laporan tugas akhir pembuatan komposit zno-cuo …

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

LAPORAN TUGAS AKHIR

PEMBUATAN KOMPOSIT ZnO-CuO SEBAGAI KATALIS

FOTODEGRADASI ZAT WARNA RHODAMIN B

Disusun Oleh :

DWI PUJI ARISKA (I8317007)

WIRINDA FAJAR ARTIANA (I8317026)

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

SEKOLAH VOKASI

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2020


ii

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN TUGAS AKHIR

Nama/NIM : 1. Dwi Puji Ariska/I8317007

2. Wirinda Fajar Artiana/I8317026

Judul Tugas Akhir : Pembuatan Komposit ZnO-CuO sebagai

Katalis Fotodegradasi Zat Warna Rhodamin B

Tanggal : 02 Juli 2020

Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Adrian Nur, S.T.,M.T

Mengetahui,

Kepala Program Studi D-III Teknik Kimia

Dr. Sperisa Distantina S.T., M.T. NIP. 19740509 200003 2 002

Dosen Pembimbing,

Dr. Ir. Adrian Nur, S.T., M.T. NIP. 19730108 200012 1 001

Dosen Penguji I

Dr. Sperisa Distantina S.T., M.T.

NIP. 19740509 200003 2 002

Dosen Penguji II

Aida Nur Ramadhani, S.T., M.T.

NIP. 19920307 201903 2 022

29/06/2020

02/07/2020

29/06/2020


iii


iv


v

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah

melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan

Laporan Tugas Akhir dengan judul “Pembuatan Komposit ZnO-CuO sebagai

Katalis Fotodegradasi Zat Rhodamin B” dengan baik dan lancar tanpa halangan

yang berarti.

Penyusunan Laporan Tugas Akhir merupakan salah satu syarat untuk

memperoleh gelar Ahli Madya Teknik Kimia di Universitas Sebelas Maret

Surakarta. Selama penyusunan laporan ini, penulis telah mendapatkan dorongan,

bimbingan, bantuan, dan semangat dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis

mengucapkan terimakasih, penghargaan dan penghormatan kepada :

1. Allah SWT karena atas kehendak-Nya penulis dimudahkan dan dilancarkan

dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

2. Bapak Drs. Santoso Tri Hananto, M.Acc., Ak. Selaku Direktur Sekolah

Vokasi Universitas Sebelas Maret Surakarta

3. Bapak Dr. Adrian Nur, S.T., M.T. selaku pembimbing Tugas Akhir atas segala

kesabaran dan ketulusannya dalam memberikan arahan, pengertian, saran, dan

ilmunya yang bermanfaat.

4. Ibu Dr. Sperisa Distantina, S.T., M.T. selaku Kepala Program Studi Diploma

III Teknik Kimia

5. Mbak Rusita selaku Laboran Laboraturium Proses Teknik Kimia yang telah

membantu penyusun melakukan penelitian

6. Segenap dosen pengajar dan staff jurusan D3 Teknik Kimia yang telah banyak

memberikan ilmu dan pelajaran berharga.

7. Ayah, Alm. Ibu, dan kakak yang setia menemani, mendoakan dan motivasi

terbesar saya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan lancar.

8. Nafi dan Zahra yang selalu memberikan semangat dan motivasi.

9. Sahabat dan teman-teman D3 Teknik Kimia angkatan 2017 yang selalu

memberikan semangat dan dukungan terbaik.


vi

Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah membantu

pelaksanaan Tugas Akhir dan penyusunan laporan ini. Penulis mengaharapkan

kritik dan saran yang membangun dari semua pihak karena penulis menyadari

sepenuhnya bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih banyak kesalahan dan

kekurangannya. Penulis berharap semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat

bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan menjadi bekal bagi penulis

dalam pengabdian Ahli Madya Teknik Kimia di masyarakat pada khususnya.

Surakarta, Mei 2020

Penulis,


vii

DAFTAR ISI

Halaman Judul .................................................................................................... i

Lembar Pengesahan ............................................................................................ ii

Lembar Konsultasi .............................................................................................. iii

Kata Pengantar ...................................................................................................v

Daftar Isi .............................................................................................................vi

Daftar Tabel ....................................................................................................... vii

Daftar Gambar .................................................................................................... viii

Intisari ................................................................................................................. ix

BAB I PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang ........................................................................................ 1

I.2. Rumusan Masalah ................................................................................... 3

I.3. Tujuan Penelitian ..................................................................................... 3

I.4. Manfaat Penelitian ................................................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI

II.1. Tinjauan Pustaka ................................................................................... 4

