Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"ABSTRAKTelah dipelajari degradasi fotokatalisis etanol, benzena dan kloroform dalam fasa air menggunakan lapisan tipis TiO2. Percobaan dilakukan menggunakan reaktor alir kontinyu dengan TiO2 yang diimobilisasikan pada dinding dalam kolom gelas dan lampu UV black light digunakan sebagai sumber radiasi. Uji aktifitas reaktor terhadap larutan model pada reaktor dengan sistem tanpa pendingin dan memakai pendingin dilakukan untuk mengetahui pengaruh evaporasi pada pengolahan larutan model. Untuk evaluasi proses yang diuji dilakukan pengukuran pH larutan, daya hantar listrik dan ion klorida dan analisis senyawa intermediat dengan GC dan GC-MS.Hasil percobaan degradasi fotokatalisis etanol, benzena dan kloroform dalam fasa air menunjukkan terjadinya penurunan pH, naiknya daya hantar listrik dan naiknya konsentrasi ion klorida untuk model kloroform selama proses berlangsung. Senyawa intermediet hasil degradasi secara fotokatalisis dari etanol yang dapat diamati adalah asetaldehida. Penerapan sistem pengolahan yang dikembangkan ini, pada contoh sisa bilasan pelarut organik, menunjukkan kemampuannya menurunkan nilai COD sebesar 83.95 %.

---

ABSTRACT

Photocatalytic degradation of aquoeus etanol, benzene and chloroform was studied by using TiO2 film catalyst. The experiment was performed in a continous flow reactor, in which TiO2 was immobilized on the inner wall of glass tubes and UV black light lamps were used as radiation source. Test of reactor activity without condensor and with condensor was conducted to know influence of evaporation model. For evaluation process was done by measurement pH, conductivity and chloride ion, and analyses intermediat compound with GC and of GC-MS.

Result of Photocatalytic degradation aquoeus etanol, benzene and chloroform is shown decreasing of pH, increasing conductivity and increasing of chloride ion concentration for chloroform model during process. Result of intermediet compound for photocatalytic degradation of aquoeus etanol is asetaldehide. The experiment on laboratory waste water is indicated to ability decreasing of COD(chemical oxygen demand) about 83.95 %."

"Uap benzena sebagai senyawa model kelompok Volatile Organic Compounds (VOCs) dalam asap rokok telah berhasil didegradasi secara fotokatalitik menggunakan lapisan tipis TiO2 . Satu unit reaktor fotokatalitik terdiri dari dua buah lampu UV 10 W yang masing–masing dikelilingi oleh 12 kolom gelas (i.d 2 mm, panjang 30 cm). Pada dinding bagian dalam kolom gelas dilapiskan TiO2 Degussa P25 (inner wall of a glass column tube, TiO2 - IWGCT) dengan tingkat pengisian 0,048 mg/cm2. TiO2-IWGCT mengabsorpsi sinar UV di sekitar 380 hingga 200 nm, setara dengan band gap 3,3 eV untuk struktur anatase TiO2. Permukaan TiO2-IWGCT agak rata dengan ketebalan rata-rata 1,8 μm. Aktivitas degradasi fotokatalitik diuji dengan mengumpankan sejumlah benzena ke dalam reaktor, dan uapnya disirkulasikan secara kontinu ke dalam reaktor melalui ruang simulasi. Suhu ruang simulasi dipertahankan pada suhu kamar dengan kelembaban 35–50%.Kinerja reaktor dievaluasi dari beberapa kondisi percobaan, dan kandungan benzena dalam ruang simulasi dimonitor setiap 17 menit selama 2 jam dengan kromatografi gas yang dilengkapi dengan detektor Flame Ionization Detector (GC-FID). Degradasi optimum benzena (model) yang diamati pada laju alir 0,1 L/menit dengan persen degradasi selama 2 jam mencapai 92,8%, kapasitas reaktor 0,0193 mol/menit dengan tetapan laju reaksi pseudo orde satu (k') 0,0168 menit-1.Ketika reaktor diterapkan untuk Volatile Organic Compounds (VOCs) dari asap rokok, degradasi benzena diamati hanya mencapai 33,8%, dan kapasitas reaktor sebesar 2,48 x 10-5 mol/menit dengan tetapan laju reaksi pseudo orde satu (k') 0,003 menit-1. Senyawa–senyawa intermediet yang teradsorpsi di permukaan katalis telah teroksidasi menjadi CO2, CO dan lapisan deposit karbon. Sebagai pembanding dilakukan percobaan kontrol dengan kondisi (a) dengan TiO2 tetapi tanpa sinar UV (katalisis), atau (b) dengan sinar UV tetapi tanpa TiO2 (fotolisis).

