PHOTOCATALYTIC DEGRADATION AND ADSORPTION OF REMAZOL DYE WASTE USING TIO₂/BIOCHAR COMPOSITE AT SMAN 3 MUARO JAMBI BATIK STUDIO

Authors

  • Mutia Hasmi Pradila Magister Ilmu lingkungan Universitas Jambi
  • Muhammad Damris
  • Maison Maison

DOI:

https://doi.org/10.30631/pbg9qr68

Keywords:

batik wastewater, photocatalytic, biochar, TiO₂

Abstract

This study aims to evaluate the effectiveness of Remazol batik wastewater treatment at SMAN 3 Muaro Jambi through degradation and adsorption using a TiO₂/biochar photocatalytic composite. The biochar was derived from cassava peel and employed under UV light irradiation, with UV-Vis spectrophotometry used for analysis. Treatment efficiency was assessed by varying the biochar mass (1–4 grams) and reaction time (1, 3, and 6 hours). The highest removal efficiency of 100% was achieved at 4 grams of biochar and 6 hours of exposure. The adsorption process followed the Freundlich isotherm model, indicating a multilayer adsorption mechanism on the biochar surface. These findings suggest that the TiO₂/biochar composite offers an effective, eco-friendly, and practical solution for small-scale batik wastewater treatment, particularly in educational and home industry settings.

References

Abdulhameed, A.S., Jawad, A.H., Mohammad, A.T.,2019, “Chitosan-ethylene glycol diglycidyl ether/TiO2 nanoparticles for adsorption of reactive orange 16 dye using a response surface methodology approach”, Bioresource Technology, 293:122071.

Abdullah, M., Khairurrijal. 2009. Karakter Nanomaterial. Jurnal Nanosains dan Nanoteknologi

Aditya, Muhammad. (2018). Pengaruh Penyerapan CO2 terhadap Laju Alir Absorber NaOH dan Waktu Kontak pada Alat Revamping Absorber Tipe Sieve Tray, Palembang.

Alfiany, H., S. Bahari dan Nurakhirawati. 2013. Kajian Penggunaan Arang Aktif Tongkol Jagung Sebagai Adsorben Logam Pb Dengan Beberapa Aktivator Asam. Jurnal Natural Science. 2 (3): 75-86.

Aminullah, M. 2019. Pemanfaatan TiO2 Pada Proses Fotodegradasi Limbah Pewarna Batik (Remazol Yellow Fg). Jurnal Crystal. Vol. 1 No.1

Arief, M. 2011. Sintesis dan Karakterisasi Nanopartikel Seng Oksida (ZnO) dengan Metode Proses Pengedapan Kimia Basah dan Hidrotermal untuk Aplikasi Fotokatlis. Depok: UI.

Agustina, E., Dahlan, D., Syukri.2013. Struktur dan Sifat Optik LapisanTipis TiO2 (Titanium Oksida) Yang Dihasilkan Dengan Menggunakan Metode Elektrodeposisi. Jurnal.Universitas Andalas, Vol.2, No.3, ISSN 2302 8491.

Amani, F, dan K. Prawiroredjo. 2016. Alat Ukur Kualitas Air Minum dengan Parameter pH, Suhu, Tingkat Kekeruhan, dan Jumlah Padatan Terlarut. Jurnal Jetri. Vol 14(1). 49-62. ISSN: 1412-0372.

Ana, Marliana. 2014. Analisis TSS (Total Suspend Solid) dan TDS (Total Dissolved Solid). Semarang: Universitas Diponegoro.

Anggraini, P.D., A. Setiawan dan N. E., Mayangsari. 2021. Sintesis dan Karakterisasi TiO2 -Karbon Aktif Tempurung Kelapa sebagai Photocatalyst Agent dalam Pengolahan Limbah Cair Batik. National Conference Proceeding on Waste Treatment Technology. ISSN No. 2623 – 1727.