II.1.1. Tinjauan Pustaka ....................................................................... 4

II.1.2. Komposit ................................................................................... 5

II.1.3. ZnO (Zink Oksida /Seng Oksida) .............................................. 5

II.1.4. CuO (Copper (ii) Oksida /Tembaga (ii) Oksida) ...................... 5

II.1.5. ZnO-CuO ................................................................................... 6

II.1.6. Asam Asetat (CH3COOH) ......................................................... 7

II.1.7. Rhodamin B (C28H31N2O3Cl) .................................................... 8

II.1.8. Fotokatalis ................................................................................. 9

II.1.9. Fotodegradasi ............................................................................ 10

II.2. Kerangka Pemikiran ............................................................................. 11

BAB III METODOLOGI

III.1. Alat dan Bahan ..................................................................................... 12

III.1. Bahan yang digunakan ................................................................ 12

III.2. Alat yang digunakan ................................................................... 12


viii

III.3. Rangkaian Alat ..................................................................................... 13

III.3. Lokasi Penelitian .................................................................................. 13

III.4. Cara Kerja ............................................................................................ 14

III.4.1. Pembuatan Komposit ZnO-CuO Kadar 0,1 M Asam Asetat ... 14

III.4.2. Pembuatan Komposit ZnO-CuO Kadar 0,2 M Asam Asetat ... 14

III.4.3. Uji I Komposit ZnO-CuO Hasil Sintesis dengan Metode

Elektrokimia yang Menggunakan Larutan Elektrolit Asam

Asetat 0,1 M dan 0,2 M sebagai Katalis Fotodegradasi

Rhodamin B ............................................................................. 15

III.4.4. Uji II Komposit ZnO-CuO Hasil Sintesis dengan Metode

Elektrokimia yang Menggunakan Larutan Elektrolit Asam

Asetat 0,1 M dan 0,2 M sebagai Katalis Fotodegradasi

Rhodamin B ............................................................................. 15

III.5. Kerangka Pemikiran ............................................................................. 17

III.5.1. Kerangka Pemikiran Pembuatan ZnO dan CuO dengan

Kadar 0,1 M Asam Asetat ....................................................... 17

III.5.2. Kerangka Pemikiran Pembuatan ZnO dan CuO dengan

Kadar 0,2 M Asam Asetat ....................................................... 18

III.5.3. Kerangka Pemikiran Penggunaan Komposit ZnO dan CuO

Hasil Sintesis

denganMetodeElektrokimiasebagaiKatalisFotodegradasiRho

damin B ..................................................................................... 19

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1. Proses pembuatan Komposit ZnO-CuO............................................... 20

IV.2. Efektivitas Komposit ZnO-CuO sebagai Katalis Fotodegradasi

Rhodamin B ......................................................................................... 21

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

V.1. Kesimpulan .......................................................................................... 27

V.2. Saran ..................................................................................................... 27

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


ix

DAFTAR TABEL

Tabel IV.1 Hasil Konsentrasi Sisa dan Persen Degradasi Larutan

Rhodamin B 1 ppm ......................................................................... 25

Tabel IV.2 Hasil Konsentrasi Sisa dan Persen Degradasi Larutan

Rhodamin B 25 ppm ....................................................................... 25


x

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1 Gambar Sel Elektrolisis ............................................................. 4

Gambar II.2 Struktur Kristal CuO .................................................................. 6

Gambar II.3 Diagram Band Gap Energi ZnO-CuO ....................................... 7

Gambar II.4 Struktur Rhodamin B .................................................................. 8

Gambar II.5 Prinsip Kerja Fotokatalis ........................................................... 10

Gambar II.6 Kerangka Pemikiran Percobaan Pembuatan Komposit. ............ 11

Gambar III.1 Rangkaian Alat SintesisKompositZnO-CuO ............................ 13

Gambar III.2 Diagram Alir Pembuatan Komposit ZnO dan CuO dengan

Kadar 0,1 M Asam Asetat ........................................................ 17

Gambar III.3 Diagram Alir Pembuatan Komposit ZnO dan CuO dengan

Kadar 0,2 M Asam Asetat ......................................................... 18

Gambar III.4 Diagram Alir Penggunaan Komposit ZnO dan CuO Hasil

Sintesis dengan Metode Elektrokimia sebagai Katalis

Fotodegradasi Rhodamin B ....................................................... 19

Gambar IV.1 Mekanisme Fotodegradasi ......................................................... 21

Gambar IV.2 Larutan Standar Rhodamin B 0; 0,1; 0,2 hingga 1 ppm ............ 22

Gambar IV.3 Larutan Standar Rhodamin B 0; 2; 4 hingga 24 ppm ................ 22

Gambar IV.4 Larutan Standar Rhodamin B Awal 1 ppm ................................ 23

