Studi Temukan Titanium Oksida Berpotensi Hilangkan Polutan Air Limbah

KOMPAS.com - Air limbah adalah masalah lingkungan utama di seluruh dunia dan keberadaannya memiliki dampak jangka panjang pada kesehatan manusia dan seluruh makhluk hidup.

Sebuah studi baru menemukan potensi yang terkandung dalam titanium oksida yang dapat membantu mengurai dan menghilangkan polutan dalam air limbah.

Sebagian besar air limbah yang mencemari lingkungan, dihasilkan dari rumah tangga dan industri. Secara global, air limbah yang dapat dihasilkan yakni hampir 380 miliar kubik ton setiap tahun.

Pengolahan air limbah telah menjadi fokus utama, namun para peneliti di Fakultas Teknik Universitas Drexel, dalam sebuah studi baru mengklaim, mungkin telah menemukan solusi dengan memanfaatkan nanofilamen kecil.

Potensi titanium oksida mengolah air limbah

Dilansir dari Science Daily, Selasa (10/10/2023), studi ini dipimpin Michel Barsoum, seorang profesor Universitas Distinguished menemukan, titanium oksida terstruktur lepidocrocite mampu mengurai polutan pewarna seperti rhodamin 6G dan kristal violet.

Dalam waktu 30 menit, bahan ini berhasil mengurangi konsentrasi pewarna dalam air masing-masing sebesar 90 persen dan 64 persen.

"Kami berharap integrasi fotokatalis titanium oksida ke dalam proses saat ini dapat meningkatkan efektivitas dan mengurangi konsumsi energi," ujar Barsoum.

Tim penelitian menggunakan berbagai teknik karakterisasi seperti difraksi sinar-X, pemindaian elektron, dan mikroskop elektron transmisi untuk menganalisis nanomaterial.

Mereka juga memantau sampel menggunakan spektroskopi ultraviolet-visible dan mengukur mineralisasi berdasarkan permintaan oksigen kimia untuk memantau dekolorisasi pewarna.

Hasilnya menunjukkan, nanofilamen memiliki potensi besar untuk pengolahan air limbah dengan kemampuan adsorpsi pewarna yang tinggi.

Selain itu, nanofilamen ini mampu meningkatkan efisiensi pengolahan air dan memiliki aplikasi potensial dalam sel surya, perangkat optik, dan pemisahan hidrogen untuk pembangkit bahan bakar hijau.

Penggunaan titanium oksida dalam pengolahan air limbah industri tekstil adalah solusi yang menjanjikan untuk mengatasi masalah pewarna beracun dalam limbah cair.

Ini adalah metode yang efektif, berkelanjutan, dan ekonomis yang dapat membantu melindungi ekosistem dan kesejahteraan manusia.

Faktor yang memengaruhi aktivitas titanium

Dikutip dari jurnal MDPI, yang diterbitkan tahun 2021, pengembangan dan aplikasi nanokomposit berbasis titanium oksida dan seng oksida sebagai katalis menjanjikan untuk menghilangkan polutan organik dari air dan air limbah.

Aktivitas fotokatalitik nanokomposit titanium dipengaruhi oleh berbagai faktor, seperti luas permukaan, konsentrasi ion logam dopan, pH, dan beban katalis.

Nanomaterial dengan luas permukaan yang tinggi menunjukkan memiliki aktivitas katalitik yang lebih baik. 

Penelitian menunjukkan, nanokatalis dengan permukaan yang luas (36,6 m2/g) menunjukkan aktivitas fotokatalitik yang lebih tinggi daripada sampel lainnya.

Dari penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa luas permukaan juga berkaitan dengan situs aktif pada permukaan katalis, yang meningkatkan aktivitas fotokatalitik.

Efisiensi reaksi fotokatalitik dapat dipengaruhi oleh jumlah katalis yang digunakan. Namun, peningkatan lebih lanjut dalam pemuatan katalis dapat menyebabkan degradasi yang stabil dengan dampak negatif.

Para peneliti juga mencatat bahwa pada pH di atas 7, permukaan nanokatalis menjadi bermuatan negatif.

Menghasilkan tolakan elektrostatik antara pewarna biru metilen dan katalis, mengurangi efisiensi degradasi fotokatalitik.