---

Benzene in a gas phase as a model of Volatile Organic Compounds (VOCs) from tobacco smoke has been eliminated photocatalytically by employing TiO2 film. One reactor unit consisted of two 10 watt UV lamps, in which each lamp was encircled by twelve glass tubes (i.d 2 mm, length 30 cm), and the TiO2 (Degussa P25) film was immobilized on its inner wall glass column tube (TiO2–IWGCT) achieving 0.048 mg/cm2 TiO2 loading. UV light was absorbed by TiO2–IWGCT at 380–200 nm, that equal to 3.3 eV band gap energy for anatase structure of TiO2. TiO2– IWGCT surface is smooth, and film thickness was 1.8 μm approximately. Some amount of benzene, in gas phase, was circulated in to the reactor at room temperature with humidity of 35–50% during the experiment time.

Reactor performance was observed by applying certain experimental conditions. During experiment, the amount of benzene was monitored by Gas Chromatography equipped with Flame Ionization Detector (GC–FID ) every 17 minutes for 2 hours. Degradation of benzene (model) was observed up to 92.8% after 2 hours, giving reactor capacity of 0.0193 mole/minute and rate constant of pseudo first order (k') 0.0168 minute-1.

Whereas in a real tobacco smoke sample, benzene could only be degraded up to 33.8%, giving reactor capacity of 2.48 x 10-5 mole/minute and rate constant pseudo first order (k') of 0.003 minute-1. The adsorbed intermediates on the catalyst surface are eventually oxidized to CO2, CO or polymerized to give carbon deposits. Control experiments were conducted in similar manners but (a) with TiO2 and without UV light (catalysis), and (b) under UV light in the absence of TiO2 film (photolysis)."

