andri, huda and Bambang, Yudono PROSES OKSIDASI ZAT WARNA SINTETIK SEBAGAI MODEL LIMBAH CAIR ORGANIK MELALUI REAKSI FOTOKATALITIK MENGGUNAKAN TlMAH OKSIDA (Pembimbing). Fakultas MIPA. (Unpublished)
Preview |
Text
Adri Huda S3.pdf Download (3MB) | Preview |
Abstract
Reaksi oksidasi berbasis reaksi fotokatalis merupakan teknologi yang memanfaatkan material fotokatalis seperti semikonduktor yang teraktifkan oleh sinar (foto). Reaksi oksidasi berbasis reaksi fotokatalis memiliki keunggulan jika dibandingkan dengan reaksi oksidasi lain yaitu kemampuan oksidasi yang lebih tinggi, memiliki efektifitas dan efisiensi aktivitas oksidasi yang tinggi dan dapat digunakan dalam waktu yang lama tenpa memerlukan proses reaktivasi. Namun reaksi oksidasi berbasis reaksi fotokatalis memiliki keterbatasan proses penyerapan sinar dimana sebagian besar material fotokatalis hanya dapat diaktivasi menggunakan sinar ultraviolet (energy tinggi). Keterbatasan penyerapan sinar disebabkan oleh karakteristik optic material semikonduktor yang relative memiliki energy band gap lebar. Energy band gap lebar menyebabkan proses aktivasi material melalui melalui eksitasi electron membutuhkan energy yang tinggi. Desain material dengan energy band gap yang sempit dapat menjadi solusi untuk meningkatkan kapasitas penyerapan sinar sehingga material semikonduktor dapat teraktifkan dengan penyinaran dengan sinar dengan energy rendah (tampak). Pada penelitian ini, material fotokatalis berbasis timah oksida dipreparasi dan dikarakterisasi menggunakan metode reduksi kerbotermal (CR) dan metode microwave ssisted hydrothermal (MAH). Materisl hasil preparasi dikarakterisasi menggunakan X-ray diffraktometer (XRD), Field Emission Gun – Scanning Electron Microscpre (FEG-SEM) terintegrasi dengan Energy Dispensive X-ray Spectroscopy (EDS), High Resolution – Transmission Electron Microscope (HR-TEM), Ultraviolet-Visible Diffuse Reflectance Spectroscopy (UV-Vis DRS) dan Uji Brunauer-Emmett-Teller (BET) untuk mempelajari karakteristik dari material. Material dengan karakteristik lebih unggul selanjutnya diuji aktivitas material melalui uji kapasitas adsorpsi, uji reaksi fotokatalitik dan uji reaksi fotoelektrokatalitik. Selain uji aktivitas material, beberapa parameter digunakan untuk mengoptimalisasi aktivitas fotokatalitik material Sn3O4 seperti studi pengaruh pH larutan, eksternal bias potensial, dan konsentrasi zat warna terhadap aktivitas fotokatalitik. Uji stabilitas melalui reusability test juga digunakan sebagai uji tingkat lanjut untuk mengetahui kemampuan material Sn3O4 pada penggunaan secara berulang-ulang. Pada akhir studi, uji LC-MS/MS dan UV-Vis spektrofotometer digunakan untuk mengetahui bagaimana material Sn3O4 dapat mengoksidasi molekul organic dari zat warna melalui pemanfaatan sinar tampak dari sumber sinar. Hasil penelitian menunjukkan bahwa material Sn3O4 dapat dipreparasi dengan metode reduksi karbotermal dan microwave-assisted hydrothermal dengan karakteristik yang spesifik terhadap masing-masing metode preparasi material. Secara lebih spesifik, kedua material Sn3O4 memiliki sifat fotokatalitik, namun hasil karakterisasi tingkat lanjut menunjukkan bahwa material Sn3O4-MAH memiliki karakteristik yang lebih unggul jika dibandingkan dengan Sn3O4-CR dari sisi kemurnian, luas permukaan, dan kemudahan dalam proses teknis preparasi. Hasil uji aktivitas material Sn3O4 menunjukkan bahwa material Sn3O4 memiliki kapasitas adsorpsi yang rendah dimana hanya 0,918% zat warna acid yellow 17 (AY17) dan 1,349% zat warna direct blue 71 (DB71) yang dapat diserap oleh 50 mg Sn3O4. Hasil uji kapasitas sdsorpsi memiliki hubungan dengan aktivitas fotokatalitik dimana adsorpsi yang rendah terhadap zat warna AY17 menghasilkan presentasi oksidasi yang lebih rendah (62,418%) jika dibandingkan dengan presentasi oksidasi zat warna DF71 (89,209%). Namun presentasi oksidasi yang rendah terhadap AY17 dapat ditingkatkan dengan mengatur pH dari system larutan dimana pengaturan pH ke daerah asam (pH 2 dan 4) dan pengaplikasian beda potensial 0,5V dapat meningkatkan presentasi oksidasi zat warna AY17 dari 62,418% menjadi 99,814%. Hasil uji tingkat lanjut juga menunjukkan bahwa kondisi optimum reaksi (pH4 dan Eapp 0,5V) dapat mengoksidasi secara sempurna 20 ppm zat warna AY17 dan memineralisasi 83% dari zat warna AY17. Hasil uji stabilitas juga menunjukkan bahwa material Sn3O4 memiliki stabilitas yang tinggi dimana material Sn3O4 dapat digunakan secara berulang-ulang pada reaksi fotokatalisis dan fotoelektrokatalisis tanpa memerlukan perlakuan tingkat dua (reaktivasi). Beberapa fenomena penurunan kemampuan oksidasi disebabkan oleh ketidakstabilan film Sn3O4 pada substrat titanium dan bukan ketidakstabilan dari material Sn3O4. Hasil studi mekanisme oksidasi material melalui instrumentasi LC-MS/MS dan UV-Vis spectrometer juga mengkonfirmasi bahwa presentasi oksidasi yang dihasilkan dari reaksi fotokatalitik merupakan hasil dari proses mineralisasi zat warna menjadi molekul yang lebih sederhana. Keseluruhan hasil penelitian menunjukkan bahwa material Sn3O4 memiliki potensi untuk dikembangkan sebagai teknologi masa depan yang ramah lingkungan dalam proses remediasi limbah cair organic melalui pemanfaatan sinar matahari. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa material Sn3O4 merupakan teknologi yang ramah lingkungan karena melibatkan reaksi oksidasi yang sempurna dalam mengoksidasi polutan tanpa membentuk produk samping yang menjadi polutan tingkat dua. Kata kunci: Sn3O4, oksidasi, fotokatalisis, fotoelektrokatalisis, green technology
| Item Type: | Other |
|---|---|
| Subjects: | #4 Decrees > SK Pembimbing (Supervisor) |
| Divisions: | 08-Faculty of Mathematics and Natural Science > 47102-Chemistry (S2) |
| Depositing User: | Dr. M.Sc. Bambang Yudono |
| Date Deposited: | 16 Nov 2021 06:06 |
| Last Modified: | 30 Jun 2024 07:21 |
| URI: | http://repository.unsri.ac.id/id/eprint/57328 |
Actions (login required)
 |
View Item |