Aplikasi Fotokatalis TiO2 Terdoping Nitrogen untuk Pengurangan Konsentrasi ion Pb(II) di Bawah Sinar Tampak

TITI RAHMANIATI, Prof. Dr. Endang Tri Wahyuni, M.S; Dr.rer.nat. Adhitasari Suratman, S.Si., M.Si.

2021 | Skripsi | S1 KIMIA

Pada penelitian ini telah dilakukan uji aktivitas fotokatalis TiO2 terdoping N untuk fotooksidasi ion Pb(II) di bawah radiasi sinar tampak. Doping unsur N pada TiO2 dilakukan dengan metode hidrotermal menggunakan autoclave. Preparasi dilakukan dengan variasi konsentrasi N terdoping dan sumber unsur N yang digunakan ialah urea (CO(NH2)2). Karakterisasi TiO2 terdoping N (TiO2-N) dilakukan menggunakan spektrofotometer XRD, FTIR, dan SRUV, serta mikroskop elektron SEM-EDX. Fotooksidasi ion Pb(II) dilakukan dengan sistem batch, dengan optimasi kadar N terdoping, waktu penyinaran, dosis fotokatalis, dan pH larutan. Konsentrasi ion Pb(II) setelah fotooksidasi ditentukan menggunakan instrumen AAS. Hasil penelitian menunjukkan bahwa doping N pada TiO2 dapat menurunkan energi celah pita TiO2. Penurunan energi celah pita terbesar dihasilkan oleh TiO2-N dengan kadar N terdoping 30%, sehingga TiO2-N dapat aktif di bawah radiasi sinar tampak. Uji aktivitas TiO2-N pada fotooksidasi ion Pb(II) di bawah radiasi sinar tampak lebih tinggi dibandingkan aktivitas TiO2. Pada penentuan waktu optimum, penurunan konsentrasi ion Pb(II) 15 mg/L dalam 10 mL larutan di bawah radiasi sinar tampak akibat proses fotooksidasi mencapai 97,80% pada waktu 30 menit dengan dosis fotokatalis 10 mg/10 mL. Pada dosis fotokatalis TiO2-N 15 mg/10 mL, penurunan konsentrasi ion Pb(II) mencapai 95,82% dengan waktu penyinaran 15 menit. Pada penentuan pH optimum, penurunan konsentrasi ion Pb(II) mencapai 91,70% diperoleh pada waktu 15 menit, dengan dosis fotokatalis 10 mg/10 mL, dan pH 8.

The activity of N-doped TiO2 catalyst for the photooxidation of Pb(II) ions under irradiation of visible light was measured in this research. Nitrogen doping in TiO2 was done with hydrothermal method by using autoclave. Element N was obtained from urea (CO(NH2)2) and various N-doping concentrations were prepared. N-doped TiO2 (TiO2-N) was characterized by using XRD, FTIR, SRUV, and SEM-EDX. A batch technique was used for the photooxidation of Pb(II) ions over TiO2-N under visible irradiation, where the influence of N concentration in the photocatalyst, the irradiation time, the dosage of photocatalyst, and the solution�s pH were evaluated. The concentration of Pb(II) ions after photooxidation process was measured using AAS. The result showed that doping nitrogen in TiO2 has been successfully performed, that can decrease the bandgap energy of TiO2 shifting into visible region. The largest Eg decrease was shown by TiO2-N with 30 % of N-doping. The activity of TiO2-N on the photooxidation of Pb(II) under visible light was found to be higher than the undoped TiO2. In the determination of optimum reaction time, the reduction of 15 mg/L Pb(II) ion concentration in 10 mL solution under irradiation of visible lights due to photooxidation process reached 97,80%. The irradiation process was done for 30 minutes with 10 mg/10 mL dosage of photocatalyst. Reduction of Pb(II) ion concentration reached 95,82% when 15 mg/10 mL dosage of TiO2-N photocatalyst was used under 15 minutes of irradiation time. pH optimization showed that the reduction of Pb(II) ion concentration reached 91,70% under the condition of 15 minutes irradiation time, 10 mg/10 mL dosage of photocatalyst, and pH 8.

Kata Kunci : doping nitrogen, fotooksidasi Pb(II), sinar tampak, TiO2