Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Pengujian sistem Quantum Dots Sensitized Solar Cell (QDSSC) untuk mendegradasi Fenol menggunakan CdS nanopartikel sebagai sensitizer dan TiO2/UV sebagai counter electrode dengan penambahan reagen Fenton telah berhasil dilakukan. QDSSC termodifikasi terdiri dari dua zona yang terdiri dari TiO2 nanotubes/CdS nanopartikel sebagai zona sensitasi dan TiO2 nanotubes/Pt sebagai zona katalisis. Pada zona katalis digunakan TiO2 sebagai anoda (counter electrode) untuk menggantikan Pt mesh. TiO2 nanotubes ditumbuhkan diatas plat Titanum dengan metode anodisasi sedang CdS dilekatkan pada TiO2 nanotubes menggunakan metode SILAR (succesive ionic layer adsorption and reaction). Karakterisasi yang digunakan adalah FE-SEM untuk mengetahui morfologi permukaan, XRD untuk mengetahui fasa kristal yang terbentuk, FTIR untuk mengetahui vibrasi ikatan dari molekul dan EDX untuk mengetahui elemen yang terkandung. Uji aktifitas fotoelektrokimia menggunakan kurva LSV dan MPA menunjukkan TiO2 aktif dan sensitif pada daerah UV dan TiO2/CdS dapat pada daerah Visible. Dalam uji performa sel untuk mendegradasi Fenol dilakukan uji kondisi tidak dikenai cahaya dan dikenai cahaya, hasilnya sel tidak aktif pada saat kondisi gelap dan aktif pada saat dikenai cahaya dengan penurunan konsentrasi Fenol sebesar 35,81%. Uji degradasi Fenol dengan penambahan reagen Fenton dengan variasi konsentrasi 0,02 M, 0,05 M dan 0,08 M berhasil dilakukan. Hasil yang didapatkan menunjukkan semakin besar konsentrasi Fenton yang ditambahkan akan menambah degradasi Fenol. ......Performance testing of modified Quantum Dots Sensitized Solar Cell system for Phenol Degradation using CdS semiconductor nanoparticles as sensitizer and TiO2/UV as counter electrode with Fenton Reagent addition have been successfully conducted. Modified QDSSC consists of two zones consisting of TiO2 nanotubes / CdS nanoparticles as sensitization zone and TiO2 / Pt as catalytic zone. The catalytic zone employing TiO2 as anode (counter electrode) to replace Pt mesh. TiO2 nanotubes were grown by the anodizing Titanium plate and the attachment of CdS into TiO2 nanotubes is using SILAR method (succesive ionic layer adsorption and reaction). Characterization used is FE-SEM to determine the surface morphology, XRD to determine the crystalline phases formed, FTIR to determine the vibration bonding of molecules and EDX to determine the components contained. Photoelectrochemical activity test using LSV curves and MPA showed TiO2 active and sensitive in the UV light and TiO2 / CdS active and sensitive at the Visible light. In a test of the performance of the cell to degrade phenol, the test conditions were (i) not exposed to light and (ii) exposed to light. The result were the cells was not active in the dark conditions and active when exposed to light , where can reduce concentration as much as 35,81%. Phenol degradation test with the addition of Fenton reagent with various concentration of 0.02 M, 0.05 M and 0.08 M successfully performed. The results obtained showed the greater concentration of Fenton added would add to the degradation of phenol.

