Pemanfaatan Abu Vulkanik Gunung Merapi sebagai Bahan Pembuatan Fotokatalis TiO2/SiO2 untuk Digunakan dalam Penanganan Limbah Perak

HERAWATI PUSPADIMAN, Prof. Dr. Endang Tri Wahyuni, M.S.; Prof. Drs. Mudasir, M.Eng., Ph.D.

2018 | Tesis | MAGISTER KIMIA

Untuk mengatasi masalah ion logam perak (Ag(S2O3)23-) dalam air limbah radiofotografi dan memanfaatkan abu vulkanik Gunung Merapi, dalam penelitian telah dilakukan pembuatan fotokatalis TiO2/SiO2-AV dengan abu vulkanik sebagai sumber silika, yang digunakan sebagai fotokatalis dalam penghilangan ion logam perak (Ag(S2O3)23-) dari air limbah melalui reaksi fotoreduksi. Penelitian terdiri dari preparasi fotokatalis TiO2/SiO2-AV dengan metode sol-sol menggunakan abu vulkanik sebagai sumber silika. Pada preparasi dilakukan variasi pH dan konsentrasi titanium(IV) isopropoksida (TtiP). Variasi pH yang dipilih yaitu 3, 4, 6, dan 9 sedangkan variasi konsentrasi TtiP yang dipakai adalah 0,1; 0,25; 0,5; dan 1 M. Karakterisasi fotokatalis dilakukan dengan FTIR, XRD, SEM, DRUV, dan TEM. Selanjutnya dilakukan uji aktivitas fotokatalis TiO2/SiO2-AV dalam fotoreduksi ion logam perak (Ag(S2O3)23-). Hasil penelitian menunjukkan kadar SiO2 dalam abu vulkanik Gunung Merapi sebesar 18,21% dari berat abu. Preparasi TiO2/SiO2-AV dari larutan TtiP dengan larutan natrium silikat dari abu vulkanik berlangsung optimal pada pH 3 yang menghasilkan komposit. TiO2 dalam komposit TiO2/SiO2-AV yang dipreparasi pada pH 3 memiliki ukuran partikel antara 15-31 nm yang menunjukkan ukuran partikel yang lebih kecil dibandingkan TiO2 serbuk dengan ukuran partikel antara 40-300 nm. Komposit TiO2/SiO2-AV memiliki aktivitas yang lebih tinggi daripada TiO2 dalam mereduksi ion logam perak (Ag(S2O3)23-). Kadar TiO2 dalam komposit TiO2/SiO2-AV yang dipreparasi dari TtiP dengan konsentrasi yang semakin besar menghasilkan aktivitas fotoreduksi ion logam perak (Ag(S2O3)23-) yang semakin besar, namun konsentrasi yang semakin besar menyebabkan penurunan aktivitas. Konsentrasi TtiP yang menghasilkan komposit TiO2/SiO2-AV dengan aktivitas tertinggi adalah 1 M, dengan hasil fotoreduksi ion logam perak (Ag(S2O3)23-) sebesar 96,63%.

To overcome the problem of silver metal ion (Ag(S2O3)23-) in radiophotographic wastewater and utilizing volcanic ash of Mount Merapi, in this research TiO2/SiO2-AV photocatalyst has been made with volcanic ash as a source of silica and used as a photocatalyst in removal of silver metal ion (Ag(S2O3)23-) from wastewater through photoreduction reaction. The study consisted of TiO2/SiO2-VA photocatalyst preparation using sol-sol method with volcanic ash as a source of silica. Preparation was performed using pH variation and concentration variation of titanium(IV) isopropoxide (TtiP). The selected pH variations were 3, 4, 6, and 9 while the concentration variations were 0.1, 0.25, 0.5, and 1 M. The photocatalyst characterization was performed with FTIR, XRD, SEM, DRUV, and TEM. The TiO2/SiO2-VA was then tested for photocatalyst activity in silver metal ion (Ag(S2O3)23-) photoreduction. The results show SiO2 levels in volcanic ash of Mount Merapi by 18.21% of the weight of ash. Preparation of TiO2/SiO2-VA from TtiP solution with sodium silicate from volcanic ash takes place optimally at pH 3 which produces composite. TiO2 in a TiO2/SiO2-VA composite prepared at pH 3 has a particle size between 15-31 nm indicating a smaller particle size than TiO2 powder with a particle size between 40-300 nm. The TiO2/SiO2-VA composite has a higher activity than TiO2 in reducing the silver metal ion (Ag(S2O3)23-). Levels of TiO2 in the TiO2/SiO2-VA composite prepared from TtiP with increasing concentrations results in the increase in photoreduction activity of the silver metal ion (Ag(S2O3)23-), but further increasing of concentration leads to the decrease in activity. The TtiP concentration yielding the highest activity of TiO2/SiO2-VA composite is 1 M, with the result of photoreduction of silver metal ion (Ag(S2O3)23-) of 96.63%.

Kata Kunci : Photocatalyst, Nanocomposite, TiO2/SiO2, Volcanic Ash