Ardhiarisca, O. 2013. Karakterisasi Optik dan Struktur Kristal Film Tipis TiO2:Au Ditumbuhkan Dengan Metode Spin Coating. FMIPA Universitas Jember.

Ardiani, P. 2013. Efektivitas Katalis TiO2 dengan Pengemban Mg(OH)2.5H2O pada Fotodegradasi Zat Warna Rhodamine B. FMIPA UNS Surakarta.

Ariswan. 2013. Semikonduktor, Handout Kuliah. Yogyakarta: FMIPA UNY

Bandyopadhyay, A., M. D. Sarkar, & A. K. Bhowmick. 2005. Poly (Vinyl

Alcohol)/Silica Hybrid Nanocomposites by Sol-Gel Technique:

Synthesis And Properties. Journal of Materials Science Vol. 40:5233-

5241.

Bilalodin. 2012. Pembuatan dan Penentuan Celah Pita Optik Film Tipis TiO2. Purwokerto. Jurnal Prosiding Pertemuan Ilmiah XXVI HFI Jateng & DIY:86-89

Brassard, P.; Godbout, S.; Raghavan, V. Soil biochar amendment as a climate change mitigation tool: Keyparameters and mechanisms involved. J. Environ. Manag. 2016, 181, 484–497.

Carp. 2014. Solar Cells and their Application. New York, USA: Wiley. 1-48

Daenen, M. 2003. The Wondrus World Of Carbon Nanotubes. Eindhoven: University Of Technology.

Dawnay, E.J.C., and Yeatman. 1997. Doped Sol-Gel Film for Silica-on-Silcon

Photonic Components, J. sol-gel Sci. Tech, 8. 1007-1011

Devi, I., Helga., D.F., dan Ngatijo. 2018. Uji Uv-Vis Lapisan Tio2/N2 Untuk Menentukan Band Gap Energy. Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Jambi. JoP, Vol. 3. ISSN: 2502-2016.

Dewi, WidiyoIko Suryo .2017. Studi Optimasi Pengaruh Perubahan Konsentrasi Terhadap Kecepatan Putar Spin Coating Pada Penumbuhan Membran Polyvinyl Alcohol (PVA) Di Atas Elektroda Platinum (Pt) (skripsi). Surakarta: Universitas Sebelas Maret.

Dolat. 2014. Preparation Characterization and Charge Transfer Studies of Nickel Modifed and Nickel, Nitrogen Comodified Rutil Titanium Dioxide for Photocatalytic. Aplication Chemical Engineering Journal 239 149-157.

Dwi, D. W, dan T. Setyaningtyas. 2014. Fotodegradasi Zat Warna Tartrazin Limbah Cair Industri Mmenggunakan Fotokatalis Tio2 - Sinar Matahari. Jurnal Molekul. Vol 9(1): 56-62.

El-Dossoki, F. I., Atwee, T. M., Hamada, A. M., & El-Bindary, A. A. (2021). Photocatalytic degradation of remazol red b and rhodamine b dyes using tio2 nanomaterial: Estimation of the effective operating parameters. Desalination and Water Treatment, 233, 319–330. https://doi.org/10.5004/dwt.2021.27519

Enaime, G.; Ennaciri, K.; Ounas, A.; Baçaoui, A.; Se_en, M.; Selmi, T.; Yaacoubi, A. Preparation and characterization of activated carbons from olive wastes by physical and chemical activation: Application to indigo carmine adsorption. J. Mater. Environ. Sci. 2017, 8, 4125–4137.

