakan dalam mengoptimalkan proses fotodegradasi larutan limbah. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa fotokatalis merupakan salah satu cara efektif dalam mengatasi limbah diperairan, material yang mudah didapatkan serta penggunaannya yang bisa digunakan berkali-kali menjadi opsi penting dalam industri. Selain itu reaktifitas yang sederhana, hanya menggunakan sinar matahari juga merupakan kelebihan dari fotokatalis, jadi apabila tidak ada sinar matahari, pengolahan limbah tetap bisa berjalan hanya dengan menggunakan sinar uv buatan dari lampu uv.

Putik Sari Kehidupan:

Sebagai manusia yang memiliki peranan khalifah dibumi, sudah selayaknya bersama dalam menjaga lingkungannya agar tetap sehat dan nyaman dihuni. Bumi ini sudah semakin tua, bencana yang diberikan oleh tuhan sudah berulang kali kita terima, kerusakan lingkungan berarti menganggu keseimbangan kehidupan, dampak yang begitu kompleks, baik pada floura dan founa dan kesehatan sudah menjadi peringatan. Tidak ada yang tau kapan bumi akan lelah memuntahkan segala keluh kesah, sebab itu mari jaga bumi, seperti layaknya bumi memberi kehidupan bagi kita yang hidup didalamnya.

Narasumber:

1. Hasniah aliyah dan yuni karlina. 2015. Semikonduktor TiO2 sebagai material fotokatalis berulang. UIN SGD :Bandung.
2. Slamet, R. arbianti dan E. Marliana. 2007. Pengolahan limbah Cr(IV) dan Fenol dengan fotokatalis serbuk TiO₂ dan CuO/TiO₂. Departemen teknik kimia, universitas Indonesia: Jakarta
3. https://www.rmoljateng.com/read/2019/11/14/23212/Sungai-Troso-Jepara-Tercemar-Limbah-Tekstil,-Sudah-Belasan-Tahun-Tak-Ada-Tindakan. diakses tanggal 26 oktober 2020