#NOPUBLISH 10/2/2025# Pengaruh komposisi dan massa optimum pada sintesis Zn terdoping karbon aktif tempurung kelapa sawit (KATKS) untuk fotodegradasi metil jingga

INDONESIA:

Zat warna metil jingga banyak digunakan dalam industri tekstil, akan tetapi memiliki efek berbahaya bagi lingkungan seperti bersifat karsinogenik, mutagenik, dan sulit didegradasi pada lingkungan. Salah satu cara penanggulangan zat warna metil jingga yaitu dengan proses fotodegradasi menggunakan fotokatalis. Proses fotodegradasi akan menguraikan metil jingga menjadi senyawa yang lebih sederhana menggunakan bantuan sinar ultraviolet (UV). ZnO merupakan senyawa yang sering digunakan sebagai fotokatalis dalam fotodegradasi karena memiliki efesiensi katalitik yang tinggi serta tidak beracun. Kekurangan ZnO yaitu memiliki permukaan yang kecil, sehingga perlu ditambahkan pengemban seperti karbon aktif. Pada penelitian ini karbon aktif berasal dari tempurung kelapa sawit. Fotokatalis ZnO:Karbon Aktif tempurung kelapa sawit (KATKS) disintesis dengan metode sonikasi dengan variasi komposisi ZnO:KATKS yaitu 95%:5%, 90%;10%, dan 85%:15%. Hasil sintesis kemudian dikarakterisasi menggunakan Spektrofotometer XRD, XRF, dan UV-Vis DRS. Uji fotodegradsi zat warna metil jingga dilakukan dengan beberapa variasi diantaranya variasi komposisi ZnO:KATKS (95%:5%, 90%;10%, 85%:15%), variasi massa (25, 50, dan 75 mg) dari komposisi fotokatalis dengan degradasi tertinggi, dan uji kontrol menggunakan ZnO, KATKS tanpa serta dengan penyinaran UV. Hasil penelitian menunjukan material ZnO-KATKS memiliki struktur wurtzite dan energi celah pita ZnO-KATKS semakin menurun seiring dengan banyaknya jumlah KATKS yang ditambahkan. Unsur yang paling melimpah pada ZnO-KATKS adalah Zn, unsur Zn terkaya yang terkandung dalam fotokatalis tersebut adalah 95,21%. Kandungan Nb juga terdapat pada material ini ±20%. Material fotokatalis ZnO-KATKS (85%:15%) merupakan komposisi terbaik yang mampu mendegradasi metil jingga sebesar 99,96% dengan penambahan massa fotokatalis 50 mg dan penyinaran UV selama 100 menit.

ENGLISH:

Methyl orange dye is widely used in the textile industry, but has harmful effects on the environment such as being carcinogenic, mutagenic, and difficult to degrade. One way to overcome methyl orange is by the photodegradation process using a photocatalyst. The photodegradation process will decompose methyl orange into simpler compounds using ultraviolet (UV) light. ZnO is a compound that is often used as a photocatalyst in photodegradation because it has high catalytic efficiency and is non-toxic. The disadvantage of ZnO is that it has a wide surface, so it is necessary to add a carrier such as activated carbon, one of which comes from palm shells. ZnO photocatalyst: Palm shell activated carbon (KATKS) was synthesized using the sonication method with variations in the composition of ZnO: KATKS, namely 95%: 5%, 90%; 10%, and 85%: 15%. The synthesis results were then characterized using XRD, XRF, and UV-Vis DRS spectrophotometers. The photodegradation test of methyl orange was carried out with several variations including variations in the composition of ZnO:KATKS (95%:5%, 90%;10%, 85%:15%), variations in mass (25, 50, and 75 mg) of the photocatalyst composition with the highest degradation, and control tests using ZnO, KATKS without and with UV irradiation. The results showed that the ZnO-KATKS material had a wurtzite structure and the band gap energy of ZnO-KATKS decreased with the amount of KATKS added. The most abundant element in ZnO-KATKS is Zn, the richest element Zn contained in the photocatalyst is 95.21%. Nb content is also found in this material ±20%. ZnO-KATKS photocatalyst material (85%:15%) is the best composition capable of degrading methyl orange by 99.96% with the addition of 50 mg photocatalyst mass and UV irradiation for 100 minutes.

ARABIC:

تستخدم صبغة الميثيل البرتقالية على نطاق واسع في صناعة النسيج، ولكن لها آثار ضارة على البيئة مثل كونها مسرطنة ومطفرة ويصعب تحللها إلى البيئة. تتمثل إحدى طرق التعامل مع صبغة الميثيل البرتقالية في عملية التحلل الضوئي باستخدام المحفزات الضوئية. سوف تتحلل عملية التحلل الضوئي برتقال الميثيل إلى مركبات أبسط باستخدام مساعدة الأشعة فوق البنفسجية (UV). ZnO هو مركب يستخدم غالبا كمحفز ضوئي في التحلل الضوئي لأنه يتمتع بكفاءة تحفيزية عالية وليس ساما. عيب ZnO هو أنه يحتوي على سطح عريض، لذلك من الضروري إضافة ناقل مثل الكربون المنشط. في الدراسة، يأتي الكربون المنشط من قشور نخيل الزيت. تم تصنيع المحفز الضوئي ZnO الكربون المنشط لقذائف نخيل الزيت (KATKS) بطريقة صوتنة مع اختلافات في تكوي ZnO: KATKS ، وهي ٩٥٪: ٥٪ ، ٩٠٪ ، ١٠٪ ، و ۸٥٪ : ١٥٪. ثم تم توصيف نتائج التوليف باستخدام مقاييس الطيف الضوئي XRD و XRF و UV-Vis DRS. تم إجراء اختبار التحلل الضوئي لصبغة الميثيل البرتقالية مع العديد من الاختلافات بما في ذلك الاختلافات في تكوين ZnO: KATKS (٩٥٪: ٥٪ ، ٩٠٪ : ١٠٪ ، ۸٥٪: ١٥٪)، تباين الكتلة (۲٥ و ٥٠ و ٧٥ مجم) لتكوين المحفز الضوئي مع أعلى تدهور، واختبارات التحكم باستخدام ZnO:KATKS، بدون ومع الأشعة فوق البنفسجية. أظهرت النتائج أن مادة ZnO-KATKS لها بنية wurtzite وأن طاقة فجوة نطاق ZnO-KATKS كانت تتناقص جنبا إلى جنب مع عدد KATKS المضافة. معظم العناصر في ZnO-KATKS هي العناصر Zn و Nb، والعناصر Zn الموجودة في المحفزات الضوئية هي ٦۲.٧٥٪ و .۲١.٩٥٪ و ۸۳.٧٥٪ بينما محتوى Nb في هذه المادة ± ۲٠٪ ، لم يتم العثور على مادة كربونية بسبب قيود XRF في اكتشاف الذرات التي لها قيمة 11>Z. مادة المحفز الضوئي ZnO-KATKS (۸٥٪: ١٥٪) هي أفضل تركيبة قادرة على تحلل برتقال الميثيل بنسبة ٩٦.٩٩٪ مع كتلة محفز ضوئي مضافة تبلغ ٥٠ مجم وتشعيع للأشعة فوق البنفسجية لمدة ١٠٠ دقيقة.