Fitriansyah, A., Amir, H., & Elvinawati, E. (2021). KARAKTERISASI ADSORBEN KARBON AKTIF DARI SABUT PINANG (Areca catechu ) TERHADAP KAPASITAS ADSORPSI ZAT WARNA INDIGOSOL BLUE 04-B. Alotrop, 5(1), 42–54. https://doi.org/10.33369/atp.v5i1.16485

Fuchs M, Garcia-Perez M, Small P, and Flora G 2014 Campfire Lessons - breaking down the combustion process to understand biochar production The Biochar Journal (Switzerland: Arbaz)

Gao, X., P. G. Ren., J. Wang., F. Ren., Z. Dai., dan Y. L. Jin. 2020. Fabrication of visible-light responsive TiO2@C photocatalyst with an ultrathin carbon layer to efficiently degrade organic pollutants. Applied Surface Science 532. 147482.

Gaol, A.T.C. 2022. Degradasi Limbah Batik Menggunakan Fotokatalis TIO2?KA Dari Kulit Ubi Kayu (Manihot esculenta) (skripsi). Jambi: Universitas Jambi.

Gosselin, R.E., H.C. Hodge, R.P. Smith and M.N Gleason. 1976. Clinical Toxicology of Commercial products. 4th ed. Williams and Wilkins Co., Baltimore.

Gonçalves RA, RP Toledo, N. Joshi, dan OM Berengue, Green synthesis and Applications of ZnO an TiO2 Nanostruktures, Molecules, vol. 26, no. 8, hal. 2236, April 2021, doi: 10.3390/ molekul26082236.

Harun, N. H., Rahman, M. A., Kamarudin, W. W., Irwan, Z., Muhammud, A., Akhir, N. E. F. M., & Yaafar, M. R. (2018). Photocatalytic degradation of Congo red dye based on titanium dioxide using solar and UV lamp. Journal of Fundamental and Applied Sciences, 10(1S), 832-846.

Hastutiningrum, S., & Purnawan. (2017). Pra-Rancangan Instalasi Pengolahan Air Limbah (Ipal) Industri Batik (Studi Kasus Batik Sembung, Sembungan Rt.31/Rw.14, Gulurejo, Lendah, Kulonprogo). Eksergi, 14(2), 52-62.

Heriani R.N., E., Simanjuntak, W., & . I. (2014). Studi Pendahuluan Pengolahan Air Payau Menjadi Air Bersih Dengan Metode Kombinasi Elektrokoagulasi Dan Adsorpsi Menggunakan Karbosil. Jurnal Sylva Lestari, 2(1), 1. https://doi.org/10.23960/jsl121-10

Hikmah, M., & Wahyuni, N. (2023). Sintesis Fotokatalis TiO2 untuk Degradasi Zat Warna Sintetis Metilen Biru dengan Bantuan Sinar Tampak. Jurnal Teknologi Lingkungan Lahan Basah. Vol 11(3),878.

Herman J.M. 2020. Heterogeneous photocatalysis: fundamentals and applications to the removal of various types of aqueous pollutants, catal Today. Vol. 53(1): 58-62

Juarlin, E. 2016. Karakterisasi Lapisan Tipis Titanium Dioksida (TiO2) yang Ditumbuhkan dengan Substrat Kaca. Jurnal Kimia. Vol 1(1). 1-8.

Kartasapoetra, A.G. 1988. Teknologi Budidaya Tanaman Pangandi Daerah Tropik. Bina Aksara: Jakarta.

Kumar, A., & Singh, R. (2019). "Thermal Decomposition of Polystyrene Waste: A Pyrolysis Study at Various Temperatures." Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 135(2), 1125-1133.

Kuncoro, D.M. 1993.Tanaman yang Mengandung Zat Pengganggu. CV. Aamalia: Jakarta.

Kurniawan, M.W., Purwanto, P., dan Sudarso, S. (2013). Stratergi Pengelolaan Air Limbah Sentra UMKM Batik yang Berkelanjutan di Kabupaten Sukoharjo. Jurnal Ilmu Lingkungan, 11(2), 62-72.

