Fotodegradasi surfaktan pada limbah laundry menggunakan komposit TiO2-karbon aktif

INDONESIA:

Perkembangan usaha laundry di berbagai tempat semakin meningkat sehingga mengakibatkan semakin banyak detergen yang digunakan, dan semakin besar volume limbah laundry yang dihasilkan. Kandungan surfaktan dengan konsentrasi tinggi pada limbah laundry akan menyebabkan pencemaran lingkungan. Salah satu jenis surfaktan yang terdapat pada detergen komersial yaitu Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS). Pada penelitian ini dilakukan fotodegradasi surfaktan pada limbah laundry menggunakan komposit TiO2-karbon aktif sebagai upaya dalam mendegradasi senyawa organik dalam fasa cair untuk menjadi senyawa yang lebih sederhana.

Material komposit TiO2-karbon aktif yang digunakan untuk fotokatalisis disintesis dengan metode sonikasi dan dikarakterisasi dengan X-Ray Fluoresence (XRF) untuk mengetahui presentase kandungan logam yang terdapat pada sampel, Fourier Transform Infrared (FTIR) untuk mengetahui gugus fungsi serapan, dan UV-Vis Diffuse Reflectance Spectroscopy (UV Vis DRS) untuk mengetahui energi celah pita dan daerah serapan dari material hasil sintesis. Selanjutnya uji aktivitas fotokatalis dilakukan untuk mendegradasi surfaktan dengan variasi komposisi karbon aktif pada TiO2-karbon aktif, variasi massa komposit TiO2-karbon aktif, dan uji efektivitas.

Hasil karakterisasi XRF yang dilakukan terhadap sampel menunjukkan bahwa penambahan komposisi karbon aktif yang semakin banyak akan menurunkan presentase unsur Ti karena tergantikan oleh unsur lain dengan presentase unsur Ti pada TiO2 anatas, TiO2-karbon aktif 95:5, TiO2-karbon aktif 90:10, dan TiO2-karbon aktif 75:25 berturut-turut adalah 98,17%; 97,81%; 97,66%; dan 97,55%. Hasil karakterisasi FTIR menghasilkan serapan gugus fungsi C=C pada 1680-1610 cm-1. Serta, berdasarkan hasil karakterisasi UV-Vis DRS menunjukkan penurunan energi celah pita dari TiO2 anatas sebesar 3,20 eV ke TiO2-karbon aktif 95:5, 90:10, dan 75:25 berturut-turut sebesar 3,16 eV; 3,15 eV; dan 3,10 eV. Hasil komposisi optimum karbon aktif pada TiO2-karbon aktif untuk fotodegradasi LAS adalah 95:5, massa optimum TiO2-karbon aktif untuk fotodegradasi LAS sebesar 375 mg, dan kondisi optimum fotodegradasi LAS pada kondisi penambahan TiO2-karbon aktif 95:5 sebanyak 375 mg serta disinari dengan lampu UV selama 4 jam menghasilkan % degradasi sebesar 68,54%.

ENGLISH:

The development of laundry businesses in various places is increasing, resulting in more detergents being used, and the greater the volume of laundry waste generated. The content of surfactants with high concentrations in laundry waste will cause environmental pollution. One type of surfactant found in commercial detergents is Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS). In this study, photodegradation of surfactants in laundry waste was carried out using a TiO2-activated carbon composite as an effort to degrade organic compounds in the liquid phase to become simpler compounds.

The TiO2-activated carbon composite material used for photocatalysis was synthesized by sonication method and characterized by X-Ray Fluorescence (XRF) to determine the percentage of metal content in the sample, Fourier Transform Infrared (FTIR) to determine the absorption functional group, and UV-Vis Diffuse Reflectance Spectroscopy (UV Vis DRS) to determine the band gap energy and absorption area of the synthesized material. Furthermore, photocatalyst activity tests were carried out to degrade surfactants with variations in the composition of activated carbon on TiO2-activated carbon, variations in the mass of TiO2-activated carbon composites, and effectiveness tests.