Gambar IV.5 Larutan Standar Rhodamin B Awal 25 ppm .............................. 23

Gambar IV.6 Larutan Standar Rhodamin B Setelah Fotodegradasi dengan

Konsentrasi Awal 1 ppm ........................................................... 24

Gambar IV.7 Larutan Standar Rhodamin B Setelah Fotodegradasi dengan

Konsentrasi Awal 25 ppm ......................................................... 24


xi


INTISARI

Dwi Puji Ariska dan Wirinda Fajar Artiana, 2020. “Pembuatan Komposit

ZnO-CuO sebagai Katalis Fotodegradasi Zat Warna Rhodamin B”. Program

Studi Diploma III Teknik Kimia, Sekolah Vokasi, Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

Limbah cair yang dikeluarkan oleh industri tekstil mengandung berbagai

zat warna yang memiliki efek toksik terhadap manusia. Limbah zat warna tekstil

menjadi perhatian tersendiri dikarenakan struktur aromatik pada zat warna sulit

terdegradasi. Rhodamin B merupakan zat warna sintesis yang mencemari

lingkungan dan membahayakan makhluk hidup di sekitarnya.Banyaknya

kelemahan dari pengolahan limbah yang telah dilakukan, maka sebagai alternatif

dikembangkan metode fotodegradasi yang dapat dilakukan dengan memanfaatkan

sinar matahari dengan bantuan semikonduktor. Metode fotodegradasi merupakan

salah satu pengolahan limbah zat warna tekstil dimana dalam metode ini akan

menguraikan zat warna organik menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan

bantuan sinar (foton) dan dipercepat reaksinya dengan menggunakan katalis.

Paduan material ZnO-CuO yang menghasilkan komposit semikonduktor oksida

logam dapat digunakan sebagai katalis dan zat antibakteri.Tujuan tugas akhir ini

adalah membuat dan mengaplikasikan komposit sebagai katalis fotodegradasi zat

warna rhodamin B

Komposit ZnO-CuO dibuat dengan metode sintesis elektrokimia, dengan

menggunakan larutan elektrolit yaitu asam asetat 0,2 M 250 mL dengan cara

mengambil 2,86 mL larutan asam asetat diencerkan hingga volume mencapai 250

mL. Sebelum proses sintesis elektrokimia, larutan elektrolit dinetralkan dengan

menggunakan larutan NaOH 1 M (sekitar 40 mL).Pembuatan komposit dilakukan

dengan cara elektrosintesis dengan menghubungkan lempeng Zn sebesar 25 gram

dan Cu sebesar 20 gram masing – masing berukuran 5 cm x 2.5 cm sebagai

katoda dan lempeng Zn sebagai anoda (seluruh elektroda terendam sebagian) ke

catu daya selama 2 jam dengan pengadukan sebesar 300 rpm dan arus listrik

sebesar 2 A. Kemudian dilakukan pengeringan dioven pada suhu 80oC selama 20

jam dan selanjutnya dilakukan proses kalsinasi menggunakan furnace pada suhu

300oC selama 5 jam. Setelah proses kalsinasi dihasilkan produk komposit ZnO-

CuO dengan berat sebesar 4,697 gram kemudian dikemas dalam botol kaca.

Hasil pengamatan menunjukkan bahwa larutan Rhodamin B 1 ppm dan 25

ppm mengalami perubahan warna setelah melewati proses fotodegradasi di bawah

sinar matahari selama 2 jam.Secara visual terlihat bahwa setelah dilakukan

penyinaran dengan 3 variasi yaitu dengan penambahan katalis ZnO-CuO 0,1 M

asam asetat, katalis ZnO-CuO 0,2 M asam asetat, dan tanpa penambahan katalis

ZnO-CuO pada Rhodamin B 1 ppm dan 25 ppm berturut-turut adalah mengalami

perubahan warna dari merah muda terang menjadi merah muda jernih dan merah

pekat menjadi merah terang yang menandakan terjadinya pengurangan

konsentrasi.

Hasil analisa diperoleh komposit ZnO-CuO 0,2 M asam asetat memiliki

efektivitas sebesar 20% untuk konsentrasi awal 25 ppm dan 60% untuk


konsentrasi awal 1 ppm yang lebih optimal daripada komposit ZnO-CuO 0,1 M

asam asetat sebesar 12% untuk konsentrasi awal 25 ppm dan 30% untuk

konsentrasi awal 1 ppm.

laporan tugas akhir pembuatan komposit zno-cuo …

Documents