Penentuan komposisi TiO2-N dan lama penyinaran optimum pada fotodegradasi naphthol blue black dengan fotokatalis TiO2-N

INDONESIA:

Naphthol blue black merupakan salah satu jenis limbah zat warna azo pada industri tekstil. Limbah ini bersifat non-biodegradable, toksik, mutagenik, dan karsinogenik. Metode fotodegradasi mampu mengubah zat warna menjadi senyawa yang lebih sederhana dan aman bagi lingkungan menggunakan material fotokatalis semikonduktor dengan bantuan sinar UV. Material semikonduktor TiO2 telah banyak dilaporkan memiliki aktivitas fotokatalitik yang baik dan dapat ditingkatkan aktivitasnya dengan menambah dopan atom N.

Pada penelitian ini Fotokatalis TiO2-N disintesis dengan metode sonikasi dengan variasi komposisi TiO2-N yaitu 95:5, 90:10, dan 85:15. Hasil sintesis akan dikarakterisasi dengan Spektrofotometer XRD, FTIR, dan UV-Vis DRS. Uji aktivitas fotokatalis TiO2-N dilakukan untuk fotodegradasi napthol blue black dengan variasi komposisi TiO2-N dan lama penyinaran sinar UV. Selanjutnya uji efektifitas fotokatalis TiO2-N dalam fotodegradasi pewarna napthol blue black.

Hasil difraktogram XRD menunjukkan fasa yang terbentuk pada TiO2-N adalah anatas. Spektra FTIR menunjukan adanya dopan nitrogen memunculkan peak khas pada bilangan gelombang 658-704 cm-1 dan 1390-1388 cm-1. Data UV-Vis DRS menunjukan nilai energi celah pita yang dihasilkan pada TiO2-N 95:5 = 3,14 eV, 90:10 = 3,13 eV, 85:15 = 3.079 eV. Hasil uji aktivitas menunjukan fotokatalis TiO2-N optimum untuk fotodegradasi naphthol blue black pada komposisi TiO2-N 90:10 yang disinari dengan sinar UV selama 120 menit dengan persen fotodegradasi sebasar 91,34%.

ENGLISH:

Naphthol blue black is one type of azo dye waste in the textile industry. This waste is non-biodegradable, toxic, mutagenic, and carcinogenic. The photodegradation method is able to convert dyes into simpler and safer compounds for the environment using semiconductor photocatalyst materials with the help of UV light. The TiO2 semiconductor material has been reported to have good photocatalytic activity and its activity can be increased by adding N atom dopants.

TiO2-N photocatalyst was synthesized by sonication method. In this study, variations in the composition of TiO2-N used were 100:0, 95:5, 90:10, and 85:15. The results of the synthesis will be characterized by XRD Spectrophotometer, FTIR, and UV-Vis DRS. After that, the activity of TiO2-N photocatalyst was tested to degrade napthol blue black using UV-Vis Spectrophotometry method with variations in TiO2-N composition and UV irradiation time at 30, 60, 90, 120, and 150 minutes. Next, test the effectiveness of TiO2-N photocatalyst in photodegradation of napthol blue black dye.

The results of the XRD difractogram showed that the phase formed in TiO2-N was anatase. The FTIR spectra showed that the presence of nitrogen dopant gave rise to typical peaks at wave numbers 658-704 cm-1 and 1390-1388 cm-1. The UV-Vis DRS data showed that the band gap energy values produced at TiO2-N 95:5 = 3.14 eV, 90:10 = 3.13 eV, 85:15 = 3.079 eV. The activity test results showed that the optimum TiO2-N photocatalyst composition for photodegradation of naphthol blue black was 90:10. The optimum irradiation time at 120 minutes and the effectiveness of TiO2-N with a composition of 90:10 which was irradiated with UV light for 120 minutes resulted in a higher with a percent photodegradation of 91.34%.

ARAB:

النفثول الأزرق الأسود هو نوع من نفايات صبغة الديازو في المادة اللوني النسيج. هذه النفايات غير قابلة للتحلل البيولوجي ، وسامة ، ومسببة للطفرات ومسببة للسرطان. طريقة التحلل الضوئي قادرة على تحويل نفايات الأصباغ إلى مركبات أبسط وأكثر أمانًا للبيئة باستخدام مادة محفز ضوئي أشباه الموصلات بمساعدة ضوء الأشعة فوق البنفسجية. مواد أشباه الموصلات، تم الإبلاغ عن TiO2 على نطاق واسع أن له نشاط تحفيز ضوئي جيد ويمكن زيادته عن طريق إضافة ذرات نتروجي.

في هذا البحث، تم تصنيع المحفز الضوئي ثاني أكسيد التيتانيوم – نتروجي بطريقة الصوتنة مع تركيبات مختلفة وهي 95: 5 ، 90:10 و 85:15. سوف تتميز نتائج التوليف بمقاييس الطيف الضوئي XRD و FTIR و UV-Vis DRS. تم إجراء تجربة نشاط المحفز الضوئي نتروجي- TiO2 من أجل التحلل الضوئي للنافثول الأزرق الأسود مع اختلافات في تكوين نتروجيN- TiO2 ووقت تشعيع الأشعة فوق البنفسجية. ثم اختبر فعالية المحفز الضوئي نتروجي- TiO2 في التحلل الضوئي لصبغة النفثول الأزرق الأسود.

أظهرت نتائج مخطط XRD أن الطور المتكون على نتروجي- TiO2 كان أناتايس. تُظهر أطياف FTIR وجود النيتروجين المشوب مما يؤدي إلى قمم نموذجية عند أرقام الموجات 658-704 سم -1 و 1390-1388 سم -1، تُظهر بيانات UV-Vis DRS قيمة طاقة فجوة النطاق المتولدة عند TiO2-N 95:5 3.14 eV =، 90:10 3.13 eV= ، 85:15 3.079 eV=. تظهر نتائج اختبار النشاط التركيب المحفز الضوئي الأمثل نتروجي- TiO2 للتحلل الضوئي للنافثول الأزرق الأسود هو 90:10. أدى وقت التشعيع الأمثل عند 120 دقيقة وفعالية نتروجي- TiO2بتركيبة 90:10 والتي تم تشعيعها بضوء UV لمدة 120 دقيقة إلى تحلل ضوئي أعلى بنسبة %91.34 .