"Film TiO2 disamping bersifat sebagai fotokatalis juga mempunyai sifat ampitilik, yaitu menjadi superhidrofilik bila disinari UV dan kmbali menjadi hidrofob bila sinar UV tidak ada. Pada permukaan superhidrohlik air cenderung menyebar rata pada permukaan bahan dari pada membentuk partikel-partikel berupa butiran. Film TiO2 di permukaan kaca saat disinari cahaya UV akan menghasilkan pasangan electron-hole (e? dan h", elektron-Iubang positif). Lubang positif berinteraksi dengan air atau ion OH' menghasilkan radikal hidroksil (°OH). Radikal hidroksil ini merupakan spesies yang sangat reaktif menyerang molekul-molekul organik dan dapat mendegradaslnya menjadi CO2 dan H20. Kotoran berminyak yang menempel pada permukaan fotokatalis akan menghambat molekul air belinteraksi dengan hole dari TiO2, pada kasus ini, radikal hidroksil tidak terbentuk. Pada penelitian ini, kaca digunakan sebagai bahan penyangga TiO2 dan film kataiis di permukaan kaca ini digunakan untuk mengevaiuasi reaksi fotodegradasi asam cleat' yang mempakan asam lemak tak jenuh dan asam palmitat sebagai asam lemak jenuh dari mlnyak kelapa sawit. Pmses peiapisan dilakukan melalui metoda sol-gel. Jumlah pelapisan yang dilakukan adalah 1x, 3x, 5x, 7x dan 9x. Pelapisan yang masih transparan adalah sampal pelapisan ke 'lx dan hasil degradasi yang paling optimal diperoleh pada pel plsan ke 5x. Struktur kristal dan morfologi permukaan film katalis dikaralcterisasi dengan XRD, SEM/EDAX dan hidrofilisitas film katalis dlanalisis dengan Confact Anglemeter. n-Heksana digunakan sebagai pelarut dan iradiasi UV dilakukan untuk 0, 1, 2, 3, 4 dan 6 jam. Untuk mengevaluasi perubahan pada asam lemak, produk fotodegradasi dianalisis dengan alat UV-Vis, GC-MS dan in~si!u FFIR yang digabung dengan fotoreaktor. Produk intermediet yang diperoleh dari fotodegradasi asam palmitat adalah asam pentadekanoat, asam mirisiat, pentadekanal, asam Iaurat, heptanol dan heksanol. Sementara itu produk intermediet yang diperoleh dari fotodegradasi asam cleat adalah 9-oktadekenal, nonanal, oktanal, asam 9-oksononanoat, asam oktanoat, asam heptanoat dan asam heksanoat.TiO2 thin tilm coating on glass surface has photocatalyst and amphiphylic characteristics, that becomings superhydrophilic when it is illuminated by UV radiation and becomings hydrophobic again when UV ray is not existed. Water tends to spread rather than forming droplets on superhydrophilic surface. Glass coated with TiO2 thin layers when illuminated with UV ray will produce electron-hole pairs. Positive holes will interact with water or ion OH' to produce hydroxyl radicals ( 'OH). This hydroxyl radicals are very reactive species that attact organic molecules to become CO2 and HZO. Oily stains that covered a photocatalyst surface, would prevent water molecules to interact with the TiO2 holes, In this case hydroxyl radicals would not be produced. ln this research, glass was applied to support `l'iO2 thin layers and was used to evaluate the photodegradation reactions of oleic acid which ls unsaturated fatty acid and palmitic acid which is saturated fatty acid from palm oil. ln this studies, the coating process was conducted using sol-gel method. The coating process was done tx, 3x, 5x, 7x and 9x. The 7x coatings showed a still transparent surface but the optimal photodegradation was obtained on 5x coatings. The crystal structure and the surface morphology were characterized by XRD, SEMIEDAX and the glass surface hydrophiticity was analyzed by Contact Anglemeter. n-Hexane was used as solvent and the UV irradiation was conducted for the duration of 0, 1, 2, 3, 4, and 6 hours. To evaluate the transformations of those fatty acids, photodegradation products were analyzed by means of UV-VIS, GC~MS and in-situ FUR joined on-line with the photoreactor. The intemtediate products obtained from palmitic acid were pentadecanoic acid, myristic acid, pentadecanal, lauric acid, hepthanot and hexanol. While the intermediate photodegradation products of oleic acid were 9-octadecenal, nonanal, octanal, 9-oxononanoic acid, octanoic acid, heptanoic acid and hexanoic acid."