Kusumaningsih, T., Masykur, A., & Supriyanto, R. (2006). The adsorption of Remazol Yellow FG in the textile wastes by cogon grass (Imperata cylindrica (L.) Raeush). Biofarmasi Journal of Natural Product Biochemistry, 4(1), 27–33. https://doi.org/10.13057/biofar/f040106

Laury M.T. 2022. Degradasi fotokatalitik pewarna natrium oranye II dalam air limbah tekstil menggunakan TiO2 yang didukung dengan karbon aktif. Thesis.

Li H, Liu Y, Chen Y, Wang S, Wang M, Xie T and Wang G .2016.Biochar amendment immobilizes lead in rice paddy soils and reduces its phytoavailability www.nature.com/DOI:10.1038/srep31616

Liu X, Sun J, Duan S, Wang Y, Hayat W, Alsaedi A and Wang C dan Li J.2017. A Valuable Biochar From Poplar Catkins With High Adsorption Capacity For Both Organic Pollutans and Inorganic Heavy Metal Ions. Scientific Reports. Vol.7: 10033. DOI: 10.1038/s41598-017-09446-0.

Mubarokah, I. (2010). Gabungan Metode Aerasi Dan Adsorbsi Dalam Menurunkan Fenol dan Cod Pada Limbah Cair Ukm Batik Purnama Di Desa Kliwonan Kecamatan Masaran Kabupaten Sragen Tahun 2010. Skripsi: Unnes.

Mujadin, A., D. Astharini., O. N. Samijayani. 2017. Prototipe pengendalian pH dan elektro konduktivitas pada cairan nutrisi tanaman hidroponik. Jurnal Al-Azhar Indonesia Seri Sains dan Teknologi. Vol 4(1).

Nurfahasdi, M., Sabrina, S., Husin, A., Hafni, K. N., Hasibuan, N. H., Rakhmatov, A., Turayeva, M., & Yuldosheva, S. (2024). The Effect of Electric Voltage Variation and Flow Rate on Decreasing Remazol Red Rb 133 Dye Levels in a Continuous Electrocoagulation Process. E3S Web of Conferences, 497. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202449701003

Parhizkar, H., Taddei, P., Weziak-bialowolska, D., Mcneely, E., Spengler, D., Guillermo, J., & Laurent, C. (2023). Jo ur l P re of. In Building and Environment. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2023.110984

Poolwong, J., Kiatboonyarit, T., Achiwawanich, S., Butburee, T., Khemthong, P., & Kityakarn, S. (2021). Three-dimensional hierarchical porous tio2 for enhanced adsorption and photocatalytic degradation of remazol dye. Nanomaterials, 11(7). https://doi.org/10.3390/nano11071715

Purnawan, C., Wahyuningsih, S., Aniza, O. N., & Sari, O. P. (2021). Photocatalytic degradation of Remazol Brilliant Blue R and Remazol Yellow FG using TiO2 doped Cd, Co, Mn. Bulletin of Chemical Reaction Engineering and Catalysis, 16(4), 804–815. https://doi.org/10.9767/bcrec.16.4.11423.804-815

Oliveira RF, Patel AK, Jaisi DP, Adhikari S and Lu Hand Khanal SK. 2017. Review Environmental application of biochar Current status and perspectives. Bioresource Technology. Vol. 246: 110-122.

Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 05 Tahun 2014 tentang Baku Mutu Air Limbah.

Riyani, K., Setyaningtyas, T., & Riapanitra, A. (2021). Degradation of phenol in batik industry wastewater using thin layer TiO2photocatalyst. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 746(1). https://doi.org/10.1088/1755-1315/746/1/012031

Ratnasari, D. 2014. Tugas Kimia Fisika X-Ray Diffraction (XRD). Surakarta: Universitas Sebelas Maret.

Reynolds, T.D. 1982. “Unit Operations and Process in Environmental Engineering”, Texas A & M University, Books/Cole Engineering Division, Monterey, California, USA, pp 165 – 166.

Santrohamidjojo. 2001. Spektroskopi Inframerah. Yogyakarta: Liberty Yogyakarta.

