Remediasi Fotokatalitik In-situ Kontaminan Organik pada Air Permukaan
In-situ Photocatalytic Remediation OfOrganic Contaminants In GroundwaterTugas Kuliah Magister SainsDasar-Dasar Ekonomi PSLChaerul AnwarNRP: P052140044
Pendahuluan Industri & Rumah Tangga banyak menghasilkan limbah organik yang menkontaminasi air permukaan di sekitarnya, di antaranya yang paling dominan adalah deterjen. Aplikasinya yang mendasar bagi hampir semua proses menjadikan deterjen (ABS Alkyl Benzene Sulfonat) seringkali ditemukan sebagai polutan pada sumber-sumber air permukaan yang berdekatan dengan sentra aktivitas domestik maupun industri.
Pendahuluan Sifat deterjen yang bio-resisten (terutama ABS) menjadikannya semakin sulit terdegradasi di alam secara alami, sehingga dari waktu ke waktu jumlahnya semakin bertambah melampaui daya dukung lingkungan. Diperlukan metode remediasi alternatif yang handal, tidak mengganggu keseimbangan lingkungan, dan murah. Fotokatalisis secara in-situ menggunakan TiO2 dapat menjadi alternatif yang feasible karena mekanismenya yang hanya mengkatalisis, sehingga secara teori dapat terbarukan kembali tanpa terlepas ke media.
PendahuluanTeori Dasar Fotokatalisis
Semikonduktor titanium dioksida (TiO2) digunakan secara luas sebagai fotokatalis, karena bersifat inert secara kimia maupun biologi, non toksik, dan tidak mahal.
Suatu reaksi yang dipengaruhi oleh cahaya dan katalis secara bersama-sama atau suatu proses terjadinya reaksi suatu materi terhadap lainnya yang diperantarai oleh energi dari penyinaran ultra violet dinamakan dengan reaksi fotokatalisis.
PendahuluanTeori Dasar Fotokatalisis
Mekanisme fotokatalitik TiO2
PendahuluanTeori Dasar Fotokatalisis
Mekanisme fotokatalitik TiO2
PendahuluanTeori Dasar Fotokatalisis
Reaksi-reaksi yang terjadi:Pembentukan pembawa muatan (e-CB, h+VB ) Rekombinasi pembawa muatan, dengan membebaskan energi dalam bentuk panas. Reaksi oksidasi oleh hole pada pita valensi
PendahuluanTeori Dasar Fotokatalisis
Reaksi-reaksi yang terjadi:Reaksi reduksi oleh elektron pada pita konduksi
Reaksi fotokatalisis atau reaksi termal lebih lanjut menghasilkan produk akhir mineral.Elektron pada pita konduksi terjebak dalam permukaan metastabil menghasilkan Ti (III)
PendahuluanTeori Dasar Fotokatalisis
Reaksi-reaksi yang terjadi:
Metode Penelitian Efektifitas fotokatalisis TiO2 diikuti dengan membandingkan kuantitas ABS sebagai kontaminan organik dalam matriks air permukaan sebelum dan sesudah dipaparkan terhadap TiO2 yang di-imobilisasi pada berbagai konsentrasi dan waktu. Teknik pengukuran yang dilakukan menggunakan molekular spektrofotometri.
Metode Penelitian Pada penelitian ini 1000 mL limbah sintetik yang terdiri dari campuran LAS dan ABS 100 mg/L didegradasi secara fotokatalitik selama 1, 2, 3, 4, dan 5 jam dalam sebuah reaktor semi batch TiO2 3, 4, dan 5% yang dilengkapi dengan lampu UV-Mercury. Proses dilakukan pada temperatur kamar dan tekanan atmosfer. Kadar LAS dan ABS sebelum dan sesudah degradasi dianalisa dengan Spectrophotometer UV-VIS secara MBAS (Methtylene Blue Active Substance).
Hasil & Bahasan Semakin lama waktu degradasi maka penurunan konsentrasi limbah akan semakin besar. Hal ini disebabkan karena katalis yang berada di dalam reaktor akan mendapat penyinaran lebih lama sehingga lebih banyak katalis yang teraktifkan dan akan menghasilkan OH yang lebih banyak. OH ini kemudian akan mengoksidasi limbah. Demikian pula halnya dengan konsentrasi, semakin tinggi konsentrasi TiO2 yang digunakan, semakin kecil kuantitas deterjen yang tersisa, semakin besar yang terdegradasi.
Hasil & Bahasan
Chart1
100100100
757060
635540
504225
453010
32252
TiO2 2%
TiO2 3%
TiO2 4%
Waktu (jam)
ppm MBAS
Grafik Penurunan ppm MBAS
Sheet1
Waktu (jam)Konsentrasi MBAS (ppm)% Efektifitas
TiO2 2%TiO2 3%TiO2 4%TiO2 2%TiO2 3%TiO2 4%
0100100100
1757060
2635540
3504225
4453010
532252687598
Sheet1
TiO2 2%
TiO2 3%
TiO2 4%
Waktu (jam)
ppm MBAS
Grafik Penurunan ppm MBAS
Sheet2
Sheet3
Simpulan Proses fotokatalisis dengan reaktor slurry yang bekerja secara semi batch menggunakan katalis TiO2 telah berhasil mendegradasi campuran Linear Alkilbenzen Sulfonat (LAS) dan Alkil Benzen Sulfonat (ABS). Kondisi optimum diperoleh pada konsentrasi TiO2 4% selama waktu paparan 5 jam dengan efektifitas pengolahan sebesar 98%.
Top Related