"Telah dilakukan degradasi Congo Red dalam air melalui proses fotokatalisis menggunakan TiO2 yang diimobilisasi dengan metoda sol-gel pada dinding bagian dalam kolom tabung gelas. Katalis TiO2 dibuat dari prekursor Titanium tetra isopropoksida (TTIP) dengan metoda sol-gel yang dikalsinasi pada suhu 400 oC. Karakterisasi TiO2 dengan XRD menunjukkan bahwa kristal TiO2 mempunyai struktur anatase, dengan ukuran partikel TiO2 sekitar 8,99 nm. Tabung gelas yang telah dilapisi TiO2 bagian dinding dalamnya dirangkai dalam sistem reaktor fotokatalisis. Rangkaian instrumen ini terdiri dari satu unit reaktor sistem batch yang terdiri dari lampu UV 22 watt (black light). Sistem reaktor dilengkapi dengan aerator yang bertujuan meningkatkan transfer massa dan ketersediaan oksigen larutan sampel dalam tabung gelas sehingga diharapkan dapat meningkatkan proses fotodegradasi. Absorbsi foton oleh TiO2 akan menghasilkan pasangan elektron dan hole positif pada permukaan yang kontak dengan larutan, dan memicu reaksi degradasi zat organik yang terdapat dalam larutan.Dalam penelitian ini dipelajari pengaruh jumlah lapisan TiO2, konsentrasi awal Congo Red, nilai pH dan nilai daya hantar listrik serta keberadaan senyawa intermediet dengan HPLC. Pengamatan yang dilakukan adalah perubahan spektrum serapan dari puncak serapan spesifik pada spektra serapan larutan Congo Red sebelum dan sesudah iradiasi menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Terjadinya degradasi Congo Red ditunjukkan dengan adanya penurunan konsentrasi larutan, penurunan nilai pH, kenaikan nilai daya hantar listrik dan terbentuknya asam oksalat sebagai senyawa intermediet. Sebagai kontrol percobaan, dilakukan iradiasi sinar UV tanpa TiO2 dan menggunakan TiO2 tanpa sinar UV.Hasil dari kedua kontrol percobaan ini tidak menunjukkan berkurangnya konsentrasi Congo Red secara signifikan. Dari hasil uji optimasi reaktor diperoleh jumlah lapisan optimum sebanyak delapan lapis TiO2. Laju degradasi Congo Red meningkat dengan semakin tingginya konsentrasi awal sampai batas konsentrasi optimum pada 50 ppm dengan persentase degradasi mencapai 99,0%. Dari hasil perhitungan kinetika Langmuir-Hinshelwood diperoleh tetapan laju reaksi, kr sebesar 1,311ppm/menit dan tetapan adsorpsi, K sebesar 0,043/ppm. Efisiensi reaktor sebagai nilai quantum yield adalah 77%. Produk senyawa intermediet yang terbentuk hasil degradasi Congo Red berupa asam oksalat yang ditandai adanya penurunan kadar asam oksalat selama iradiasi 11,5 jam.

---

Photocatalytic degradation of Congo Red in water was conducted in a reactor which consist of immobilized TiO2 film coated on to inner wall of glass column tube (IWGCT-TiO2). The TiO2 film was prepared, from titanium tetra isopropoxide (TTIP) as a precursor, by a sol-gel method and calcination at 400 oC. The resulted TiO2 was characterized by mean of UV-Vis spectrometry, XRD and SEM. It was observed that the film has a specific UV-Vis absorption started at 390 nm (that can be attributed to band gap of anatase), unique diffraction intensity at 2θ 25o (attributed to anatase), approximately 8.99 nm crystalite size (predicted from a Scherrer equation), and showsed a good coverage on the glass substrate. The IWGCT-TiO2 then was arranged in a batch reactor system where a 22 watt black UV light was used as the light source and equipped with an aerator to enhance mass transfer and oxygen availability. Upon UV-Vis light illumination, TiO2 surface will generate electron and positive hole that subsequently initiate degradation reaction of organic chemical in adjascent solution.

Series investigation on photo catalytic degradation of Congo Red solution during this research revealed that thickness of TiO2 film resulted from eight times coating give an optimum performance. Optimum photo catalytic degradation rate of Congo Red solution was observed at 50 ppm (initial concentration), where almost 99.0% of Congo Red disappeared during 240 minutes treatment. Langmuir-Hinshelwood kinetic evaluation reveal that typical reaction rate constant, kr is 1,311 ppm/minute and adsorption constant, kr is 0,043/ppm were obtained. As for the present experimental setting, the reactor efficiency evaluation give a quantum yield value, of approximately 77%, for a 11.5 hours reaction time.

It was observed during 11.5 hours photo catalytic degradation of Congo Red there were an occurrence of intermediate simple organic compounds (e.g. oxalic acid and others) before a complete mineralization occurred. Control experiments (the present of UV light but without TiO2 and the present of TiO2 but without light) were conducted for each of all experimental setting and indicated no significant degradation of Congo Red."