Degradasi Fotokatalitik Surfaktan Anionik SDBS dan Saponin Menggunakan TiO2-Ni Termagnetisasi Fe3O4 dari Limbah Karat Besi

Alif Alisha Putri, Mokhammad Fajar Pradipta, S.Si., M.Eng. ; Prof. Dr. Endang Tri Wahyuni, M.S.

2025 | Skripsi | KIMIA

Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan aktivitas fotokatalis TiO2 di bawah paparan sinar tampak dalam fotodegradasi surfaktan anionik SDBS dan surfaktan alami saponin dalam air limbah, dan memberikan sifat separable sehingga fotokatalis mudah dipisahkan secara praktis. Peningkatan aktivitas TiO2 di bawah paparan sinar tampak dilakukan dengan cara doping logam Ni dan pemberian sifat separable berlangsung melalui pengendapan Fe3O4 yang bersifat magnet dari karat besi. Doping logam Ni pada TiO2 dilakukan dengan metode hidrotermal menggunakan autoklaf pada suhu 150 °C selama 24 jam. Magnetisasi TiO2-Ni dilakukan menggunakan metode pengendapan  Fe2+ dari garam murni dan Fe3+ dari pelarutan limbah karat besi dengan NH4OH. Karakterisasi fotokatalis TiO2-Ni/Fe3O4 dilakukan menggunakan instrumen FTIR, XRD, SRUV, dan SEM-EDX. Fotokatalis TiO2-Ni/Fe3O4 diuji untuk fotodegradasi SDBS dan saponin dengan mempelajari pengaruh pH larutan, massa fotokatalis, dan waktu penyinaran. Konsentrasi SDBS dan saponin ditentukan dengan alat spektrofotometer UV-Vis.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa melalui doping dan magnetisasi pada TiO2 telah diperoleh fotokatalis TiO2-Ni/Fe3O4 dengan aktivitas di bawah sinar tampak lebih tinggi daripada TiO2, yang ditandai dengan nilai Eg = 2,45 eV, yang jauh lebih rendah daripada Eg TiO2 (3,23 eV) dan mudah dipisahkan dengan magnet eksternal. Kondisi optimum fotodegradasi 50 mL SDBS 100 mg/L dan 50 mL saponin 100 mg/L, yang terkatalisis TiO2-Ni/Fe3O4 di bawah paparan sinar tampak dapat dicapai masing-masing pada pH 4 dan 7, massa fotokatalis 20 mg dan 30 mg, dan waktu penyinaran 90 menit dan 60 menit, yaitu sebesar 61,40?n 51,64%. 

This research aimed to enhance the photocatalytic activity of TiO? under visible light for the photodegradation of the anionic surfactant sodium dodecylbenzene sulfonate (SDBS) and the natural surfactant saponin in wastewater, while imparting separable properties for practical separation. The visible-light activity of TiO? was improved by doping with nickel (Ni), and magnetic separability was achieved through the precipitation of magnetite (Fe?O?) derived from iron rust waste. Ni doping onto TiO? was performed using a hydrothermal method in an autoclave at 150 °C for 24 hours. Magnetization to form TiO?-Ni/Fe?O? was accomplished via Fe?O? precipitation using Fe²? from pure salts and Fe³? dissolved from iron rust waste, with NH?OH as the precipitating agent. The synthesized TiO?-Ni/Fe?O? photocatalyst was characterized using FTIR, XRD, UV-DRS, and SEM-EDX. The photocatalytic performance of TiO?-Ni/Fe?O? was evaluated for the degradation of SDBS and saponin under visible light irradiation, investigating the effects of solution pH, photocatalyst mass, and irradiation time. The concentrations of SDBS and saponin were determined using UV-Vis spectrophotometry.

The results demonstrate that doping and magnetization successfully produced a TiO?-Ni/Fe?O? photocatalyst with significantly higher visible-light activity compared to pristine TiO?, evidenced by a reduced band gap energy (Eg = 2.45 eV) versus TiO? (3.23 eV), and facile separation using an external magnet. Optimal photodegradation conditions for 50 mL of 100 mg/L SDBS and 50 mL of 100 mg/L saponin catalyzed by TiO?-Ni/Fe?O? under visible light were achieved at pH 4 and pH 7, photocatalyst masses of 20 mg and 30 mg, and irradiation times of 90 minutes and 60 minutes, respectively. Under these conditions, degradation efficiencies reached 61.40% for SDBS and 51.64% for saponin.

Kata Kunci : doping Ni, fotodegradasi, saponin, surfaktan SDBS, TiO?