Abstrak :
ABSTRAK Limbah lumpur di lapangan minyak bumi dikategorikan sebagai limbah B3 dan berbahaya bagi lingkungan hidup. Air terproduksi yang merupakan aliran limbah dalam produksi minyak bumi mengandung polutan non-biodegradable seperti senyawa fenolik yang memiliki toksisitas tinggi pada perairan. Lumpur memiliki potensi besar untuk diubah menjadi karbon aktif berpori yang dapat disuspensikan dengan fotokatalis TiO2 untuk digunakan dalam degradasi senyawa fenolik melalui reaksi fotokatalisis. Dengan memodifikasi ukuran pori karbon aktif dan ukuran partikel TiO2 aktifitas fotokatalisis dapat ditingkatkan. Oleh karena itu, perlu dikaji suatu metode untuk sintesis karbon aktif berpori dan suspensinya dengan fotokatalis TiO2 dalam usaha mendegradasi senyawa fenolik yang terkandung dalam air terproduksi di lapangan minyak bumi. Pada penelitian ini, lumpur dikonversi menjadi karbon aktif berpori menggunakan metode hard template dengan MCM-41 sebagai template silika mesopori, karbonasi dilakukan dalam atmosfert inert. MCM-41 disintesis dengan metode hidrotermal menggunakan TEOS dan CTAB. TiO2 Nanowire disintesis dengan metode hidrotermal dalam larutan KOH dan dikalsinasi pada suhu berbeda untuk mengetahui bentuk partikel terbaik. Aplikasi reaksi degradasi senyawa fenolik dilakukan dengan fotokatalis TiO2 Degussa P25, TiO2 Nanowirei dan Suspensi TiO2-PAC, untuk mengetahui pengaruh ukuran partikel TiO2 dan keberadaan karbon aktif dalam reaksi degradasi senyawa fenolik. Limbah lumpur, karbon aktif berpori, TiO2 nanowire, MCM-41 dan suspense katalis TiO2-PAC hasil sintesis dikarakterisasi menggunakan CS Analyzer, FTIR, EDX, SEM, BET, XRD, PSA dan TEM. Hasil karakterisasi menunjukkan karbon aktif berpori dan MCM-41 yang dihasilkan memiliki diameter pori 3.0 dan 2.2 nm (mesopori), sesuai dengan yang diharapkan. TiO2 nanowire yang dipilih adalah hasil kalsinasi pada suhu 600 oC karena memiliki kristalinitas terbaik dibanding lainnya. Aplikasi degradasi Fenol dilakukan pada rentang waktu reaksi tertentu dan dianalisis kadar Fenol, TOC dan COD menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Hasil reaksi degradasi senyawa fenolik menunjukkan suspensi katalis TiO2-PAC menghasilkan degradasi Fenol, TOC dan COD terbesar dengan keberhasilan degradasi (% Degradasi) sebesar 64.06 %, 49.81 % dan 24.65%. Dengan ini dapat disimpulkan bahwa limbah lumpur dapat dikonversi menjadi karbon aktif berpori yang dapat berperan dalam degradasi senyawa fenolik setelah disuspensikan dengan TiO2 Nanowire.

---

ABSTRACT Petroleum sludge waste categorized as toxic waste and harmful to the environment. Produced water which is the flow of waste in petroleum production, containing non-biodegradable pollutant such as phenolic compound which have high aquatic toxicity. Sludge has great potential to be converted into a porous activated carbon (PAC) which can be suspended with TiO2 photocatalyst to degrade phenolic compound through photocatalytic reaction. By modifying pore size of the activated carbon and particle size of TiO2, photocatalytic activity can be improved. Therefore, it is necessary to study for the synthesis of activated carbon and the suspension with TiO2 photocatalyst in attempt to degrade phenolic compound contained in produced water of petroleum field. In this research, sludge is converted into PAC using hard template method with MCM-41 as template of silica mesopore, carbonization is conducted in stream of inert atmosphere. MCM- 41 synthesized by hydrothermal method using TEOS and CTAB. Nanowire TiO2 synthesized by hydrothermal method in solution of KOH and calcined at different temperatures to determine the best form of particles. Applications of phenolic compound degradation reactions performed with photocatalysts of TiO2 Degussa P25, Nanowire TiO2, and suspension of TiO2-PAC, to determine the effect of particle size of TiO2 and the presence of PAC in the reaction of phenolic compound degradation. Sludge waste, PAC, Nanowire TiO2, MCM-41, and suspension of TiO2-PAC synthesized were characterized using CS Analyzer, FTIR, EDX, SEM, BET, XRD and PSA. The results shows PAC and MCM-41 produced has a pore diameter of 3,0 and 2,2 nm (mesopore) as expected. Nanowire TiO2 chosen is the result of calcinations at temperature of 600 oC, because it has the best cristallinity than others. Phenolic compound degradation performed at certain time intervals and analyzed the content of total phenol, TOC, and COD using spectrometer UV-Vis. The results shows suspension of TiO2-PAC has largest degradation of phenolic, TOC and COD with the phenolic, TOC, and COD degradation of 64,06%, 49,81%, and 24,65%, respectively. It can be concluded that petroleum sludge waste can be converted into PAC which can play a role in the degradation of phenolic compound after suspended with Nanowire TiO2.

