BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Produksi hidrogen telah menjadi banyak perhatian, karena berpotensi sebagai sumber energi alternatif yang dapat mengurangi ketergantungan bahan bakar fosil (Antoniadou and Lianos, 2009), menjanjikan, bersih (green technology), serta dapat mengurangi pencemaran lingkungan (Strataki dkk, 2007). Banyak cara telah dikembangkan Fujishima dan Honda pada tahun 1972 untuk memecah molekul air dan menghasilkan hidrogen, seperti fotoelektrokimia ataupun metode fotokatalitik dengan semikonduktor. Metode fotoelektrokimia dianggap terlalu sulit dan mahal untuk dikonstruksi, sehingga biaya yang dibutuhkan akan lebih besar daripada nilai produk H2 yang dihasilkan (Fujishima dkk,2007). Oksida logam yang digunakan dalam fotokatalitik dengan semikonduktor antara lain TiO2 (Sreethawong et al., 2005), ZnO/ZnS(Sang et al., 2012) , SrTiO3 (Qin et al., 2007), N-NaTaO3 (Liu et al., 2011), danSr. TiO2, memiliki aktivitas yang paling baik untuk dekomposisi air menjadi H2 dan O2 di bawah irradiasi sinar ultraviolet (UV) dan iradiasi cahaya tampak. TiO2 memiliki berbagai keunggulan, terutama untuk aplikasi produksi hidrogen dari air (Radecka M, 2008), dan sering dipakai untuk mendegradasi polutan, menyerap sinar pada daerah panjang gelombang 365–410 nm (Chen, 2009), memiliki kestabilan yang tinggi, ketahanan terhadap korosi, ketersediaan yang melimpah di alam, dan harga yang relatif rendah. Namun, TiO2 yang beredar di pasaran memiliki kekurangan, yaitu efisiensinya yang rendah dalam menyerap energi foton ketika digunakan di bawah sinar tampak. Salah satu cara mengatasinya yaitu dengan penambahan dopan ke dalam struktur kristal TiO2. Dopan nitrogen telah dilaporkan paling efektif untuk dapat meningkatkan respon fotokatalis TiO2 terhadap energi foton dari sinar tampak (Asahi dkk, 2001). Untuk meningkatkan kinerja TiO2 salah satunya adalah mengubah ukuran katalis menjadi berukuran nano. bisa berbentuk serbuk maupun film. TiO2 bisa bermorfologi nano partikel maupun nanotube (array dan nonarray). Produksi TiO2 nanotube array dengan metoda anodisasi mempunyai kelebihan antara lain:nanotube tersusun sendiri (self-organized),berorentasi tegak, rapi, seragam dengan ukuran yang bisa dirancang dengan mengontrol voltase, pH, waktu, jenis dan konsentrasi larutan elektrolit pada proses anodisasi (Muhamed et al. 2011).. Produksi hidrogen juga dapat ditingkatkan dengan menggunakan sacrificial agent yang berfungsi mengurangi terjadinya rekombinasi elektron dan hole yang terbentuk dan untuk mengurangi terjadinya reaksi balik oksigen dan hidrogen yang terbentuk. Terdapat dua jenis sacrificial agent yaitu senyawa organik dan ion anorganik. Metanol merupakan salah satu sacrificial agent yang terbaik (Galinska and Walendziewski,2005). Fotokatalisis heterogen TiO2 merupakan metode yang efisien untuk mendegradasi senyawa organik pencemar yang mengandung karbon, hidrogen, nitrogen, sulfur dan atom halogen. Senyawa tersebut akan terdegradasi menjadi CO2, H2O, anion NO3-SO42-, dan halide (Gunlazuardij,2001). Metode ini bisa digunakan untuk mendegradasi limbah methylen blue. Methylen blue merupakan bahan yang banyak digunakan dalam industri tekstil namun merupakan limbah yang cukup berbahaya bagi lingkungan (Irvan dkk, 2001). Disamping menimbulkan bau tak sedap, perombakan zat warna secara anaerob pada dasar perairan menghasilkan senyawa amina aromatik yang lebih toksik dibandingkan dengan zat warna semula (Van der zee, 2004). Oleh karena itu, usaha untuk mengatasi masalah tersebut harus dilakukan sedini mungkin. Menghilangkan pewarna dari air akan memperbaiki kualitas air, sehingga diperlukan metode yang efektif untuk menghilangkan warna dari limbah cair tekstil. Penelitian ini, akan memberikan informasi berbagai modifikasi katalis guna meningkatkan kinerjanya. Pemberian dopan non-logam N untuk meningkatkan respon fotokatalis TiO2 terhadap energi foton dari sinar tampak, dan TiO2 sebagai fotokatalis untuk memproduksi hidrogen dari limbah batik (Methylene Blue). 1.2 Rumusan Masalah Penelitian ini dilakukan untuk meneliti seberapa efektif penambahan dopan N terhadap aktivitas fotokatalitik untuk memproduksi hidrogen dan degradasi limbah methyl blue dengan bantuan cahaya tampak yang berasal dari lampu merkuri. Selain itu juga mengamati seberapa besar konsentrasi awal limbah yang mampu terdegradasi dengan baik oleh sistem reaktor yang ada. 1.3 Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk memproduksi hidrogen dari degradasi limbah methylene blue menggunakan fotokatalis TNTAs, memperoleh fotokatalis N-TNTAs dengan tingkat rekombinasi yang kecil dan aktif terhadap sinar tampak, serta mengetahui fotokatalis yang memiliki aktivitas tinggi dalam memproduksi hidrogen dari degradasi methylene blue. 1.4 Ruang Lingkup Adapun ruang lingkup dalam penelitian ini meliputi bahan yang digunakan berupa logam Ti (katoda) mempunyai kemurnian 99,6%, tebal 0,3 mm dan logam Pt (anoda) mempunyai tebal 1 mm, larutan elektrolit etilen glikol dengan NH4F 0,5 %wt dan 2 %vol air, dopan N berasal dari sodium tetrafluoroborate (NaBF4). Metode preparasi katalis nanotubes yang digunakan adalah anodisasi dengan sumber arus berasal dari DC Power Suplly. Digunakan 2 lampu merkuri PHILIPS HPL-N 250 W sebagai sumber foton. Karakterisasi katalis menggunakan SEM, XRD, FT-IR, dan UV-Vis DRS. Pengujian produksi hidrogen dengan menggunakan GC dan pengujian penurunan konsentrasi methyl blue dengan Spektrofotometer UV-Vis. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Rekayasa Produk Kimia Bahan dan Alam, Departemen Teknik Kimia FTUI, Depok.
