Pemanfaatan Limbah Kabel Sebagai Sumber Dopan Cu untuk Meningkatkan Aktivitas Fotokatalitik TiO2 dalam Degradasi Polutan Ftalat Di Bawah Paparan Sinar Tampak

Galang Arif Waskito, Prof. Dr. Endang Tri Wahyuni, M.S.; Dr.rer.nat. Adhitasari Suratman, S.Si, M.Si.

2026 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Pada penelitian ini telah dilakukan upaya peningkatan aktivitas fotokatalis TiO2 di bawah sinar tampak melalui doping logam Cu dari limbah kabel. Penelitian ini terdiri dari doping TiO2 dengan ion Cu yang dilarutkan dari limbah kabel, karakterisasi dan uji aktivitas TiO2 terdoping Cu di bawah sinar tampak. Proses doping Cu pada fotokatalis TiO2 dilakukan dengan metode hidrotermal pada suhu 200 °C selama 6 jam, di mana kadar dopan dibuat bervariasi yaitu 0,10% mol; 0,25% mol; dan 0,50% mol. Fotokatalis TiO2-Cu hasil preparasi dikarakterisasi menggunakan Diffuse Reflectance UV-Visible (DR UV-Vis), X-Ray Diffraction (XRD), dan Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX). Aktivitas fotokatalis TiO2-Cu diuji untuk fotodegradasi polutan asam ftalat di bawah sinar tampak dengan optimasi waktu penyinaran dan massa fotokatalis. 

Hasil penelitian menunjukkan bahwa doping TiO2 dengan logam Cu dari limbah kabel dapat menurunkan energi celah pita (Eg) dari TiO2 sehingga berada dalam daerah sinar tampak. Penurunan Eg yang paling efektif ditunjukkan oleh kadar dopan Cu sebesar 0,25% ke dalam TiO2 (TiO2-Cu 0,25%) yaitu menjadi 2,86 eV dari 3,20 eV (Eg dari TiO2 murni). Aktivitas TiO2 terdoping Cu di bawah sinar tampak mengalami peningkatan dalam fotodegradasi asam ftalat, dibandingkan TiO2 tanpa doping. Efektivitas fotodegradasi asam ftalat tertinggi diperoleh pada penggunaan 40 mg fotokatalis TiO2-Cu 0,25?lam 40 mL larutan asam ftalat 10 mg/L dengan waktu penyinaran selama 120 menit di bawah sinar tampak

The present study was conducted to enhance the visible-light photocatalytic activity of TiO2 through copper (Cu) doping, utilizing waste cables as the metal source. The research encompasses the doping of TiO2 with Cu ions extracted from waste cables, followed by the characterization and evaluation of the catalyst's performance under visible irradiation. The Cu doping process was carried out via a hydrothermal method at 200 °C for 6 hours, with varying dopant concentrations of 0.10 %mol; 0.25 %mol; and 0.50 %mol. The prepared TiO2-Cu photocatalysts were characterized using Diffuse Reflectance UV-Visible (DR UV-Vis) spectroscopy, X-Ray Diffraction (XRD), and Scanning Electron Microscopy coupled with Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX). The photocatalytic activity of the TiO2-Cu was evaluated through the photodegradation of phthalic acid under visible light, incorporating the optimization of irradiation time and catalyst mass.

The results demonstrated that doping TiO2 with Cu extracted from waste cables successfully narrowed its band gap energy (Eg), shifting its optical absorption into the visible light region. The most significant band gap reduction was achieved with a 0.25 mol% Cu dopant concentration (TiO2-Cu 0.25%), narrowing the band gap from 3.20 eV (undoped TiO2) to 2.86 eV. Consequently, the Cu-doped TiO2 showed an enhanced visible-light photocatalytic activity in the degradation of phthalic acid compared to the undoped TiO2. The highest photodegradation efficiency was achieved with 40 mg of the TiO2-Cu 0.25% photocatalyst in 40 mL of a 10 mg/L phthalic acid solution, irradiated for 120 minutes under visible light.

Kata Kunci : Asam ftalat, doping Cu, fotokatalis TiO2, limbah kabel