Abstrak :
Titanium dioksida (TiO2) adalah fotokatalis yang paling banyak dipelajari dengan sifat semikonduktor tipe-n karena efisiensi tinggi, stabilitas, non-toksik, biaya rendah, kelimpahan dialam, dan sintesis mudah. Keterbatasan TiO2 yang memiliki band gap lebar menyebabkan TiO2 hanya aktif pada sinar UV sehingga berefek pada aktivitas fotokatalitiknya. TiO2 hitam dengan celah pita yang menyempit sehingga memperluas penyerapan penuh spektrum sinar matahari dan mendorong peningkatan aktivitas fotokatalitik, dengan memperkenalkan gangguan permukaan pada TiO2. Pengembangan fotoanoda black TiO2 nanotube array (BTNA) yang didoping Ni menghadirkan sejumlah besar Ti3+ dan kekosongan oksigen, yang memastikan kemampuan tinggi menyerap cahaya tampak dan inframerah (Liu et al., 2015). Pada penelitian ini penggunaan metode anodisasi dan dip coating dilakukan untuk membuat fotoanoda black TiO2 nanotube termodifikasi NiO dengan memvariasikan banyaknya siklus pencelupan terhadap kinerja fotoelektrokimianya. Teknik dip coating mudah dilakukan, sederhana, menggunakan suhu rendah, dan hasil yang merata. NiO/BTNA dikarakterisasi dengan SEM, FTIR, dan UV-Vis DRS. Uji aktivitasnya juga dilakukan terhadap degradasi fenol. NiO/BTNApada variasi terbaik yaitu 3 kali siklus pencelupan berhasil meningkatkan performa fotoelektrokimia dari fotoanoda dengan kemampuan mendegradasi fenol sebesar 48,67% pada kondisi sinar tampak, dimana persentase lebih besar didapatkan ketika dibandingkan dengan BTNA. ......Titanium dioxide (TiO2) is the most studied photocatalyst with n-type semiconductor properties due to its high efficiency, stability, non-toxicity, low cost, abundance in nature, and easy synthesis. The limitation of TiO2 which has a wide band gap causes TiO2 to be only active in UV light which has an effect on its photocatalytic activity. Black TiO2 with a narrow band gap thus broadens the full absorption spectrum of sunlight and promotes increased photocatalytic activity, by introducing surface interference on TiO2. The development of Ni-doped black TiO2 nanotube array (BTNA) photoanodes presents a large amount of Ti3+ and oxygen vacancies, which ensures a high ability to absorb visible and infrared light (Liu et al., 2015). In this study, the use of anodization and dip coating methods was carried out to make NiO-modified black TiO2 nanotube photoanodes by varying the number of immersion cycles on the photoelectrochemical performance. The dip coating technique is easy, simple, uses low temperatures, and produces even results. NiO/BTNA was characterized by SEM, FTIR, and UV-Vis DRS. The activity test was also carried out on phenol degradation. NiO/BTNA at the best variation of 3 dyeing cycles succeeded in increasing the photoelectrochemical performance of the photoanode with the ability to degrade phenol by 48.67% under visible light conditions, where a higher percentage was obtained when compared to BTNA.

