PENGARUH TMAH TERHADAP DISTRIBUSI TiO2 PADA MEMBRAN NANOFIBER PVA/TiO2/PVA MODEL SANDWICH DAN POTENSINYA SEBAGAI FOTOKATALIS

Dewi Iriani, Dr. Eng. Ahmad Kusumaatmaja, S.Si., M.Sc.

2019 | Skripsi | S1 FISIKA

Nanofiber Poly Vinyl Alcohol/Titanium Dioksida/Poly Vinyl Alcohol (PVA/TiO2/PVA) model sandwich untuk aplikasi fotokatalis telah berhasil dibuat dengan metode electrospinning. Stabilisasi pada nanofiber dengan glutaraldehyde (GA) sebagai crosslinker dilakukan untuk menjaga kestabilannya, agar tidak larut saat diaplikasikan dalam media air. Pembuatan nanofiber PVA/TiO2/PVA dilakukan dengan variasi TiO2:TMAH yaitu 10:1, 5:1, 3:1, 1:1, 1:3, 1:5, 1:10. Penambahan tetramethylammonium hydroxide (TMAH) sebagai surfaktan dilakukan untuk mengurangi terjadinya aglomerasi nanopartikel TiO2. Kemampuan nanofiber untuk fotokatalis diuji dengan larutan methylene blue (MB) 10 ppm sebagai model polutan. Degradasi konsentrasi larutan MB diukur menggunakan spektroskopi UV-Vis. Membran dikarakterisasi menggunakan SEM untuk mengetahui morfologi dan persebaran TiO2 pada membran. Hasil karakterisasi menunjukkan variasi TiO2:TMAH yang dilakukan menyebabkan nanopartikel TiO2 menyelimuti permukaan nanofiber secara keseluruhan, namun masih terjadi aglomerasi di titik tertentu. Perbandingan TiO2:TMAH = 1:1 menunjukkan persebaran TiO2 pada nanofiber PVA yang terbaik, namun hasil uji fotokatalis terbaik ditunjukkan oleh membran nanofiber PVA/TiO2/PVA yang memiliki rasio TiO2 lebih banyak, yaitu variasi TiO2:TMAH = 10:1, 5:1, dan 3:1 dengan kemampuan untuk mendegradasi MB lebih dari 95% dalam waktu 3 jam. Penggunaan nanofiber secara berulang (reusable) untuk aplikasi fotokatalis tidak menunjukkan adanya penurunan performa selama 3 kali percobaan, hal ini membuktikan bahwa nanofiber PVA/TiO2/PVA merupakan nanofiber ramah lingkungan.

Nanofiber Poly Vinyl Alcohol/Titanium Dioxide/Poly Vinyl Alcohol (PVA/TiO2/PVA) sandwich models for photocatalyst applications was obtained by electrospinning method successfully conducted. Stabilization of nanofiber with glutaraldehyde (GA) as a crosslinker was conducted to maintain its stability, so it would not dissolve when applied in aqueous media. Nanofiber PVA/TiO2/PVA were obtained by variations of TiO2:TMAH (10:1, 5:1, 3:1, 1:1, 1:3, 1:5, 1:10). The addition of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) as a surfactant was applied to reduce the agglomeration of TiO2 nanoparticles. The ability of nanofibers for photocatalysts was observed with 10 ppm methylene blue (MB) solution as a pollutant model. The degradation of MB solution concentration after photocatalytic process was measured using UV-Vis spectroscopy. Membranes were characterized using SEM to determine the morphology and distribution of TiO2 on the membran. The characterization results show that TiO2:TMAH variation causes TiO2 nanoparticles cover the surface of nanofiber, but agglomeration still occurs at a certain point. Ratio TiO2:TMAH = 1:1 shows the best distribution of TiO2 on PVA nanofibers, but the best photocatalyst results were shown by PVA/TiO2/PVA nanofiber membranes which had more TiO2 ratio, that are variation of TiO2:TMAH = 10:1, 5:1, and 3:1 with the ability to degrade MB more than 95% for 3 hours. The repeated use of nanofiber for photocatalyst applications did not indicate any decreased in performance after three times experiment, it proves that nanofiber PVA/TiO2/PVA is an environmental friendly nanofiber.

Kata Kunci : nanofiber, electrospinning, PVA/TiO2/PVA, TiO2, TMAH, fotokatalis.