Exploring TiO2-PP as a Reusable Floating Photocatalyst for Humic Acid and Iron Removal in Peat Water

Bintoro Siswo Nugroho, Asifa Asri, Yudha Arman

Abstract

In this study, we fabricate TiO2-PP catalyst and analyze its use for peat water photodegradation. The photocatalyst is a thin layer of TiO2 deposited on the surface of polypropylene (PP) grains by the thermal milling method. Scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive x-ray spectroscopy (EDS) images indicate that the fabrication successfully deposited TiO2 particles on the PP grain surface homogeneously well. The results show that photocatalysis of peat water using TiO2-PP with solar irradiation is more effective than the UV lamp. After photocatalysis for 40 hours with solar irradiation, the humic acid content in peat water decreases significantly, accompanied by a decrease in Fe concentration. When being reused, TiO2-PP photocatalyst shows performance above 92% in the fourth iteration, while in the fifth iteration, the performance decreases to 83%. These results show that TiO2-PP has the potential to be applied as a reusable floating photocatalyst to reduce the humic acid and iron content in peat water.

Keywords

peat water, humic acid, iron, photocatalyst, polypropylene, titanium dioxide

Full Text:

PDF

References

  1. Agus, F., Anda, M., & Jamil, A. (2014). Lahan gambut Indonesia: pembentukan, karakteristik, dan potensi mendukung ketahanan pangan. IAARD Press.
  2. Dewi Kurniawati, S. A. Upaya PDAM Dalam Rangka Pemenuhan Kebutuhan Suplay Air Bersih Kepada Pelanggan Dalam Perspektif Hukum Perlindungan Konsumen Di Kota Pontianak. Jurnal Nestor Magister Hukum, 3(5), 10566.
  3. Suhendra, D. S., Marsaulina, I., & Santi, D. N. (2012). Analisis Kualitas Air Gambut Dan Keluhan Kesehatan Pada Masyarakat Di Dusun Pulo Gombut Desa Suka Rame Baru Kecamatan Kuala Hulu Kabupaten Labuhan Batu Utara Tahun 2012. Lingkungan dan Keselamatan Kerja, 2(3), 14415.
  4. Samosir, A. (2009). Pengaruh Tawas Dan Diatomea (Diatomaceous Earth) Dalam Proses Pengolahan Air Gambut Dengan Metode Elektrokoagulasi, Skripsi, Departemen Kimia, Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara. Skripsi. Departemen Kimia. Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Sumatera Utara.
  5. Kusumandari, S. A. Lucutan Plasma Pijar Korona dengan Variasi Tegangan untuk Degradasi Metilen Biru. Jurnal Nestor Magister Hukum, 3(5), 10566.
  6. Istighfarini, S. A. E., Daud, S., & Hs, E. (2017). Pengaruh massa dan ukuran partikel adsorben sabut kelapa terhadap efisiensi penyisihan Fe pada air gambut (Doctoral dissertation, Riau University).
  7. Ulfia, S. M. M. (2014). Sintesis Karbon Aktif dari Kulit Durian Untuk Pemurnian Air Gambut. Jurnal Fisika Unand, 3(4), 255-261.
  8. NAlqadrie, R. W., & Sudarmadji, T. Y. (2000). Pengolahan air gambut untuk persediaan air bersih. Teknosains, 13(2000).
  9. Gustiani, S., Notodarmodjo, S., Syafila, M., & Radiman, C. L. (2014). Dekolorisasi Fotokatalitik Zat Warna Remazol Black 5 Dengan Menggunakan Nanopartikel Tio2 Dan Ag Yang Terimmobilisasi Pada Nanofiber Selulosa Bakterial (Sb). Arena Tekstil, 29(2).
  10. Rahman, T., Fadhlulloh, M. A., Nandiyanto, A. B. D., & Mudzakir, A. (2014). Pengaruh Ketebalan Elektroda Kerja TiO2 Transparan terhadap Kinerja Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) sebagai Aplikasi Solar Window. Jurnal integrasi proses, 5(1).
  11. Rahman, T., Fadhlulloh, M. A., Nandiyanto, A. B. D., & Mudzakir, A. (2014). Sintesa Titanium dioxide (TiO2) untuk Dye-Sensitized Solar Cell dengan Antosianin Bunga Rosella (Hibiscus sabdariffa). Jurnal integrasi proses, 5(1).
  12. Rahman, T., Fadhlulloh, M. A., Nandiyanto, A. B. D., & Mudzakir, A. (2014). Sintesis titanium diokasida nanopartikel. Jurnal integrasi proses, 5(1).
  13. Avinash, B. S., Chaturmukha, V. S., Jayanna, H. S., Naveen, C. S., Rajeeva, M. P., Harish, B. M., ... & Lamani, A. R. (2016, May). Effect of particle size on band gap and DC electrical conductivity of TiO2 nanomaterial. In AIP conference proceedings (Vol. 1728, No. 1, p. 020426). AIP Publishing LLC.
  14. Sutisna. (2017). Pengembangan Sistem Katalis Berbasis TiO2 dan Prototipe Fotoreaktor Untuk Penyisihan Warna dalam Model Limbah Pewarna Tekstil, (Doctoral dissertation, Intitut Teknologi Bandung).
  15. Kiwaan, H.A., Atwee, T.M., Azab, E.A. & El-Bindary, A.A., 2020. Photocatalytic degradation of organic dyes in the presence of nanostructured titanium dioxide. Journal of Molecular Structure, Volume 1200.
  16. Ryu, J. dan Choi, W. (2008): Substrate-specific photocatalytic activities of TiO2 and multiactivity test for water treatment application, Environmental Science & Technology, 42, 294–300.
  17. Tryba, B., Toyoda, M., Morawski, A.W., Nonaka, R., dan Inagaki, M. (2007): Photocatalytic activity and OH radical formation on TiO2 in the relation to crystallinity, Applied Catalysis B: Environmental, 71, 163–168.
  18. Kumada, K. (1988). Chemistry of soil organic matter. Elsevier.
  19. Basuki, R., Santosa, S. J., & Rusdiarso, B. (2017). Ekstraksi Adsorben Ramah Lingkungan dari Matriks Biologi: Asam Humat Tinja Kuda (AH-TK): Asam Humat Tinja Kuda (AH-TK). Chempublish Journal, 2(1), 13-25.
  20. S. J. Santosa, D. Siswanta, and S. Sudiono, Dekontaminasi Ion Logam dengan Biosorben Berbasis Asam Humat, Kitin, dan Kitosan. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press, 2017.
  21. M. H. B. Hayes and R. S. Swift, “An appreciation of the contribution of Frank Stevenson to the advancement of studies of soil organic matter and humic substances,” J. Soils Sediments, vol. 18, no. 4, pp. 1212–1231, 2018.
  22. M. H. B. Hayes, R. Mylotte, and R. S. Swift, Humin: Its Composition and Importance in Soil Organic Matter, vol. 143, no. April. 2017.
  23. Riaz, N., Mohamad Azmi, B. K., & Mohd Shariff, A. (2014). Iron doped TiO2 photocatalysts for environmental applications: fundamentals and progress. In Advanced Materials Research (Vol. 925, pp. 689-693). Trans Tech Publications Ltd.

DOI: https://doi.org/10.13057/ijap.v13i2.60342

Refbacks

  • There are currently no refbacks.