ADSORPSI BIRU METILENA PADA METAKAOLIN

PENDAHULUAN
Kaolin atau ”kaolinite” dengan rumus
molekul Al2O3.2SiO2.2H2O merupakan salah
satu jenis mineral lempung yang banyak
terdapat di Indonesia. Kaolin lazim disebut
sebagai “lempung cina” karena pertama kali
ditemukan di daerah Kao-Lin, Cina (Zheng
2005). Bagian permukaan kristal kaolinit
mempunyai muatan negatif yang tetap dan
tidak bergantung pada pH (permanent
charge). Muatan negatif tersebut berasal dari
substitusi atom dalam struktur kristal yang
tidak memengaruhi struktur kristal tersebut,
misalnya dengan adanya atom Al yang
bermuatan +3 menggantikan atom Si yang
bermuatan +4, kerangka kaolinit kekurangan
muatan positif atau kelebihan muatan negatif
(Tan 1982).
Mineral lempung kaolin dalam bentuk
dehidroksilasi
disebut
metakaolin.
Terhidroksilasi kaolin menjadi metakaolin
merupakan
proses
endotermik
yang
membutuhkan sejumlah energi yang besar
untuk menghilangkan gugus hidroksil yang
terikat secara kimia. Pemanasan suhu tinggi
pada kaolin membuat struktur kaolin rusak
dan membentuk metakaolin yang bersifat
amorf berdasarkan analisis sinar-X (Mitra dan
Bhattacherjee 1969). Metakaolin ini dapat
dimanfaatkan untuk mengatasi pencemaran
lingkungan pada perairan khususnya.
Dewasa
ini
masalah
pencemaran
lingkungan yang disebabkan oleh zat warna
telah cukup memprihatinkan sehingga perlu
ditangani dengan serius. Salah satu contoh zat
warna yang sering digunakan pada industri
tekstil adalah biru metilena. Salah satu metode
yang digunakan untuk menghilangkan zat
warna adalah teknik adsorpsi dengan
menggunakan berbagai jenis adsorben. Teknik
adsorpsi dilakukan karena metodenya
sederhana dan ekonomis. Mekanisme adsorpsi
dapat dibedakan menjadi dua, yaitu adsorpsi
secara fisika (fisisorpsi) dan secara kimia
(kimisorpsi). Pada proses fisisorpsi, gaya yang
mengikat adsorbat oleh adsorben adalah gayagaya van der Waals, sedangkan pada proses
kimisorpsi terjadi interaksi adsorbat dengan
adsorben melalui pembentukan ikatan kimia.
Adsorben yang paling umum digunakan
adalah zeolit, montmorilonit, dan karbon aktif.
Upaya konvensional tersebut telah banyak
dilakukan. Kelemahan cara ini adalah
menimbulkan masalah baru dalam mendaur
zat warna yang telah teradsorpsi pada
adsorben.
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 2007). Pada penelitian ini,
dibuat nanokomposit dengan menggunakan
prinsip metode adsorpsi-fotodegradasi untuk
mengatasi masalah dalam mendaur ulang zat
warna yang telah teradsorpsi pada adsorben.
Metode adsorpsi-fotodegradasi didasarkan
pada proses adsorpsi senyawa organik oleh
permukaan padatan yang sekaligus dapat
mendegradasi senyawa organik. Metode ini
sedang dikembangkan. Dari berbagai hasil
penelitian, diketahui bahwa senyawa-senyawa
zat warna dapat didegradasi melalui
serangkaian
proses
fotokimia
dengan
menggunakan sinar UV.
Fotokatalis
yang
digunakan
pada
penelitian ini adalah oksida logam TiO2.
Serbuk TiO2 memiliki aktivitas fotokatalitik
yang tinggi, stabil, dan tidak beracun.
Titanium
oksida
merupakan
bahan
semikonduktor oksida logam yang sering
digunakan sebagai katalis dalam berbagai
penanganan limbah polutan organik dan zat
pewarna (Wijaya et al. 2005). TiO2 mampu
mendegradasi senyawa organik, namun
kurang efektif dalam mengolah limbah yang
konsentrasinya
tinggi.
Kemampuan
fotokatalisis oksida logam transisi ini dapat
mengalami peningkatan apabila memiliki
ukuran partikel dalam kisaran nanometer.
Penurunan dimensi partikel oksida logam
transisi sampai ke daerah nanometer dapat
membantu aktivitas dalam proses degradasi
dari zat warna.
Zat warna yang digunakan pada penelitian
ini adalah biru metilena. Biru metilena
merupakan
senyawa
kimia
aromatik
heterosiklik. Senyawa ini memiliki rumus
molekul C16H18ClN3S dengan bobot molekul
319,86 g/mol. Struktur kation biru metilena
ditunjukkan pada Gambar 1. Biru metilena
merupakan salah satu zat warna pencemar
yang murah, mudah didapat, dan cukup
berbahaya.
Gambar 1 Struktur kation biru metilena.
Interaksi biru metilena dengan air akan
menghasilkan ion biru metilena yang