Zeolit termodifikasi TiO2 dan aplikasinya sebagai fotokatalis untuk menurunkan angka COD limbah cair industri tekstil

MIRZAN, Mohamad, Dr.rer.nat. Karna Wijaya, M.Eng

2006 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Telah dilakukan studi tentang fotodegradasi limbah cair tekstil menggunakan TiO2/Zeolit dan TiO2-Zeolit serta sinar ultra violet. TiO2/Zeolit disintesis dengan cara mendispersikan kristal TiO2 ke dalam Zeolit dan dipanaskan dengan microwave oven 800 watt selama 5 menit. TiO2- Zeolit disintesis dengan cara inklusi larutan oligokation titan ke dalam Zeolit (oligokation titan dibuat dengan cara melarutkan TiCl4 ke dalam larutan HCl 6 M) dan dilanjutkan dengan pemanasan menggunakan microwave oven 800 watt selama 5 menit. Zeolit, fotokatalis TiO2/Zeolit dan TiO2-Zeolit dikarakterisasi dengan analisis XRD, FTIR, XRF dan GSA untuk mempelajari perubahan sifat fisik dan kimianya seperti kristalinitas, serapan gugus-gugus fungsional, kandungan Ti, luas permukaan spesifik, distribusi ukuran pori, volume total pori, dan isoterm adsorpsi. Aktivitas fotokatalitik dari TiO2/Zeolit dan TiO2-Zeolit diuji dengan mencampurkan 100 mg fotokatalis dalam 100 mL limbah cair yang disinari UV dengan panjang gelombang 366 nm pada suhu kamar selama 15-90 menit. Filtrat hasil degradasi fotokatalitik dianalisis COD nya dengan metode refluks terbuka. Hasil karakterisasi dengan XRD dan FTIR tidak menunjukkan terbentuknya TiO2 dalam Zeolit secara berarti. Namun hasil analisis unsur dengan XRF menunjukkan peningkatan kandungan titan dari 0,259% (b/b) pada Zeolit menjadi 1,597 %(b/b) pada TiO2/Zeolit dan 2,797% (b/b) pada TiO2-Zeolit. Hasil karakterisasi dengan gas sorption analyzer menunjukkan peningkatan luas permukaan spesifik dari 19,565 m2/g pada Zeolit menjadi 21,530 m2/g pada TiO2/Zeolit dan 67,964 m2/g pada TiO2-Zeolit; volume total pori dari 20,640 x 10-3 mL/g menjadi 21,755 x 10-3 mL/g pada TiO2/Zeolit dan 49,561 x 10-3 mL/g pada TiO2-Zeolit. Aktivitas fotokatalitik TiO2/Zeolit dan TiO2-Zeolit terhadap degradasi limbah cair tekstil menunjukkan bahwa selama 90 menit penyinaran UV terjadi penurunan nilai COD limbah cair sebesar 38,22% dari nilai COD awal sebesar 157 mg/L.

The photodegradation of textile wastewater study using UV radiation and TiO2/Zeolite and TiO2-Zeolite system has been investigated. TiO2/Zeolite was prepared by dispersing TiO2 crystal into Zeolite and followed by heating the mixture using microwave oven of 800 watt for 5 minutes. TiO2-Zeolite was prepared by dispersing oligocations of titanium solution into Zeolite suspension (oligocations of titanium was prepared by dissolving TiCl4 solutin into 6 M HCl) and then was heated using microwave oven of 800 watt for 5 minutes. Zeolite, TiO2/Zeolite and TiO2-Zeolite were characterized by XRD, FTIR, XRF and GSA to observe some physical and chemical properties such as crystalinity, functional groups, titan content, specific surface area, total pore volume, and isotherm adsorption. Photocatalytic activity of TiO2/Zeolite and TiO2-Zeolite was tested by dispersing 100 mg photocatalyst into 100 mL wastewater and exposing the suspension by the UV light of 366 nm at room temperature for 15 – 90 minutes. The filtrat was analyzed its COD by opening reflux method. XRD and FTIR data did not indicate formation of TiO2 in Zeolite. However, elemental analysis result with XRF indicated that the titanium concentration increased from 0.259% (w/w) in Zeolite to 1.597% (w/w) in TiO2/Zeolite and 2.797% (w/w) in TiO2-Zeolite. GSA data showed the increase of specific surface area from 19.565 m2/g for Zeolite to 21.530 m2/g for TiO2/Zeolite and 67.964 m2/g for TiO2-Zeolite; total pore volume from 20.640 x 10-3 mL/g for Zeolite to 21.755 x 10-3 mL/g for TiO2/Zeolite and 49.561 x 10-3 mL/g for TiO2-Zeolite. Photocatalytic activity of TiO2/Zeolite and TiO2-Zeolite for degradation of textile wastewater showed that in 90 minutes UV radiation resulted in the decrease of wastewater COD up to 38.22% from its initial COD of 157 mg/L.

Kata Kunci : Fotodegradasi Limbah Cair,TiO2,Zeolit,Sinar Ultraviolet