Tesis

Pengembangan nanokomposit ac/Tio2/Fe3O4 pada bahan pelapis bola gabus sebagai floating photocatalyst untuk mendegradasi limbah air sungai / Hariyanto Hidayat

Abstrak
Masalah lingkungan yang dianggap cukup serius yakni masalah pencemaran air. Salah satunya adalah pencemaran air akibat pengolahan limbah yang kurang diperhatikan. Jumlah limbah air sungai yang meningkat ini akan menjadi masalah pencemaran bagi lingkungan jika tidak diolah dengan baik. Lingkungan yang tercemar mengakibatkan kerusakan pada ekosistem hingga menimbulkan berbagai macam penyakit pada manusia seperti gatal-gatal dan penyakit kulit lainnya. Oleh karenanya perlu pengolahan limbah air sungai yang baik agar tidak mencemari lingkungan. Diantara beberapa material fotokatalis TiO2 salah satu material yang banyak digunakan karena mempunyai sifat fotokatalisis yang baik. Akan tetapi TiO2 memiliki celah pita yang lebar sehingga material ini hanya optimal pada panjang gelombang sinar UV. Hal ini dapat diatasi dengan menambahkan Fe3O4 pada TiO2. Hal ini didasarkan pada sifat Fe3O4 yang dapat membantu mempersempit celah pita TiO2. Sehingga mampu meningkatkan aktivitas fotokatalisnya. Peningkatan sifat fotokatalis TiO2 dapat dilakukan dengan penambahan material Fe3O4 dan Activated Carbon (AC). Hal ini dikarenakan Fe3O4 memiliki sifat magnet optimal yang menyebabkan tingkat removal tinggi terhadap kontaminan. Namun nanopartikel magnetik tidak stabil di udara dan mudah teroksidasi secara signifikan dapat menurunkan daya magnet. Karena daya magnet mampu menarik benda dengan campuran logam. Oleh karena itu nanopartikel Fe3O4 memerlukan modifikasi lebih lanjut dengan bahan tambahan. Hal ini bisa menambahkan bahan AC karena mempunyai keunggulan seperti memiliki luas penampang yang besar dan mampu menyerap limbah dengan baik. Pada penelitian ini dilakukan pembuatan nanokomposit AC/TiO2/Fe3O4 dengan metode hidrotermal. Kemudian pelapisan bola gabus mengambang dilakukan dengan teknik spray coating dan pemanasan. Kemudian sampel dikarakterisasi menggunakan X-Ray Diffraction (XRD) Scanning Electron Microscopy ndash Energy Dispersive X-Ray (SEM EDX) Brunauer Emmett Teller (BET) Fourier- Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) Spectrophotometer Ultra Violet-Visible (UV-Vis) secara berturut-turut untuk mengetahui pola difraksi morfologi gugus fungsi adsorbansi absorbansi dan unsur-unsur yang terkandung dalam sampel serta dilakukan penyinaran cahaya pada sampel menggunakan lampu neon. Uji kualitas limbah air sungai sebelum dan sesudah fotodegradasi yakni uji DO fosfat color water dan pH. Berdasarkan hasil XRD TiO2 anatase dan Fe3O4 memiliki ukuran partikel sebesar 6.7 nm dan 5.6 nm penambahan nanokomposit AC/TiO2/Fe3O4 kristanilitas rendah karena activated carbon bersifat amorf. Berdasarakan hasil SEM menunjukkan bahwa rata-rata diameter TiO2 8 6 nm penambahan massa Fe3O4 mengalami penurunan sebesar 7 1 nm. Selain itu kenaikan porositas dihubungkan dengan diameter ukuran yang semakin kecil dengan permukaan yang besar. Hail BET luas paling kecil pada sampel 3 semilai 1 39m2/g dan mengadsorpsi paling tinggi senilai 116 33 nm sehingga mampu meningkatkan efektifitas fotokatalis. Berdasarkan hasil UV-Vis menunjukkan daerah serapan TiO2 dan Fe3O4 pada Panjang gelombang 325 nm serta pada nanokomposit AC/TiO2/Fe3O4 (Variasi 3 4 wt% 5 1 wt% dan 5 4 wt% 10 1 wt% 11 3 wt%) menunjukkan penyerapan antara 295-330 nm. Vibrasi regangan O-H pada gugus fungsi hidroksil dan karboksil dikonfirmasi dengan penambahan massa Fe3O4. Pada Fe3O4 mengalami peningkatan band gap relative kecil. Energi band gap nanokomposit sampel 1 - sampel 5 mengalami penurunan secara berturut-turut 3 5eV 3 35 eV 3 30 eV 3 2 eV dan 3 0 eV. Morfologi nanokomposit TiO2 dan nanokomposit AC/TiO2/Fe3O4 pada bola gabus terlapisi homogen. Hasil uji fotodegradasi air sungai paling optimal menunjukkan bola gabus nanokomposit sampel 3 dengan penyinaran lampu neon selama 150 menit. Hasil kadar DO mengalami peningkatan sebesar 98 38%. Hasil uji kadar fosfat dan color water mengalami penurunan dengan prosentasi 97 9% dan 100%. Setelah fotodegradasi selama 150 menit secara keseluruhan hasil uji pH masih sesuai dengan baku mutu buang air sungai.

Informasi Detail

DDC

Rt 537.2448 HID p

Prodi

Universitas Negeri Malang. Program Studi Fisika, 2023.

Deskripsi Fisik

xviii, 79 lembar : ilus. ; 30 cm

Bahasa

Indonesia

No Reg

00120/RT/24

Edisi

Tesis (Pascasarjana)--Universitas Negeri Malang. 2023

Subjek

1. FOTOKATALIS - LIMBAH AIR SUNGAI
2. ACTIVATED CARBON - LIMBAH AIR SUNGAI
3. PHOTOCATATALYST - RIVER WATER WASTE

Pembimbing

1. Nandang Mufti, S.si, M.t., Ph.d.;2. Dr. Hari Wisodo, S.pd, M.si

Lampiran Berkas