Sintesis TiO₂-Karbon Aktif dari Ampas Kopi dengan Metode Hidrotermal untuk Fotodegradasi Diazinon

Abstract

Titanium dioksida (TiO2) merupakan semikonduktor yang digunakan sebagai material fotokatalis dan menyerap energi dari sinar ultraviolet (UV). TiO₂ dapat disintesis dari prekursor seperti titanium tetraisopropoksida (TTIP) dengan kelebihan kontrol ukuran yang lebih baik. Metode hidrotermal memberikan kristalinitas serta distribusi ukuran partikel yang baik. TiO2 memiliki daya adsorpsi rendah sehingga peningkatan aktivitas fotokatalitik dapat dicapai dengan menempelkan TiO₂ pada karbon aktif. Ampas kopi, dengan kandungan organik tinggi, dapat dimanfaatkan sebagai prekursor karbon aktif yang efisien. TiO₂-KA efektif dalam fotodegradasi polutan seperti diazinon dengan degradasi yang meningkat seiring waktu penyinaran. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi pengaruh variasi massa karbon aktif dalam TiO2 terhadap karakteristik struktur kristal, morfologi, porositas, dan band gap material hasil sintesis. Mengidentifikasi pengaruh variasi massa karbon aktif terhadap aktivitas fotokatalitik material dalam mendegradasi senyawa diazinon serta kemampuan reusabilitas material komposit TiO2-KA. Penelitian ini dilakukan dengan sintesis satu langkah menggunakan metode hidrotermal selama 12 jam dengan suhu 180oC. Larutan TTIP sebanyak 5 mL dicampur dengan 30 mL etanol dan 30 mL akuades, kemudian diaduk secara magnetik dengan kecepatan 700 rpm selama 1 jam. Tahapan selanjutnya pada larutan ditambahkan karbon aktif dan diaduk selama 2 jam dengan kecepatan 700 rpm. Massa karbon aktif pada penelitian ini divariasi yaitu 5 ,10, dan 15 gram. Kemampuan fotokatalisis dari material komposit dalam mendegradasi larutan diazinon dilakukan terhadap 200 mL larutan pestisida diazinon dengan menambahkan 1 g material hasil sintesis. Uji fotodegradasi dilakukan dalam chamber UV selama 8 jam (1 jam tanpa iradiasi UV dilanjutkan 7 jam dengan iradiasi UV) dengan sampling tiap 1 jam. Material setelah diiradiasi kemudian dicuci hingga netral dan dikeringkan. Proses selanjutnya yaitu pengujian menggunakan XRF untuk melihat unsur Ti yang masih tersisa dalam material. Perlakuan tersebut diulangi sebanyak tiga kali untuk mengetahui kemampuan reusabilitas dari material komposit hasil sintesis.Penambahan karbon aktif pada TiO2 menghasilkan material nanopartikel dengan morfologi seperti bola dengan ukuran yang tidak seragam. Keempat material dilakukan karakterisasi XRD dan UV-Vis DRS yang menunjukkan bahwa seluruh material memiliki fasa anatase yang efektif dalam sinar UV. Luas permukaan material yang besar meningkatkan aktivitas fotokatalitik material karena memiliki jumlah situs aktif yang lebih banyak. Persen degradasi meningkat seiring dengan bertambah lama waktu penyinaran karena interaksi foton yang lebih lama.