Pengaruh lama waktu radiasi dan pH terhadap degradasi Remazol Brilliant Blue R menggunakan TiO₂/karbon aktif tempurung kelapa sawit

INDONESI:

Remazol Brilliant Blue R (RBBR) merupakan zat warna reaktif yang bersifat toksik, persisten, dan sulit terdegradasi secara biologis, sehingga berpotensi mencemari lingkungan perairan. Salah satu metode yang efektif untuk mengatasi pencemaran tersebut adalah melalui proses fotodegradasi menggunakan fotokatalis. Titanium dioksida (TiO₂) banyak digunakan sebagai fotokatalis karena stabil dan tidak beracun, namun memiliki kelemahan berupa daya adsorpsi yang rendah. Oleh karena itu, dilakukan modifikasi TiO₂ dengan karbon aktif dari tempurung kelapa sawit diharapkan mampu meningkatkan efisiensi fotodegradasi melalui sinergi antara kemampuan adsorpsi karbon aktif dan efektivitas fotokatalitik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik material TiO₂/karbon aktif serta menentukan pengaruh waktu penyinaran dan pH terhadap degradasi RBBR. Sintesis dilakukan menggunakan metode impregnasi dengan perbandingan 1:1. Karakterisasi material dilakukan menggunakan Fourier transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-ray Diffraction (XRD), UV-Vis DRS, dan Scanning Electron Microscope (SEM)-EDX., serta uji aktivitas fotokatalitik dilakukan pada variasi waktu penyinaran dan pH. Hasil penelitian menunjukkan adanya gugus Ti–O–Ti pada bilangan gelombang 427,86 cm⁻¹ dan gugus C=C pada 1588,79 cm⁻¹. Pola XRD menunjukkan fase anatase dengan ukuran kristal TiO₂ sebesar 34,66 nm dan TiO₂/KA sebesar 42,40 nm. Nilai energi celah pita TiO₂ sebesar 3,22 eV dan menurun menjadi 3,11 eV pada TiO₂/KA. Hasil SEM-EDX menunjukkan komposisi unsur C sebesar 67,73%, O sebesar 8,81%, dan Ti sebesar 23,45%. Uji aktivitas fotokatalitik menunjukkan kondisi optimum pada waktu penyinaran 180 menit dengan persendegrasi sebesar 81,11% dan pH 6 dengan persen degradasi sebesar 76,34.

ENGLISH:

Remazol Brilliant Blue R (RBBR) is a reactive dye that is toxic, persistent, and difficult to biodegrade, thereby posing a potential threat to aquatic environments. One effective method to overcome this pollution is through a photodegradation process using photocatalysts. Titanium dioxide (TiO₂) is widely used as a photocatalyst because of its stability and non-toxic properties; however, it has a drawback in the form of low adsorption capacity. Therefore, TiO₂ was modified with activated carbon derived from oil palm shell to enhance photodegradation efficiency through the synergistic effect between the adsorption capability of activated carbon and the photocatalytic effectiveness of TiO₂. This study aimed to determine the characteristics of the TiO₂/activated carbon material and to investigate the effects of irradiation time and pH on the degradation of RBBR. The synthesis was carried out using the impregnation method with a 1:1 ratio. Material characterization was performed using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-ray Diffraction (XRD), UV-Vis Diffuse Reflectance Spectroscopy (UV-Vis DRS), and Scanning Electron Microscopy–Energy Dispersive X-ray (SEM-EDX). The photocatalytic activity test was conducted under variations of irradiation time and pH. The results showed the presence of Ti–O–Ti groups at a wavenumber of 427.86 cm⁻¹ and C=C groups at 1588.79 cm⁻¹. The XRD pattern indicated the anatase phase with TiO₂ crystal sizes of 34.66 nm and TiO₂/activated carbon of 42.40 nm. The band gap energy of TiO₂ was 3.22 eV and decreased to 3.11 eV for TiO₂/activated carbon. SEM-EDX analysis showed elemental compositions of 67.73% C, 8.81% O, and 23.45% Ti. The photocatalytic activity test demonstrated optimum conditions at an irradiation time of 180 minutes with a degradation percentage of 81.11% and at pH 6 with a degradation percentage of 76.34%.

ARABIC:

يُعَدّ ريمازول بريليانت بلو آر (RBBR) من الأصباغ التفاعلية السامة والمستقرة وصعبة التحلل الحيوي، مما يجعله من الملوثات المحتملة للبيئة المائية، ومن الطرق الفعالة لمعالجة هذا التلوث عملية التحلل الضوئي باستخدام المحفزات الضوئية، ويُستخدم ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO₂) على نطاق واسع كمحفز ضوئي بسبب ثباته وعدم سميته، إلا أنه يمتلك قدرة امتزاز منخفضة، لذلك تم تعديل TiO₂ باستخدام الكربون النشط المستخلص من قشور نوى زيت النخيل بهدف تحسين كفاءة التحلل الضوئي من خلال التأثير التآزري بين قدرة الامتزاز للكربون النشط والفعالية التحفيزية الضوئية لـ TiO₂. يهدف هذا البحث إلى دراسة خصائص مادة TiO₂/الكربون النشط وتحديد تأثير زمن التشعيع ودرجة الحموضة (pH) على تحلل RBBR، وتم تحضير المادة بطريقة التشريب بنسبة 1:1، كما أُجريت عملية التوصيف باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FTIR)، وحيود الأشعة السينية (XRD)، ومطيافية الانعكاس المنتشر للأشعة فوق البنفسجية–المرئية (UV-Vis DRS)، والمجهر الإلكتروني الماسح المزود بتحليل تشتت الطاقة للأشعة السينية (SEM-EDX)، إضافةً إلى اختبار النشاط التحفيزي الضوئي عند اختلاف زمن التشعيع ودرجة الحموضة. أظهرت نتائج البحث وجود مجموعة Ti–O–Ti عند العدد الموجي 427.86 سم⁻¹ ومجموعة C=C عند العدد الموجي 1588.79 سم⁻¹، كما أظهر نمط XRD طور الأناتاز، حيث بلغ حجم بلورات TiO₂ نحو 34.66 نانومتر، بينما بلغ حجم بلورات TiO₂/الكربون النشط 42.40 نانومتر، وبلغت قيمة فجوة الطاقة لـ TiO₂ نحو 23.2 إلكترون فولت وانخفضت إل 13.1 إلكترون فولت في TiO₂/الكربون النشط، وأظهرت نتائج SEM-EDX أن نسبة عنصر الكربون بلغت 67.73%، والأكسجين 8.81%، والتيتانيوم 23.45%، كما بينت اختبارات النشاط التحفيزي الضوئي أن الظروف المثلى كانت عند زمن تشعيع 180 دقيقة بنسبة تحلل بلغت 81.11%، وعند pH 6 بنسبة تحلل بلغت 76.34%.