Satrya, R.W. (2015). Sejarah Industrialisasi Batik Di Kampung Batik Jetis Sidoarjo Tahun 1970-2013. E-Journal Pendidikan Sejarah, 3(3). 480-486.

Sucahya., T. Noviaska., N. Permatasari., A. Bayu., dan D. Nandiyanto. 2016. Review: Fotokatalis Untuk pengolahan limbah cair. Jurnal integrasi proses. Vol 6(1) :1-15.

Suheryanto, D. (2015). Penggunaan Natrium Silikat pada Proses Pelorodan Batik Terhadap Pelepasan Lilin dan Kekuatan Tarik Kain. Prosiding Seminar National Teknik Kimia Kejuangan Pengembangan Teknologi Kimia untuk Pengelolaan Sumber Daya Alam Indonesia ISSN 16934393.Yogyakarta: UPN Veteran.

Suprihatin, H. (2014). Kandungan Organik Limbah Cair Industri Batik Jetis Sidoarjo Dan Alternatif Pengolahannya. Skripsi Institut Teknologi Pembangunan: Surabaya.

Sutanto, H, dan I. Nurhasanah. 2017. Teknologi Lapisan Tipis dan Aplikasinya. Semarang: UPT Undip Press.

Sri, Ardhiany. (2018). Jurnal Teknik Patra Akademika. Vol. 09. Palembang. No. 02 Desember 2018.

Trevino, A.P., Miranda, V.M., Rios, M.S., 2013, “Removal of remazol yellow from aqueous solutions by unmodified and stabilized iron modified clay”, Applied Clay Science, 80–81:219–225

Tolumeko, C. L., Sesa, E., & Darwis, D. (2017). Penentuan Waktu Kontak Optimum dan Massa Optimum Arang Aktif Kulit Kakao Sebagai Asorben Ion Timbal (Pb). Gravitasi, 16(1), 1689–1699.

Wahyuningsih, A.W.K. 2018.Pemanfaatan ampas Singkong Sebagai Adsorben Remazol Brillian Blue (RBBR). Skripsi.Institut Teknologi Sepuluh November.

Wibowo, AD. 2016. Modifikasi Permukaan Semikonduktor Lapisan Tipis Grafit/Komposit TiO2-SiO2 Dengan Penempelan Logam Tembaga (Cu) Secara Elektron Deposisi. Jurnal FMIPA UNS Surakarta.

Widi, R.K. 2018. Pemanfaatan Material Organik: Pengenalan dan Beberapa Inovasi di Bidang Penelitian. Yogyakarta: DEEPUBLISH.

Yanto Rahman, D., & Sulistyowati, R. (2023). Aplikasi Fotokatalis Tio2 Dan Alternatifnya Untuk Degradasi Pewarna Sintetis Dalam Limbah Cair. Environmental Science Journal (ESJo): Jurnal Ilmu Lingkungan , 1(2), 89–105. http://journal.univpgri-palembang.ac.id/index.php/esjo

Yusak, A., dan Adi, K. (2011). Keeksotisan Batik Jawa Timur. Jakarta: Elex Media Komputindo.

Zhao, Yan-xia., X.Y, Li., C. Tian., dan J. X, Wang. 2020. Production Of Carbon-Doped Titanium Dioxide (C-Tio) Frompolytitanium-Coagulated Sludge As An Adsorbent Or Photocatalyst Forpollutant Removals. Journal of Cleaner Production. 121979. 1-11.

Downloads

Published

2025-04-30

How to Cite

PHOTOCATALYTIC DEGRADATION AND ADSORPTION OF REMAZOL DYE WASTE USING TIO₂/BIOCHAR COMPOSITE AT SMAN 3 MUARO JAMBI BATIK STUDIO. (2025). Physics and Science Education Journal (PSEJ), 5(1), 37-48. https://doi.org/10.30631/pbg9qr68