Penulis: Intan Farhani (Mahasiswa Prodi S1 Kimia, Universitas Pendidikan Indonesia)
Artikel populer ini diajukan untuk memenuji tugas mata kuliah Kimia Permukaan.
Tahukah kamu bahwa limbah yang berasal dari rumah sakit ataupun farmasi dapat mencemari badan air dan mengakibatkan dampak toksik bagi organisme air dan tanah serta peningkatan konsentrasi pada makhluk hidup (bioakumulasi) dan peningkatan konsentrasi dalam jejaring rantai makanan (biomagnifikasi)?
Berbagai penelitian terkini menunjukkan bahwa limbah cair rumah sakit berpotensi mengandung berbagai senyawa farmasi termasuk antibiotik yang dapat menjadi polutan karena penyerapan yang tidak sempurna oleh tubuh manusia dan pembuangan obat yang kadaluarsa secara tidak benar.
Setelah antibiotik dilepaskan ke lingkungan, mereka dapat bertahan dalam jangka waktu yang lama, sehingga berpotensi mempengaruhi ekosistem. Keberadaan senyawa ini menjadi masalah yang sangat serius bagi lingkungan karena toksisitas, ketahanan terhadap mekanisme degradasi di lingkungan dan peningkatan konsentrasi di lingkungan.
Untuk mengatasi hal tersebut dapat digunakan metode pengolahan air - fotokatalis. Fotokatalisis adalah proses percepatan reaksi kimia yang dipicu oleh keberadaan katalis yang diaktivasi oleh cahaya, biasanya cahaya ultraviolet (UV) atau cahaya tampak. Dalam reaksi ini, cahaya yang diserap oleh fotokatalis menghasilkan pasangan elektron-hole (e⁻/h⁺), yang kemudian berperan dalam reaksi kimia untuk mengoksidasi atau mereduksi senyawa tertentu.
Proses fotokatalisis memiliki empat tahapan utama: (1) Penyerapan Cahaya: Fotokatalis menyerap cahaya dengan panjang gelombang tertentu, mengaktivasi elektron dari pita valensi ke pita konduksi. (2) Pemisahan Elektron dan Hole: Cahaya menghasilkan pasangan elektron-hole, yang memisahkan diri untuk menghindari rekombinasi. (3) Reaksi Redoks di Permukaan: Hole mengoksidasi zat pada permukaan, sementara elektron bereaksi dengan molekul lain (misalnya, air atau oksigen). (4) Desorpsi Produk: Produk hasil reaksi dilepaskan dari permukaan fotokatalis untuk memulai siklus baru.
Beberapa material yang sering digunakan sebagai fotokatalis, yaitu logam oksida semikonduktor TiO2 yang dikenal mempunyai band gap yang sesuai untuk menguraikan polutan menjadi struktur yang lebih sederhana sehingga mudah terurai. Namun, TiO2 ini memiliki keurangan, yaitu luas permukaan yang kecil dan daya serap substrat yang buruk.
Lalu apakah ada material lain yang dapat menunjang kinerja TiO2?
Untuk mengatasi hal ini, menggabungkan titania dengan silika mesopori yang memiliki luas permukaan besar. Silika mesopori, sebuah material inovatif dengan struktur yang unik dan kemampuan luar biasa. Dalam dunia teknologi material, silika mesopori telah menjadi sorotan utama karena luas permukaannya yang sangat besar, pori-pori seragam, dan fleksibilitasnya untuk digunakan di berbagai bidang, mulai dari pengolahan limbah hingga biomedis.
Keberadaan silika mesopori ibarat sebuah "pahlawan tak terlihat" yang bekerja di balik layar untuk menyelesaikan berbagai tantangan besar, seperti pencemaran lingkungan. Apalagi, material ini bisa diproduksi dari limbah agroindustri seperti sekam padi, ampas tebu, hingga jerami—membuktikan bahwa teknologi canggih bisa berjalan beriringan dengan keberlanjutan lingkungan. Dalam artikel ini, kita akan menjelajahi dunia silika mesopori: apa yang membuatnya begitu istimewa, bagaimana ia dihasilkan, serta mengapa material ini disebut sebagai salah satu kunci untuk menciptakan masa depan yang lebih bersih dan hijau. Siap mengenal lebih dekat material kecil dengan kemampuan besar ini? Mari kita mulai!
