STUDI FOTODEGRADASI METHYL ORANGE DAN ACID YELLOW-25 MENGGUNAKAN KATALIS NANOPARTIKEL TiO2 BERBASIS EKSTRAK LIMBAH KULIT DUKU (LANSIUM DOMESTICUM CORREA)

DELIZA, DELIZA (2025) STUDI FOTODEGRADASI METHYL ORANGE DAN ACID YELLOW-25 MENGGUNAKAN KATALIS NANOPARTIKEL TiO2 BERBASIS EKSTRAK LIMBAH KULIT DUKU (LANSIUM DOMESTICUM CORREA). S3 thesis, Universitas Andalas.

	Text (Cover dan Abstrak) 01. Cover & Abstrak.pdf - Published Version Download (262kB)
	Text BAB I.pdf - Published Version Download (348kB)
	Text (BAB Akhir) BAB AKHIR.pdf - Published Version Download (262kB)
	Text DAFTAR PUSTAKA.pdf - Published Version Download (287kB)
	Text 05. Disertasi Fulltext.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only until 20 March 2026. Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Pencemaran air akibat limbah zat warna tekstil seperti Methyl Orange (MO) dan Acid Yellow 25 (AY25) menjadi permasalahan lingkungan yang serius karena sifatnya yang toksik, stabil, dan sulit terurai secara alami. Keberadaan kedua zat warna tersebut dapat menghambat proses fotosintesis di perairan serta menghasilkan residu berbahaya bagi organisme hidup. Meski TiO2 telah banyak digunakan sebagai fotokatalisis, Sebagian besar studi masih mengandalkan metode kimia yang kurang ramah lingkungan dan sering menghasilkan nanopartikel dengan stabilitas koloid terbatas. Selain itu, pemanfaatan ekstrak tanaman sebagai agen pereduksi dan capping agent ekstrak kulit duku (Lansium domesticum Correa) (LdC) belum ada dilaporkan, ekstrak tersebut mengandung flavonoid dan polifenol serta berpotensi meningkatkan pembentukan ROS. Penelitian terkait fotodegradasi simultan MO dan AY25 menggunakan TiO₂ hasil green synthesis juga masih terbatas, sehingga penelitian ini dikembangkan untuk mengisi gap tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mendegradasi MO dan AY25 melalui proses fotolisis menggunakan katalis nanopartikel TiO₂ (TiO₂ NPs) yang dibuat secara green synthesis dengan memanfaatkan ekstrak kulit LdC sebagai agen pereduksi dan capping agent alami. Serangkaian karakterisasi dilakukan menggunakan Spektrometer UV-Vis, FTIR, XRD, FE-SEM, PSA, BET dan BJH, Spektrometer UV-DRS, dan Zeta Potential, disertai analisis kinetika fotodegradasi, efek scavenger, reusabilitas katalis, serta identifikasi produk fotodegradasi menggunakan UPLC-QTOF/MS. Hasil penelitian menunjukkan bahwa TiO₂ NPs berhasil disintesis dengan ditandai puncak absorbansi pada 239 nm ciri khas TiO2 NPs yang mengandung ekstrak tanaman. Hasil analisis FTIR menunjukkan vibrasi Ti-O terkonfirmasi pada 654 cm-1, analisis XRD mengkonfirmasi fase yang terbentuk anatase, ukuran kristal 19,7 nm, FESEM menunjukkan morfologi sperik berukuran rata-rata 17,6 nm, BET dan BJH menunjukkan luas permukaan 88,05 m²/g, diameter pori rata-rata 15,2281 nm dengan volume pori total 0,2299 cm3/g, nilai zeta potensial -47,0 mV yang menandakan kestabilan koloid tinggi, dan spektrum UV-DRS mengonfirmasi band gap 3,23 eV berkaitan untuk keefektifan proses fotokatalitik. Efisiensi fotodegradasi kedua zat warna ini secara fotolisis meningkat signifikan dari 23,65% menjadi 95,00% untuk MO dan 21,93% menjadi 89,93% untuk AY25 menggunakan 10 mg TiO₂ NPs di bawah sinar UV-A. Reaksi mengikuti kinetika orde semu pertama dengan konstanta laju k = 0,0060 min⁻¹ untuk MO dan 0,0036 min⁻¹ untuk AY25. Uji scavenger mengonfirmasi bahwa spesies reaktif utama yang berperan adalah superoksida (•O₂⁻) diuji dengan menambahkan 1,4-benzoquinon sebelum fotodegradasi, radikal hidroksil (•OH) dengan penambahan isopropanol, elektron (e⁻) dengan menambahkan kalium dikromat, dan hole (h⁺) dengan penambahan ammonium oksalat, sedangkan uji reusabilitas menunjukkan efisiensi fotodegradasi tetap tinggi hingga tiga siklus dengan massa katalis 10 mg dibuktikan dengan hasil siklus pertama 89% kemudian turun bertahap menjadi 84%, 77,55% dan tingkat pemulihan 95.55% pada MO dan pada AY25 siklus pertama 82%, kemudian menurun menjadi 75%, kemudian 66% dan tingkat pemulihan 89%. Analisis UPLC-QTOF/MS menunjukkan bahwa MO dan AY25. awalnya memiliki puncak dominan pada RT ±7,2 menit dengan ion utama m/z 306.0921, menandakan molekul masih utuh. Setelah fotodegradasi, puncak ini menurun signifikan dan muncul fragmen baru seperti m/z 305–306 dan 107.0741, yang menunjukkan pemutusan ikatan azo dan kerusakan cincin aromatik. Perubahan pola kromatogram dan fragmentasi mengonfirmasi terbentuknya intermediet amina aromatik dan senyawa fenolik. Senyawa antara tersebut kemudian teroksidasi menjadi asam organik sederhana hingga tahap mineralisasi menjadi CO₂ dan H₂O yang aman bagi lingkungan. Dengan data ini, mekanisme fotodegradasi MO dapat diprediksi dan dijelaskan dengan baik. Dengan demikian, MO dan AY25 berhasil didegradasi secara efisien menggunakan TiO2 NPs hasil green synthesis berbasis ekstrak LdC. Pendekatan ini terbukti mampu meningkatkan kinerja fotokatalitik dalam mendegradasi zat warna azo, sekaligus menawarkan alternatif fotokatalis yang ramah lingkungan dan berpotensi diterapkan dalam pengolahan limbah tekstil secara berkelanjutan. Kata Kunci: Methyl Orange, Acid Yellow 25, TiO2 Nanopartikel, Lansium domesticum Correa, Fotokatalisis, UPLC-QTOF/MS.

Actions (login required)

View Item