Peningkatan Aktivitas Fotokatalis TiO2 Di Bawah Sinar Tampak Dalam Fotodegradasi Tetrasiklin Melalui Kodoping Fe Dari Karat Besi dan Ni Dari Air Limbah Elektroplating

Febri Hana Afiyah Putri, Prof. Dr. Endang Tri Wahyuni, M.S.; Prof. Hitoshi Mizuguchi, Ph.D.

2025 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan aktivitas fotokatalitik TiO2 di bawah sinar tampak untuk degradasi tetrasiklin dengan kodoping Fe dari karat besi dan Ni dari air limbah elektroplating. TiO2, yang secara alami hanya aktif di bawah sinar UV, memiliki celah pita (Eg) yang lebar, yang membatasi penggunaannya di bawah sinar tampak. Pada penelitian ini, kodoping Fe dan Ni berhasil menurunkan Eg TiO2 menjadi 2,6 eV, yang memungkinkan TiO2 menyerap cahaya tampak secara lebih efektif. Melalui sintesis hidrotermal, TiO2 dikodoping dengan Fe dan Ni, dan diuji untuk fotodegradasi tetrasiklin di bawah berbagai kondisi, seperti massa katalis, waktu reaksi, dan pH.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa kodoping Fe-Ni/TiO2 meningkatkan efisiensi fotokatalitik, dengan degradasi tetrasiklin mencapai 97,51% di bawah sinar UV, 75,02% di bawah sinar tampak, dan 55,70% kondisi gelap. Kodoping ini juga meningkatkan pemisahan elektron-hole, mencegah rekombinasi, dan mempercepat pembentukan radikal hidroksil (•OH), yang esensial dalam proses degradasi. Penelitian ini menawarkan solusi alternatif untuk pengolahan limbah farmasi dan mengurangi dampak negatif residu antibiotik di lingkungan.

This study aims to enhance the photocatalytic activity of TiO2 under visible light for tetracycline degradation through codoping Fe from iron rust and Ni from electroplating wastewater. TiO2, which is naturally active only under UV light, has a wide bandgap (Eg), which limits its use under visible light. In this study, codoping Fe and Ni successfully reduced the Eg of TiO2 to 2.6 eV, allowing TiO2 to absorb visible light more effectively. Through hydrothermal synthesis, TiO2 was codoped with Fe and Ni and tested for tetracycline photodegradation under various conditions, such as catalyst mass, reaction time, and pH.

The results show that codoping Fe-Ni/TiO2 improves photocatalytic efficiency, with tetracycline degradation reaching 97.51% under UV light, 75.02% under visible light, and 55.70% in the dark. This codoping also enhances electron-hole separation, prevents recombination, and accelerates the formation of hydroxyl radicals (•OH), which are essential in the degradation process. This research offers an alternative solution for pharmaceutical wastewater treatment and reduces the negative impact of antibiotic residues on the environment.

Kata Kunci : Tetrasiklin, Fotofotodegradasi, Fotokatalitik, TiO2.