Electronic Theses and Dissertation

Pencemaran lingkungan dari zat warna dan pestisida memerlukan penanganan yang serius dalam menjaga kualitas air tanah dan permukaan. Tingginya tingkat pencemaran yang terjadi baik yang berasal dari industri tekstil maupun sektor pertanian menjadikan ketersediaan jumlah air bersih terbatas dan ekosistem perairan juga terganggu serta membahaya kesehatan manusia. Oleh karena itu kajian tentang pemurnian air menjadi penting dilakukan, salah satunya dengan menggunakan metode fotokatalitik yang memanfaat nanopartikel Fe3O4-TiO2 sebagai fotokatalisnya. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi kemampuan fotokatalitik partikel Fe3O4-TiO2 dalam mendegradasi zat warna metilen biru dan pestisida klorpirifos yang terlarut dalam air. Bahan fotokatalis yang digunakan menggabungkan magnetit dengan TiO2 melalui metode pengadukan mekanis. Sedangkan magnetit sendiri diekstraksi dari pasir besi Alam Anoi Itam Sabang yang disintesis melalui metode kopresipitasi. Kualitas fotokatalis Fe3O4-TiO2 yang dihasilkan telah dikonfirmasi melalui pengujian karakteristiknya dengan XRF, XRD, SEM-EDX, Serapan Optik dan VSM. Adapun hasil pengujian telah menunjukkan bahawa fotokatalis Fe3O4-TiO2 telah terbentuk dengan ukuran kristalnya dalam rentang 11-25 nm kategori bahan magnetik lunak. Kemampuan fotokatalis Fe3O4-TiO2 ini kemudian diuji dalam degradasi zat warna metilen biru dan pestisida klorpirifos. Melalui beberapa variasi yang diberikan berupa, jumlah rasio massa fotokatalis (rasio massa 2:1, 1:1 dan 1:2), konsentrasi metilen biru (5, 10 dan 15 ppm) dan klorpirifos (5 dan 10 ppm), waktu kontak (15, 30, 60,90, 120 dan 150 menit) dan jenis penyinaran (gelap, sinar matahari, sinar ultraviolet dan cahaya tampak). Hasil pengujian degradasi zat warna metilen biru pada rasio massa fotokatalis Fe3O4-TiO2 yang terbaik telah diperoleh pada nilai 1:2 untuk kondisi penyinaran di bawah sinar matahari. Rasio massa fotokatalis Fe3O4-TiO2 yang terbaik ini menunjukkan kinerja maksimal dalam mendegradasi zat warna metilen biru hingga 93% untuk waktu kontaknya 150 menit. Sedangkan hasil pengujian degradasi pestisida klorpirifos pada rasio massa fotokatalis Fe3O4-TiO2 yang terbaik telah diperoleh pada nilai 1:1 untuk kondisi penyinaran di bawah sinar ultraviolet. Rasio massa fotokatalis Fe3O4-TiO2 yang terbaik ini menunjukkan kinerja maksimal dalam mendegradasi pestisida klorpirifos hingga 82% untuk waktu kontaknya 150 menit.

Environmental pollution from dyes and pesticides requires serious handling to maintain the quality of groundwater and surface water. The high level of pollution, both from the textile industry and the agricultural sector, has led to limited availability of clean water and disrupted aquatic ecosystems, posing a risk to human health. Therefore, studies on water purification are crucial, one of which involves using photocatalytic methods utilizing Fe3O4-TiO2 nanoparticles as the photocatalyst. The aim of this research is to identify the photocatalytic ability of Fe3O4-TiO2 particles in degrading methylene blue dye and chlorpyrifos pesticide dissolved in water. The photocatalyst material used combines magnetite with TiO2 through a mechanical mixing method. Magnetite itself is extracted from natural iron sand of Anoi Itam Sabang and synthesized through a coprecipitation method. The quality of the produced Fe3O4-TiO2 photocatalyst has been confirmed through characterization tests including XRF, XRD, SEM-EDX, Optical Absorption, and VSM. The test results show that the Fe3O4-TiO2 photocatalyst has been formed with crystal sizes in the range of 11-25 nm, categorized as soft magnetic materials. The photocatalytic ability of Fe3O4-TiO2 was then tested in the degradation of methylene blue dye and chlorpyrifos pesticide. Various factors were tested, including photocatalyst mass ratios (2:1, 1:1, and 1:2), methylene blue concentrations (5, 10, and 15 ppm) and chlorpyrifos (5 and 10 ppm), contact times (15, 30, 60, 90, 120, and 150 minutes), and types of irradiations (dark, sunlight, ultraviolet light, and visible light). The best photocatalyst mass ratio for methylene blue dye degradation was obtained at a 1:2 ratio under sunlight conditions. This optimal Fe3O4-TiO2 photocatalyst ratio showed the maximum performance in degrading methylene blue dye up to 93% with a contact time of 150 minutes. Meanwhile, for chlorpyrifos pesticide degradation, the best photocatalyst mass ratio was found to be 1:1 under ultraviolet light conditions. This optimal Fe3O4-TiO2 photocatalyst ratio demonstrated maximum performance in degrading chlorpyrifos pesticide up to 82% with a contact time of 150 minutes.