Penghilangan Ion Pb(II) dari Media Air dengan Proses Foto-Fenton Heterogen Menggunakan Limbah Karat Besi Sebagai Katalis

Nuradya Khairina Az-Zahra, Prof. Dr. Endang Tri Wahyuni, M.S., Prof. Dr.rer.nat Nurul Hidayat Aprilita, S.Si., M.Si.

2025 | Skripsi | KIMIA

Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji penghilangan ion Pb²? melalui proses foto-Fenton heterogen dengan menggunakan limbah karat besi sebagai katalis. Limbah karat besi dipreparasi dengan cara digerus hingga berbentuk serbuk, kemudian dilakukan perlakuan pengeringan pada suhu 100°C dan kalsinasi pada suhu 450°C. Karakterisasi katalis dilakukan menggunakan instrumen XRF, FT-IR, XRD, SEM, DRUV/Vis, dan SAA. Proses foto-Fenton dilakukan dalam sistem batch dengan memvariasikan dosis katalis, konsentrasi H?O?, waktu penyinaran, dan pH larutan. Selain itu, dilakukan perbandingan efektivitas antara penggunaan limbah karat besi dengan suhu pengeringan 100°C dan 450°C, serta perbandingan proses foto-Fenton heterogen dan foto-Fenton homogen dalam menurunkan konsentrasi ion<!--[if gte msEquation 12]> Pb2+<![endif]--><!--[if !msEquation]--> <!--[endif]-->. Pada penelitian ini, konsentrasi ion <!--[if gte msEquation 12]>Pb2+<![endif]--><!--[if !msEquation]--> <!--[endif]--> dalam larutan ditentukan dengan instrumen AAS.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa limbah karat besi mengandung Fe?O? dalam bentuk maghemite (?-Fe?O?) dan hematite (?-Fe?O?). Kalsinasi pada suhu 450°C menurunkan energi celah pita (Eg) dan meningkatkan luas permukaan katalis. Kondisi optimum diperoleh pada dosis katalis 25 mmol L?¹ atau setara dengan karat besi seberat 45 mg, konsentrasi H?O? 125 mmol L?¹, penyinaran dibawah sinar UV selama 60 menit, dan larutan pada pH 7. Katalis hasil kalsinasi pada suhu 450°C menunjukkan efektivitas lebih tinggi dibandingkan hasil pengeringan dengan suhu 100°C. Selain itu, proses foto-Fenton heterogen lebih efektif daripada foto-Fenton homogen ketika dilakukan pada pH 3 dan 7.

This research was conducted to examined the removal of Pb²? ions through a heterogeneous photo-Fenton process by utilizing rusty waste as a catalyst. The iron rust waste was prepared by grinding it into a fine powder, followed by a drying treatment at 100°C and subsequent calcination at 450°C. Catalyst characterization was performed using several analytical instruments, including XRF, FT-IR, XRD, SEM, DRUV/Vis, and SAA. The photo-Fenton process was carried out in a batch system with variations in catalyst dosage, hydrogen peroxide (H?O?) concentration, irradiation time, and solution pH. In addition, a comparison was made between the effectiveness of using iron rust waste dried at 100°C and 450°C, as well as between heterogeneous and homogeneous photo-Fenton processes in reducing the concentration of Pb²? ions. In this research, the concentration of Pb²? ions in the solution were determined using AAS instrument.

The characterization results indicated that the rusty waste contained Fe?O? in the forms of maghemite (?-Fe?O?) and hematite (?-Fe?O?). Calcination at 450°C decreased the band gap energy (Eg) and enhanced the surface area of the catalyst. Optimal conditions were achieved with a catalyst dosage of 25 mmol L?¹ (equivalent to 45 mg of iron rust), H?O? concentration of 125 mmol L?¹, UV irradiation for 60 minutes, and a solution pH of 7. The catalyst calcined at 450°C showed higher effectiveness compared to the catalyst subjected only to drying at 100°C. Additionally, the heterogeneous photo-Fenton process demonstrated greater effectiveness than the homogeneous system when it was conducted at pH 3 and 7.

Kata Kunci : ion Pb(II), limbah karat besi, foto-Feton, katalis heterogen