Kelangkaan air secara global semakin meningkat, pemanfaatan sumber air bersih mulai ditinggalkan karena telah tercemar oleh bahan pencemar seperti logam berat, senyawa beracun dan mikroba pathogen yang dapat berasal dari pencemaran air, pencelupan dan limbah industry. Seperti yang dilaporkan oleh UNICEF, pada tahun 2025, diperkirakan 1,8 miliar orang dari dua pertiga populasi dunia akan tinggal di daerah yang kekurangan air. Menurut Penilaian Komunitas Intelijen Amerika serikat tentang Keamanan Air Global (Intelligence Community Assessment on Global Water Security). Diperkirakan pada tahun 2030, “permintaan air global tahunan (annual global water demand)” umat manusia akan melebihi “pasokan air berkelanjutan (sustainable water supply)” yang saat ini mencapai 40%. Air limbah dari industri fashion adalah salah satu penyumbang kontaminan terbesar dan menyebabkan 20% polusi air di dunia. Proses pencelupan dan finishing kimia yang digunakan dalam industri pakaian dan tekstil adalah salah satu kontributor utama perubahan iklim. Pada tahun 2030, 102 juta ton pakaian akan dikonsumsi, dan proses penggunaan air yang signifikan ini akan berkontribusi pada 3% emisi gas karbondioksida (CO2) secara global. Tidak diragukan lagi bahwa hal ini meningkatkan emisi gas rumah kaca yang berkontribusi terhadap perubahan iklim. Tanpa pretreatment, limbah zat warna dapat mencemari sungai, laut, dan air permukaan yang mengairi sawah. Negara-negara seperti Cina, Bangladesh, Thailand, dan Indonesia yang mendominasi industri pencelupan juga akan menghadapi masalah serius ini. Proses yang dihasilkan oleh aktivitas manusia dan lingkungan menyebabkan perubahan siklus air dan menimbulkan masalah global karena dampaknya tidak hanya pada kehidupan dan kesehatan organisme tetapi juga pada ekonomi, pekerjaan, dan keamanan.
Diperlukan pendekatan ilmiah untuk mengatasi masalah ketersediaan air bersih yang aman dan sehat dalam jangka panjang. Filtrasi membran dan teknik adsorpsi menjadi Teknik yang populer dalam beberapa tahun terakhir untuk menghilangkan polutan dari limbah. Namun pada Teknik ini, keberadaan endapan pengotor pada filter membran mengurangi efisiensi. Selain itu, proses adsorpsi juga diduga menghasilkan sludge baru yang mengandung kontaminan.
Degradasi polutan menggunakan reaksi fotokatalitik merupakan alternatif baru yang memanfaatkan hidrogen peroksida dari bahan fotokatalis yang diinduksi oleh cahaya. Perkembangan ukuran dan morfologi material merupakan salah satu faktor dalam memaksimalkan berbagai aplikasi nanomaterial. Titanium dioksida (TiO2) dalam bentuk nanowire telah diterapkan dalam sterilisasi bakteri, implan tulang, penghantaran obat terkontrol, dan aplikasi bioscaffold. Namun, titanium dioksida memiliki kelemahan seperti keterbatasan penyerapan sinar ultraviolet yang hanya terdapat 5% dari radiasi matahari. Pada penelitian ini, fotokatalis berbasis magnetik dan respon terhadap cahaya tampak berhasil dikembangkan dengan doping logam besi untuk meningkatkan reusabilitas material dan meningkatkan respon titanium dioksida terhadap cahaya tampak sebagai representasi cahaya matahari.
Sintesis dan aplikasi magnetik Fex+/TiO2 nanowire (titanium dioksida termodifikasi besi) yang memiliki reusabilitas sebagai fotokatalis untuk degradasi metilen biru sebagai model pewarna telah dipelajari dan berhasil disintesis dengan metode hidrotermal dalam larutan basa. Uji degradasi air limbah zat warna menggunakan magnetik Fex+/TiO2 nanowire dilakukan menggunakan zat warna metilen biru dalam reaktor yang dilengkapi dengan lampu pijar. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan kation menghasilkan morfologi dan bentuk baru titanium nanowire. Pengontrolan rasio molar kation menghasilkan magnetik Fex+/TiO2 nanowire dengan panjang 50-150 µm seperti ditunjukkan pada Gambar.
Hasil menampilkan bentuk memanjang yang seragam dan membentuk agregat pada satu sisi morfologi. Selain itu, sifat paramagnetik menunjukkan bahwa magnetik Fex+/TiO2 nanowire dapat dengan mudah dipisahkan dari campuran dalam waktu kurang dari 1 menit dengan menggunakan magnet eksternal. Uji aktivitas fotokatalisis dilakukan dengan menghitung persen degradasi methylene blue pada paparan cahaya tampak. Hasil menunjukkan efektivitas fotodegradasi metilen biru meningkat secara signifikan mencapai 80% dalam waktu 5 jam. Peningkatan jumlah titanium dioksida meningkatkan proses fotokatalitik, namun adanya doping kation juga berperan dalam meningkatkan respon TiO2 dari daerah ultraviolet ke daerah tampak sebagai representasi cahaya matahari, Sehingga diperkenalkan sebagai teknologi pengolahan air limbah pewarna alternatif yang memiliki reusabilitas dan bekerja dengan baik pada paparan sinar matahari sumber energi yang berkelanjutan.(Dr.Misriyani, M.Sc, Dosen Universitas Alkhairaat Palu)