Abstrak :
Penggunaan energi matahari untuk produksi hidrogen dari air dapat menjadi alternatif yang potensial untuk mengatasi masalah keberlanjutan pasokan energi dan pengurangan pencemaran lingkungan. Sistem tandem dyes sensitized solar cell-photoelectrocatalytic (DSSC-PEC) berpotensi dikembangkan menjadi salah satu perangkat pemanen sinar matahari untuk produksi hidrogen (Solar to hydrogen). Dalam sistem tandem tersebut bagian PEC sebagai tempat terjadinya reaksi pemecahan air, sedangkan bagian DSSC berfungsi sebagai salah satu penyedia tegangan insitu dan elektron aktif bagi sel PEC. Material TiO2 nanotube arrays (TNAs) merupakan material satu dimensi (1D) yang memiliki sifat fotokatalitik yang superior dan luas permukaan spesifik yang besar, serta channel 1D yang kondusif dalam transpor muatan. TNAs telah dipreparasi menggunakan metode two step anodization dengan meningkatkan potensial anodisasi tahap dua pada potensial sedang. Plat Ti digunakan sebagai working electrode dan stainless steel digunakan sebagai counter electrode. Elektrolit yang digunakan adalah etilen glikol yang mengandung 0,3% w/w NH4F dan 2% v/v H2O. Hasil anodisasi tahap satu dihilangkan dengan sonikasi dalam air distilasi selama 20 menit dan plat ini berperan sebagai template untuk anodisasi tahap dua. Hasil anodisasi yang diperoleh pada tahap dua dikalsinasi pada suhu 450° C selama 2 jam untuk merubah fasa amorf menjadi fasa kristalin. Band gap energy dari TNAs yang dipreparasi dengan metode two step yakni sekitar 3,07-3,31 eV. Morfologi permukaan TNAs yang dihasilkan berbentuk heksagonal (honey comb). Peningkatan potensial anodisasi pada tahap dua menghasilkan TNAs yang highly order dengan durasi pembentukan yang relatif lebih singkat dengan nilai regularity ratio (RR) optimum 0,92. Agar lebih responsif terhadap sinar tampak, TNAs dimodifikasi dengan BiOI (bismuth oxyiodide) dengan metode Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction (SILAR) dengan bantuan ultrasonikasi dan pemanasan menggunakan pelarut air distilasi dan pelarut sorbitol. BiOI/TNAs hasil modifikasi responsif terhadap sinar tampak pada rentang 450-580 nm (redshift) dengan nilai band gap sekitar 1,90 eV-2,32. Morfologi permukaan BiOI/TNA yang dihasilkan yakni bentuk nanoplate, nanoflake, dan nanosheet dengan orientasi tegak lurus pada matriks TiO2 nanotubes. Modifikasi BiOI pada TNAs tidak mengubah fasa kristal anatase. Fotoanoda Graphene Oxide (GO)/TNAs dan reduced-Graphene Oxide (rGO)/TNAs dipreparasi menggunakan teknik drop casting dan teknik deposisi Cyclic Voltammetry (CV), berturut-turut. Modifikasi TNAs dengan material GO ini berhasil menggeser serapan pada sinar tampak (430 nm). Material GO atau rGO/TNAs ini dimodifikasi dengan BiOI untuk mendapatkan fotoanoda ternary yang memiliki respon fotoelektrokimia yang lebih tinggi. BiOI/TNAs dan ternary BiOI/GO/TNAs digunakan sebagai fotoanoda pada zona PEC. Sementara itu, pada bagian katoda PEC digunakan TNAs yang dimodifikasi dengan Pt yang dipreparasi dengan metode fotoreduksi, sebagai zona katalis untuk pembentukan hidrogen. Pengembangan bagian DSSC digunakan fotoanoda TNAs yang disensitasi dengan N719 dyes dan bagian katodanya digunakan kaca Fluorine-doped Tin Oxide (FTO) yang dilapisi dengan Pt. Efisiensi DSSC N719 dyes/TNAs optimum yang didapat sekitar 5,23%. Perangkat DSSC dan PEC ini diaplikasikan untuk produksi hidrogen menghasilkan persen solar to hydrogen (STH) sekitar 2,56%. Saat diaplikasikan untuk produksi hidrogen dan degradasi fenol secara simultan dengan persen solar to hydrogen (STH) turun menjadi 1,34%, namun mampu mendegradasi fenol hingga 73,74%. Dari hasil studi ini menunjukkan bahwa sistem DSSC-PEC dengan fotoanoda bagian PEC berupa BiOI/TNAs atau BiOI/rGO/TNAs memiliki potensi yang menjanjikan secara simultan untuk