8/8/2025#NOPUBLISH# Fotodegradasi zat warna remazol brilliant blue R (RBBR) menggunakan fotokatalis titanium dioksida terdoping nitrogen (TiO2-N) yang disintesis dengan metode sol-gel

Abstrak bahasa indonesia:
Peningkatan pencemaran lingkungan akibat pembuangan senyawa kimia tanpa pengolahan yang memadai, terutama dari industri tekstil dan batik memerlukan solusi pengolahan limbah yang efektif. Salah satu zat warna yang banyak digunakan dalam industri tersebut adalah Remazol Brilliant Blue R (RBBR). Metode yang menjanjikan untuk mengatasi masalah ini adalah fotodegradasi menggunakan fotokatalis berbasis titanium dioksida (TiO2). Titanium dioksida (TiO2) digunakan sebagai fotokatalis karena sifatnya yang stabil, tidak beracun, dan memiliki kemampuan oksidasi yang tinggi. Untuk meningkatkan efisiensi fotokatalitik, nitrogen dari urea digunakan sebagai dopan guna mengurangi rekombinasi pasangan elektron-hole. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis dan mengkarakterisasi fotokatalis TiO2 yang didoping nitrogen (TiO2-N) melalui metode sol-gel, serta menentukan kondisi optimum untuk mendegradasi zat warna RBBR. Karakterisasi dilakukan menggunakan X-ray Diffraction (XRD), UV-Vis Diffuse Reflectance Spectroscopy (UV-Vis DRS), dan Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive X-ray (SEM-EDX). Hasil karakterisasi XRD menunjukkan bahwa TiO2-N memiliki puncak spesifik pada 2θ = 25,317°, yang mengindikasikan keberadaan fasa anatase. Analisis UV-Vis DRS menunjukkan bahwa energi celah pita TiO2-N sebesar 3,25 eV lebih rendah dibandingkan TiO2 murni sebesar 3,28 eV. Morfologi hasil SEM didominasi partikel berbentuk bulat dan sedikit partikel berbentuk lempengan, sedangkan EDX mengonfirmasi kandungan Ti, O dan N masing-masing sebesar 89,58%; 8,32%; dan 2,10%. Uji aktivitas fotodegradasi menunjukkan hasil optimum diperoleh pada waktu penyinaran selama 120 menit dan massa fotokatalis sebesar 50 mg dengan efisiensi degradasi sebesar 82,03%.

Abstrak bahasa inggris:
The increasing environmental pollution due to the disposal of chemical compounds without adequate processing, especially from the textile and batik industries, requires an effective waste treatment solution. One of the dyes widely used in the industry is Remazol Brilliant Blue R (RBBR). A promising method to overcome this problem is photodegradation using titanium dioxide (TiO2)-based photocatalysts. Titanium dioxide (TiO2) is used as a photocatalyst because it is stable, non-toxic, and has high oxidation ability. To increase photocatalytic efficiency, nitrogen from urea is used as a dopant to reduce the recombination of electron-hole pairs. This study aims to synthesize and characterize nitrogen-doped TiO2 photocatalysts (TiO2-N) through the sol-gel method, and determine the optimum conditions for degrading RBBR dyes. Characterization was carried out using X-ray Diffraction (XRD), UV-Vis Diffuse Reflectance Spectroscopy (UV-Vis DRS), and Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive X-ray (SEM-EDX). The XRD characterization results showed that TiO2-N has a specific peak at 2θ = 25.317°, indicating the presence of anatase phase. UV-Vis DRS analysis showed that the band gap energy of TiO2-N was 3.25 eV lower than pure TiO2 of 3.28 eV. The morphology of the SEM results is dominated by spherical particles and a few plate-shaped particles, while EDX confirms the Ti, O and N content of 89.58%; 8.32%; and 2.10%, respectively. The photodegradation activity test showed that the optimum results were obtained at an irradiation time of 120 minutes and a photocatalyst mass of 50 mg with a degradation efficiency of 82.03%.

Abstrak bahasa arab:
إن زيادة التلوث البيئي نتيجة التخلص من المركبات الكيميائية دون معالجة كافية، وخاصة من صناعات النسيج والباتيك، تتطلب حلول فعالة لمعالجة النفايات. أحد الأصباغ المستخدمة على نطاق واسع في الصناعة هو ريمازول بريليانت بلو آر (RBBR). الطريقة الواعدة للتغلب على هذه المشكلة هي التحلل الضوئي باستخدام محفزات ضوئية تعتمد على ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2). يستخدم ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2) كمحفز ضوئي لأنه مستقر وغير سام وله قدرة عالية على الأكسدة. لتحسين كفاءة التحفيز الضوئي، يتم استخدام النيتروجين من اليوريا كمادة مضافة لتقليل إعادة تركيب أزواج الإلكترونات والفجوات. تهدف هذه الدراسة إلى تصنيع وتوصيف محفز ضوئي TiO2 المضاف إليه النيتروجين (TiO2-N) من خلال طريقة السول-جيل، بالإضافة إلى تحديد الظروف المثلى لتحلل صبغة RBBR. تم إجراء التوصيف باستخدام حيود الأشعة السينية (XRD)، مطيافية الانعكاس المنتشر للأشعة فوق البنفسجية والمرئية (UV-Vis DRS)، والمجهر الإلكتروني الماسح للأشعة السينية المشتتة للطاقة (SEM-EDX). تظهر نتائج توصيف XRD أن TiO2-N له ذروة محددة عند ٢θ = ٢٥٫٣١٧ درجة، مما يشير إلى وجود طور الأناتاز. يُظهر تحليل UV-Vis DRS أن طاقة فجوة النطاق لـ TiO2-N أقل بمقدار ٣٫٢٥ إلكترون فولت من طاقة TiO2 النقي والتي تبلغ ٣٫٢٨. تهيمن الجسيمات الكروية وعدد قليل من الجسيمات على شكل لوحة على مورفولوجيا نتائج المجهر الإلكتروني الماسح، في حين يؤكد EDX محتوى Ti وO وN بنسبة ٪٨٩٫٥٨، ٪٨٫٣٢، و٪٢٫١٠ على التوالي. إلكترون فولت. وأظهر اختبار نشاط التحلل الضوئي نتائج مثالية تم الحصول عليها عند وقت تشعيع يبلغ ١٢٠ دقيقة وكتلة محفز ضوئي تبلغ ٥٠ ملغ مع كفاءة تحلل تبلغ ٨٢٫٠٣٪.