The results of XRF characterization carried out on samples showed that the addition of more active carbon compositions would reduce the percentage of Ti elements because they were replaced by other elements with the percentage of Ti elements in anatase TiO2, TiO2-activated carbon 95:5, TiO2-activated carbon 90:10, and TiO2-activated carbon 75:25 are 98.17%; 97.81%; 97.66%; and 97.55%. The results of FTIR characterization resulted in the absorption of functional groups C=C at 1680-1610 cm-1. Also, based on the results of the UV-Vis DRS characterization, the band gap energy decreased from TiO2 above by 3.20 eV to TiO2-activated carbon at 95:5, 90:10, and 75:25 by 3.16 eV; 3.15 eV; and 3.10 eV. The results of the optimum composition of activated carbon on TiO2-activated carbon for LAS photodegradation is 95:5, the optimum mass of TiO2-activated carbon for LAS photodegradation is 375 mg, and the optimum condition of LAS photodegradation under conditions of addition of TiO2-activated carbon 95:5 as much as 375 mg and irradiated with a UV lamp for 4 hours resulted in a % degradation of 68.54%.

ARABIC:

يتزايد تطوير أعمال الغسيل في أماكن مختلفة مما يؤدي إلى استخدام المزيد المنظفات وزيادة حجم نفاية الغسيل المتولدة. سوف يتسبب محتوى المواد الخافضة للتوتر السطحي ذات التركيزات العالية في نفاية الغسيل في تلوث البيئة. أحد أنواع المواد الخافضة للتوتر السطحي الموجودة في المنظفات التجارية هي خطي ألكيل بنزين سلفونات (LAS). في هذا البحث، تم إجراء التحلل الضوئي للمواد الخافضة للتوتر السطحي في نفاية الغسيل باستخدام مركب الكربون المنشط TiO2 كمحاولة لتحطيم المركبات العضوية في المرحلة السائلة لتصبح مركبات أبسط.

تم تصنيع مادة مركب الكربون المنشط TiO2 المستخدمة للتحفيز الضوئي بطريقة الصوتنة وتميزت باستخدام الأشعة السينية الفلورية (XRF) لمعرفة النسبة المئوية للمحتوى المعدني في العينة، وتحويل فورييه للأشعة تحت الحمراء (FTIR) لتحديد مجموعة الامتصاص الوظيفية ، و UV-Vis Diffuse Refectroscopy (UV Vis DRS) لمعرفة طاقة فجوة النطاق ومنطقة الامتصاص للمواد المركبة. علاوة على ذلك، تم إجراء اختبارات نشاط الحفاز الضوئي لتحطيم المواد الخافضة للتوتر السطحي مع وجود اختلافات في تكوين الكربون المنشط على الكربون المنشط TiO2 والاختلافات في كتلة مركبات الكربون المنشط TiO2، واختبارات الفعالية.

يشير نتائج توصيف XRF الذي تم إجراؤه على العينة أن إضافة تركيبات كربون أكثر نشاطًا ستقلل من النسبة المئوية لعناصر Ti لأنها تمت استبدالها بعناصر أخرى مع النسبة المئوية لعناصر Ti في anatase TiO2، الكربون المنشط TiO2 95: 5، الكربون المنشط TiO2 90:10، والكربون المنشط TiO2 75:25 هي 98.17٪، على التوالي ؛ 97.81٪ ؛ 97.66٪ ؛ و 97.55٪. أدت نتائج توصيف FTIR إلى امتصاص المجموعة الوظيفية C = C عند 1680-1610 سم -1 والتي افترضت أن TiO2 قد تم توزيعه / تشتيته على سطح الكربون المنشط. أيضًا ، بناءً على نتائج توصيف
UV-Vis DRS، انخفضت طاقة فجوة النطاق من TiO2 أعلاه بمقدار 3.20 فولت إلى الكربون المنشط TiO2 عند 95: 5 ، 90:10 ، و 75:25، على التوالي، بمقدار 3.16 فولت ؛ 3.15 فولت ؛ و 3.10 فولت. كانت نتائج التركيب الأمثل للكربون المنشط على الكربون المنشط TiO2 من أجل التحلل الضوئي LAS 95: 5 ، وكانت الكتلة المثلى للكربون المنشط TiO2 للتحلل الضوئي LAS 375 مجم، وكانت الظروف المثلى للتحلل الضوئي LAS تحت ظروف إضافة كان الكربون المنشط TiO2 95: 5 375 مجم وتم تشعيعه بمصباح UV لمدة 4 ساعات مما أدى إلى تدهور بنسبة 68.54٪.