produksi hidrogen dan degradasi zat organik dalam air berkadar garam tinggi. ...... The solar energy utilization for hydrogen production from water can be a potential alternative to address the problem of sustainability of energy supply and reduction of environmental pollution. The tandem dyes-sensitized solar cell-photoelectrocatalytic (DSSC-PEC) system can potentially be developed into one of the solar harvesting devices for hydrogen production (Solar to hydrogen). In this tandem system, the PEC compartment acts as a site for the water-splitting reaction, while the DSSC part provides insitu voltage and active electrons for the PEC cell. TiO2 nanotube arrays (TNAs) are one-dimensional (1D) with a superior photocatalytic high surface area and one dimension channel conducive to charge transport. TNAs have been prepared using a two-step anodization method by increasing the second-step voltages at moderate voltage. The Ti foil and stainless steel were used as the working and counter electrodes, respectively. The ethylene glycol containing 0.3% w/w of NH4F and 2% v/v H2O was used as the electrolyte. The first anodization result was removed by the ultrasonication process in the distilled water for 20 min, and this foil acted as the template for the second step of anodization. The second anodization product was calcined at 450° C for 2 h to convert the amorphous phase into a crystalline phase. Increasing the second step potential for producing TNAs with a highly ordered structure can improve the PEC properties. The band gap energy of TNAs prepared with the two-step anodization method was 3.07-3.31 eV. The surface morphology of TNAs prepared by the two-step anodization method was hexagonal (honeycomb). The increasing voltage in the second anodization step reveals TNAs with high order and short-duration of TNAs production with a regularity ratio (RR) was 0.92. In order to extend absorption in the visible range, TNAs were modified with BiOI (bismuth oxy iodide) by Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction (SILAR) with ultrasonication and heat-assisted by using deionized water and sorbitol solvent. Modified BiOI/TNAs were responsive to visible light in the 450-580 nm (redshift) range, with a band gap energy of 1.90 - 2.32 eV. The BiOI/TNAs morphology was nanoplate, nanoflake, and nanosheet perpendicular to TiO2 nanotube matrices. The modification of BiOI on TNAs did not change the anatase crystal phase. The photoanode of Graphene oxide (GO)/TNAs and reduced-Graphene Oxide (rGO)/TNAs were prepared by Drop Casting and Cyclic Voltammetry (CV) deposition, respectively. The TNAs were modified with GO material and succeeded in shifting the absorption in visible light (430 nm). The GO/TNAs and the rGO/TNAs were modified with BiOI to produce a ternary photoanode with a higher photoelectrochemical response. The BiOI/TNAs and BiOI/GO/TNAs ternaries were used as photoanodes in the PEC zone. Meanwhile, at the PEC cathode, TNAs modified with Pt prepared by the photoreduction method were used as catalyst zone for the hydrogen formation. The development of DSSC using TNAs photoanode that were sensitized with N719 dyes and for the cathode used Fluorine-doped Tin Oxide (FTO) glass modified with Pt. The optimum efficiency of DSSC was 5.23%. The DSSC and PEC devices were applied for hydrogen production to produce solar to hydrogen (STH) of around 2.56 %. When applied to hydrogen production and phenol degradation simultaneously, the percentage of solar to hydrogen (STH) decreased to 1.34% but degraded phenol up to 73.74%. The results of this study reveal that the DSSC-PEC system with PEC photoanodes in the form of BiOI/TNAs or BiOI/rGO/TNAs has a promising potential for simultaneous hydrogen production and degradation of organic substance in salty water.