Pengaruh lama penyinaran dan massa katalis terhadap efektivitas degradasi methyl red menggunakan fotokatalis TiO2-zeolit alam

INDONESIA:

Methyl red adalah limbah zat warna yang banyak digunakan oleh industri tekstil dan bersifat toksik terhadap lingkungan. Sebagian besar zat warna tekstil hilang selama proses pencelupan dan dilepaskan ke perairan sebagai limbah industri tekstil sehingga diperlukan metode yang dapat digunakan untuk menanggulangi limbah, salah satunya dengan fotodegradasi. TiO2 adalah fotokatalis yang umum digunakan dan dipelajari karena memiliki kesatabilan secara kimiawi, tidak beracun, dan harga relatif terjangkau. Fotokatalis TiO2 memiliki band gap yang cukup lebar yaitu 3,2 eV. Untuk meningkatkan kemampuan fotokatalitik dari TiO2 dengan menurunkan energi band gap, maka diperlukan pengembanan ke material pendukung seperti zeolit alam.

TiO2-zeolit alam disintesis dengan metode sonikasi. Hasil material sintesis dikarakterisasi dengan XRD (X-Ray Diffraction) untuk mengetahui struktur kristal dan ukuran kristal, FTIR (Fourier Tranform Infrared) untuk mengetahui gugus fungsi serapan, dan UV-Vis/DRS (Diffuse Reflectance Spectroscopy) untuk mengetahui energi celah pita dan daerah serapan sinar panjang gelombang. Sampel fotokatalis diuji aktivitas fotodegradasi dengan pengaruh variasi lama waktu penyinaran dan massa katalis TiO2-zeolit alam dengan diukur absorbansi menggunakan spektrofotometri UV-Vis.

Hasil karakterisasi XRD yang dilakukan terhadap sampel menunjukkan bahwa TiO2-zeolit mengandung fasa anatas dan zeolit mordenit dengan ukuran kristal TiO2-zeoli sebesar 25,88 nm. Berdasarkan hasil spektra FTIR didapatkan serapan pada 682-698 cm-1 yang menunjukkan interaksi yang terjadi antara TiO2 dengan pori luar zeolit. Data UV-Vis/DRS menunjukkan bahwa TiO2 dan TiO2 menghasilkan band gap sebesar 3,13 dan 3,02 eV. Waktu optimum yang diperoleh pada proses fotodegradasi adalah 40 menit, sedangkan massa optimum fotokatalis TiO2-zeolit adalah 100 mg.

INGGRIS:

Methyl red is a dye waste that is widely used by the textile industry and it has toxic properties to the environment. Most of the textile dyes are lost during the dyeing process and it is released into the waters as textile industry waste, so the method used to overcome the waste is needed, one of which is photodegradation. TiO2 is a photocatalyst that is commonly studied because it is chemically stable, non-toxic, and relatively inexpensive. TiO2 photocatalyst has a fairly wide band gap of 3.2 eV. To increase the photocatalytic ability of TiO2 by reducing the band gap energy, it is necessary to attach it to a supporting material such as natural zeolite.

TiO2-natural zeolite is synthesized by sonication method. The results of the synthesis material are characterized by XRD (X-Ray Diffraction) to determine the crystal structure and crystal size, FTIR (Fourier Transform Infrared) to determine the absorption functional group, and UV-Vis/DRS (Diffuse Reflectance Spectroscopy) to determine the band gap energy and wavelength absorption region. Photocatalyst samples are tested by photodegradation activity with the effect of variations on irradiation time and mass of TiO2-natural zeolite catalyst by measuring absorbance using UV-Vis spectrophotometry.

The results of XRD characterization carried out on the samples showed that TiO2-zeolite contained anatase and mordenite zeolite phases with a crystal size of 25.88 nm TiO2-zeolite. Based on the results of the FTIR spectra, the absorption is at 682-698 cm-1 which shows the interaction that occurs between TiO2 and the outer pore of the zeolite. UV-Vis/DRS data shows that TiO2 and TiO2-zeolite produce a band gap of 3.13 and 3,02 eV. The optimum time obtained in the photodegradation process is 40 minutes, while the optimum mass of TiO2-zeolite photocatalyst is 100 mg.

ARABIC:

الميثيل البرتقالي هو نفايات صبغية تستخدم على نطاق واسع في صناعة النسيج وهي سامة للبيئة. تُفقد معظم أصباغ النسيج أثناء عملية الصباغة ويتم إطلاقها في المياه كنفايات صناعة النسيج، لذلك هناك حاجة إلى طريقة يمكن استخدامها لمعالجة النفايات، أحدها هو التحلل الضوئي. TiO2 هي عبارة عن محفز ضوئي يتم استخدامه ودراسته بشكل شائع لأنه مستقر كيميائيًا وغير سام و سعر معقول نسبيًا. المحفز الضوئي TiO2 له فجوة نطاق عريضة إلى حد ما تبلغ 3.2 فولت. لزيادة قدرة التحفيز الضوئي لـ TiO2 عن طريق تقليل طاقة فجوة النطاق، من الضروري إرفاقها بمادة داعمة مثل الزيوليت الطبيعي.

تم تصنيع TiO2 الزيوليت الطبيعي بطريقة الصوتنة. تم تمييز نتائج مادة التوليف بواسطة XRD (حيود الأشعة السينية) لتحديد التركيب البلوري وحجم البلورة، FTIR (تحويل فورييه للأشعة تحت الحمراء) لتحديد مجموعة الامتصاص الوظيفية، و UV-Vis / DRS (مطياف الانعكاس المنتشر) لمعرفة طاقة فجوة النطاق ومنطقة امتصاص شعاع الطول الموجي. تم اختبار عينات المحفز الضوئي لنشاط التحلل الضوئي مع تأثير التغيرات في وقت التشعيع وكتلة محفز TiO2- الزيوليت الطبيعي عن طريق قياس الامتصاصية باستخدام مقياس الطيف الضوئي بالأشعة المرئية وفوق البنفسجية.

أظهرت نتائج توصيف XRD الذي تم إجراؤه على العينات أن TiO2-زيوليت يحتوي على مرحلة الأناتس و الزيوليت الحديث بحجم بلوري TiO2-زيوليت 88.25 نانومتر. بناءً على نتائج أطياف FTIR، يكون الامتصاص عند 698-682 سم -1 مما يوضح التفاعل الذي يحدث بين TiO2 والمسام الخارجية للزيوليت. بيانات UV-Vis / DRS تظهر أن TiO2 و TiO2 تنتج فجوة نطاق 3.13 و 3.02 فولت. الوقت الأمثل الذي تم الحصول عليه في عملية التحلل الضوئي هو 40 دقيقة، بينما الكتلة المثلى لمحفز TiO2-الزيوليت الضوئي هي 100 مجم.