Air limbah yang mengandung zat pewarna menjadi salah satu tantangan dalam menjaga kualitas lingkungan. Selain sulit diuraikan, senyawa pewarna organik juga dapat bertahan di lingkungan dan memengaruhi kualitas perairan. Karena itu, diperlukan berbagai inovasi untuk menemukan metode pengolahan air yang lebih efektif dan berkelanjutan.
Salah satunya datang dari penelitian yang dilakukan oleh sejumlah peneliti yang sekaligus dosen Kimia Universitas Pertamina mengembangkan material yang memanfaatkan energi cahaya untuk membantu menguraikan polutan zat pewarna dalam air. Penelitian tersebut mengombinasikan metal-organic framework (MOF) jenis MIL-53(Al) dengan reduced graphene oxide (rGO) sebagai material fotokatalis.
Ketika Cahaya Membantu Mengurai Polutan
Secara sederhana, fotokatalis adalah material yang dapat memanfaatkan energi cahaya untuk memicu reaksi kimia. Dalam penelitian ini, material yang dikembangkan diuji kemampuannya dalam menguraikan dua jenis zat pewarna organik, yaitu methylene blue dan methyl orange.
Tim peneliti mengembangkan tiga variasi material, yakni MIL-53(Al) tanpa tambahan rGO, MIL-53(Al) dengan 2,5 persen rGO, dan MIL-53(Al) dengan 5 persen rGO. Ketiganya kemudian diuji di bawah paparan sinar ultraviolet (UV) dan sinar matahari selama 60 hingga 120 menit.
Saat material fotokatalis terkena cahaya, terjadi proses yang menghasilkan senyawa-senyawa reaktif. Senyawa ini kemudian berperan menyerang dan memecah struktur molekul zat pewarna menjadi molekul yang lebih sederhana. Dengan kata lain, energi dari cahaya dimanfaatkan untuk membantu proses penguraian polutan di dalam air.
Komposisi 2,5 Persen Jadi yang Paling Optimal
Menariknya, hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan rGO dalam jumlah lebih banyak tidak selalu menghasilkan kinerja yang lebih baik.
Dari tiga variasi yang diuji, material MIL-53(Al)/rGO dengan tambahan 2,5 persen rGO menunjukkan performa paling optimal. Dalam pengujian terhadap methylene blue, material tersebut mampu menguraikan hingga sekitar 97 persen zat pewarna di bawah paparan sinar matahari dan hingga 99 persen di bawah sinar UV.
Sementara itu, dalam pengujian selama 120 menit, komposisi 2,5 persen rGO juga menunjukkan kemampuan untuk menguraikan methylene blue dan methyl orange hampir sepenuhnya.
Sebaliknya, ketika jumlah rGO ditingkatkan menjadi 5 persen, performa material justru tidak lebih baik. Kandungan rGO yang lebih tinggi membuat ukuran kristalit material meningkat dan luas permukaan aktifnya menurun. Akibatnya, kemampuan material untuk menjalankan proses fotokatalisis juga ikut berkurang.
Temuan ini menunjukkan bahwa dalam pengembangan material, komposisi yang tepat menjadi faktor penting. Bukan sekadar menambahkan lebih banyak bahan, tetapi memahami bagaimana setiap komponen berinteraksi untuk menghasilkan performa terbaik.
Dari Laboratorium Kimia untuk Tantangan Lingkungan
Penelitian ini menjadi salah satu contoh bagaimana ilmu kimia berperan dalam menjawab persoalan lingkungan. Di balik proses penguraian polutan tersebut, terdapat berbagai kajian mengenai struktur material, komposisi senyawa, interaksi antarbahan, hingga reaksi kimia yang terjadi ketika material terkena cahaya.
Melalui pendekatan seperti ini, penelitian di bidang kimia tidak hanya berhenti pada pemahaman teori di laboratorium. Ilmu kimia juga dapat menjadi dasar dalam pengembangan material dan teknologi yang berpotensi menjawab berbagai tantangan, mulai dari pengolahan limbah hingga keberlanjutan lingkungan.
Semangat tersebut juga menjadi bagian dari pembelajaran di Program Studi Kimia Universitas Pertamina. Mahasiswa mempelajari berbagai aspek ilmu kimia sekaligus didorong untuk memahami penerapannya dalam menjawab kebutuhan industri, energi, lingkungan, dan pengembangan teknologi masa depan.
Mendorong Inovasi untuk Masa Depan yang Lebih Berkelanjutan
Meski masih berada dalam tahap penelitian laboratorium, pengembangan fotokatalis MIL-53(Al)/rGO membuka peluang bagi lahirnya inovasi pengolahan air yang lebih berkelanjutan. Pemanfaatan cahaya, termasuk sinar matahari, menjadi salah satu potensi yang dapat terus dikembangkan untuk mendukung teknologi pengolahan polutan di masa depan.
Upaya ini sejalan dengan Sustainable Development Goals (SDGs), khususnya SDG 6 tentang Air Bersih dan Sanitasi, melalui pengembangan solusi yang berpotensi mendukung peningkatan kualitas air, serta SDG 9 tentang Industri, Inovasi, dan Infrastruktur melalui riset dan pengembangan material.
Penelitian ini juga mencerminkan semangat Asta Cita ke-5, yaitu melanjutkan hilirisasi dan industrialisasi untuk meningkatkan nilai tambah di dalam negeri. Melalui penguatan riset dan inovasi, pengembangan ilmu pengetahuan dapat menjadi fondasi bagi lahirnya teknologi yang relevan dengan kebutuhan bangsa dan berpotensi memberikan manfaat yang lebih luas.
Sejalan dengan itu, riset dosen UPER ini juga merepresentasikan semangat UPER Berdampak, di mana pengembangan pengetahuan tidak hanya dilakukan untuk menghasilkan temuan ilmiah, tetapi juga diarahkan pada upaya menjawab tantangan nyata di masyarakat dan lingkungan.
Bagi calon mahasiswa yang tertarik mempelajari bagaimana ilmu kimia dapat berkembang menjadi inovasi dan solusi bagi berbagai persoalan masa depan, Program Studi Kimia Universitas Pertamina menjadi salah satu ruang untuk memulai perjalanan tersebut. Informasi lebih lanjut mengenai Program Studi Kimia dan pendaftaran mahasiswa baru dapat diakses melalui Laman Penerimaan Mahasiswa Baru Universitas Pertamina.
Referensi:
Muttaqin, M., Jaby, F. H., Bramasta, R. K., Mitan, N. M. M., & Buys, Y. F. (2025). Enhancement of the Photocatalytic Activity of MIL-53 Metal–Organic Frameworks Through the Addition of Reduced Graphene Oxide for Improved Degradation of Organic Dye Pollutants in Water Treatment Applications. IIUM Engineering Journal, 26(2), 240-253.
