Electronic Theses and Dissertation

ABSTRAK


Green synthesis nanopartikel TiO2 dan modifikasinya dengan karbon aktif yang berasal dari cangkang biji pala sebagai fotokatalis untuk penghilangan pestisida klorpirifos telah berhasil dilakukan. Nanopartikel TiO2 disintesis menggunakan ekstrak kulit jeruk yang berperan penting sebagai bioreduktor, stabilisator dan capping agent dalam proses sintesis nanopartikel dengan prekursor titanium tetraisopropoksida. Cangkang biji pala yang dikarbonisasi secara fisika diaktivasi menggunakan larutan NaOH dan nanokomposit karbon aktif/TiO2 (C/TiO2) dipreparasi dengan metode hidrotermal. Kristalinitas, ukuran kristal rata-rata, dan struktur anatase TiO2 dan nanokomposit C/TiO2 ditentukan dengan X-Ray Diffraction (XRD), sedangkan morfologi dan sifat optik bahan hasil sintesis dianalisis dengan menggunakan Scanning Electron Microscopy-Energy-Dispersive X-Ray Spectroscopy (SEM-EDX), Brunauer Emmett Teller (BET) dan spektroskopi reflektansi difus UV-Vis (UV-Vis DRS). Nanokomposit 5% C/TiO2 memiliki ukuran kristal rata-rata sedikit lebih besar, luas permukaan, ukuran pori dan energi celah pita yang lebih kecil dibandingkan dengan nanopartikel TiO2. Hasil uji aktivitas nanokomposit C/TiO2 pada degradasi klorpirifos menunjukkan nanokomposit 5% C/TiO2 memiliki aktivitas fotokatalitik yang lebih tinggi dibandingkan nanokomposit 7,5%C/TiO2, 10%C/TiO2 dan nanopartikel TiO2. Nanokomposit 5% C/TiO2 mampu menghilangkan klorpirifos hingga 93,65% setelah diiradiasi sinar matahari dan 89,27% setelah diiradiasi sinar UV selama 360 menit pada kondisi optimum pH awal larutan klorpirifos = 4, massa fotokatalis 250 mg dan konsentrasi klorpirifos awal 6 ppm. Berdasarkan hasil pengujian scavenger diketahui bahwa ion superoksida (O2•-) merupakan spesies aktif yang paling berperan dalam aktivitas fotokatalitik 5% C/TiO2 dalam mendegradsi klorpirifos.


Kata Kunci: Green synthesis, fotokatalis, ekstrak jeruk, C/TiO2, cangkang biji pala, klorpirifos.

ABSTRACT Green synthesis of TiO2 nanoparticles and its modification with activated carbon derived from nutmeg seed shells as a photocatalyst for the removal of chlorpyrifos pesticide has been successfully carried out. TiO2 nanoparticles were synthesized using orange peel extract which plays an important role as a bioreductor, stabilizer and capping agent in the synthesis process of nanoparticles with titanium tetraisopropoxide as a precursor. The physically carbonized nutmeg seed shells were activated using NaOH solution and the activated carbon/TiO2 (C/TiO2) nanocomposite was prepared by hydrothermal method. Crystallinity, average crystallite size, and structure of anatase TiO2 and C/TiO2 nanocomposites were determined by X-Ray Diffraction (XRD), while the morphology and optical properties of the synthesized materials were analyzed using Scanning Electron Microscopy-Energy-Dispersive X-Ray Spectroscopy (SEM-EDX), Brunauer Emmett Teller (BET) and UV-vis diffuse reflectance spectroscopy (UV-Vis DRS). The 5% C/TiO2 nanocomposite had a slightly larger average crystallite size, smaller surface area, pore size and bandgap energy compared to TiO2 nanoparticles. The results of the C/TiO2 nanocomposite activity evaluation on the chorpyrifos degradation showed that the 5% C/TiO2 nanocomposite had higher photocatalytic activity compared to 7.5% C/TiO2, 10% C/TiO2 and TiO2 nanoparticles. The 5% C/TiO2nanocomposite is able to remove chlorpyrifos up to 93.65% after irradiation under sunlight and 89.27% after irradiation under UV light for 360 minutes at the optimum conditions of initial pH of chlorpyrifos solution = 4, photocatalyst mass of 250 mg and initial chlorpyrifos concentration of 6 ppm. Based on the results of the scavenger test, it is known that superoxide ion (O2•-) is the most active species that plays an important role in the photocatalytic activity of 5% C/TiO2 in degrading chlorpyrifos. Keywords: Green synthesis, photocatalyst, orange peel extract, C/TiO2, nutmeg shell, chlorpyrifos.