#NOPUBLISH 19/01/2026# Sintesis dan karakterisasi komposit fotokatalis tio2-karbon aktif tempurung kelapa sawit untuk fotodegradasi zat warna metil jingga

INDONESIA

Industri tekstil membuka lapangan kerja, tetapi juga menghasilkan limbah berbahaya seperti metil jingga yang sulit terdegradasi. Penanganan limbah ini banyak dilakukan melalui fotodegradasi berbasis fotokatalis, dengan TiO₂ sebagai material umum karena stabil dan tidak toksik, meskipun memiliki keterbatasan adsorpsi dan pemisahan. Penambahan karbon aktif mampu mengatasi kelemahan tersebut melalui efek sinergis antara adsorpsi dan aktivitas fotokatalitik. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji sifat katalitik TiO₂–KATKS yang disintesis menggunakan teknik sonikasi dengan variasi waktu penyinaran. Karbon aktif diperoleh dari tempurung kelapa sawit yang diaktivasi menggunakan larutan HCl 1M. Variasi komposisi massa fotokatalis TiO₂ -KATKS yang digunakan sebesar 90:10%. Hasil Karakterisasi Difraksi Sinar-X (XRD) menunjukkan bahwa fotokatalis TiO₂ -KATKS yang disintesis memiliki struktur kristal dengan fasa anatas yang menghasilkan puncak yang khas dengan intensitas tertinggi yaitu pada posisi 2θ = 25º pada TiO₂ anatas sedangkan untuk TiO₂ -KATKS pada posisi 2θ = 25º. Hasil karakterisasi UV-DRS diperoleh energi celah pita TiO₂ anatas sebesar 3,31 eV yang lebih besar dari energi celah pita TiO₂ - KATKS yaitu 3,21 eV. Data SEM-EDX menunjukkan bahwa TiO₂ /KATKS mengandung unsur Ti, O, dan C dengan unsur yang mendominasi yaitu unsur Ti sebesar 72,69%, unsur O sebesar 8,79% dan C sebesar 18,52%. Aktivitas fotokatalitik TiO₂ -KATKS pada fotodegradasi metil jingga diperoleh persen degradasi paling tinggi yaitu 56,20% dengan penambahan massa fotokatalis sebanyak 50 mg yang disinari lampu UV selama 120 menit.

ENGLISH

The textile industry creates employment opportunities, but also produces hazardous waste such as methyl orange, which is difficult to degrade. This waste is often handled through photocatalyst-based photodegradation, with TiO₂ as a common material because it is stable and non-toxic, although it has limitations in adsorption and separation. The addition of activated carbon can overcome these weaknesses through a synergistic effect between adsorption and photocatalytic activity. This study aims to examine the catalytic properties of TiO₂–KATKS synthesized using a sonication technique with varying irradiation times. Activated carbon was obtained from palm shells activated using 1M HCl solution. The variation in the mass composition of the TiO₂-KATKS photocatalyst used was 90:10%. The results of X-ray Diffraction (XRD) Characterization show that the synthesized TiO₂ -KATKS photocatalyst has a crystal structure with an anatase phase that produces a distinctive peak with the highest intensity at position 2θ = 25º in anatase TiO₂ while for TiO₂ -KATKS at position 2θ = 25º. The results of UV-DRS characterization obtained an anatase TiO₂ band gap energy of 3.31 eV which is greater than the band gap energy of TiO₂ - KATKS which is 3.21 eV. SEM-EDX data shows that TiO₂ /KATKS contains Ti, O, and C elements with the dominant elements being Ti at 72.69%, O at 8.79% and C at 18.52%. The photocatalytic activity of TiO₂-KATKS on the photodegradation of methyl orange obtained the highest degradation percentage, namely 56.20% with the addition of 50 mg of photocatalyst mass which was irradiated with UV light for 120 minutes.

ARABIC

تسهم صناعة النسيج في توفير فرص العمل، إلا أنها تُنتج أيضًا نفايات خطرة مثل صبغة الميثيل البرتقالي التي يصعب تحللها، ويُعالج هذا النوع من النفايات على نطاق واسع من خلال عملية التحلل الضوئي المعتمدة على الفوتوكاتاليست، حيث يُستخدم ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO₂) كمادة شائعة نظرًا لاستقراره وعدم سُميته رغم محدودية قدرته على الامتزاز وصعوبة فصله من المحلول، ويمكن لإضافة الكربون المنشط التغلب على هذه القيود من خلال التأثير التآزري بين خاصية الامتزاز والنشاط الفوتوكاتاليتي. يهدف هذا البحث إلى دراسة الخواص التحفيزية لمركب TiO₂–KATKS المُحضَّر باستخدام تقنية السونكة مع اختلاف زمن التشعيع، حيث تم الحصول على الكربون المنشط من قشور نوى نخيل الزيت وتنشيطه باستخدام محلول HCl بتركيز 1 مولاري، وكانت نسبة تركيب الكتلة للفوتوكاتاليست TiO₂–KATKS المستخدمة 90:10%. وأظهرت نتائج توصيف حيود الأشعة السينية (XRD) أن الفوتوكاتاليست TiO₂–KATKS يمتلك بنية بلورية بطور الأناتاز مع أعلى قمة مميزة عند زاوية 2θ = 25°، كما بينت نتائج توصيف UV-DRS أن طاقة فجوة الحزمة لـ TiO₂ الأناتاز بلغت 3.31 إلكترون فولت وهي أعلى من طاقة فجوة الحزمة لمركب TiO₂–KATKS التي بلغت 3.21 إلكترون فولت، وأوضحت بيانات SEM-EDX أن المركب يحتوي على عناصر التيتانيوم والأكسجين والكربون بنسبة 72.69% و8.79% و18.52% على التوالي، وحقق الفوتوكاتاليست TiO₂–KATKS أعلى نشاط فوتوكاتاليتي في تحلل صبغة الميثيل البرتقالي بنسبة تحلل بلغت 56.20% عند استخدام 50 ملغ من الفوتوكاتاليست تحت تشعيع بالأشعة فوق البنفسجية لمدة 120 دقيقة.