Abstrak
Komposit Bi-TiO2-P25 yang murah dan mudah dibuat disintesis melalui rute sol-gel misel terbalik dan diuji kemampuannya untuk diaktifkan di bawah sinar matahari. Fotokatalis dilapisi pada serpihan kaca daur ulang dan slide kaca (digunakan sebagai substrat) dan diuji untuk degradasi 4-Klorofenol (4-CP) dan penghilangan Escherichia coli (E. coli) dari air. Uji lapangan dilakukan di pedesaan India untuk reduksi fotokatalitik surya dari kontaminan mikroba dalam air alami. Dua sumber air diuji: air sumur yang digunakan untuk minum, dengan jumlah awal 4800 unit pembentuk koloni (CFU)/100 mL untuk total coliform, dan air kolam, yang digunakan untuk mencuci dan mandi, dengan jumlah awal 92.000 CFU/100 mL untuk total coliform dan 3000 CFU/mL untuk E. coli. Sampel air ini dimasukkan ke dalam botol polietilen tereftalat (PET) komersial bersama dengan serpihan yang dilapisi katalis dan dibiarkan terkena sinar matahari. Terlihat bahwa jumlah total koliform telah berkurang hingga 99% dan E. coli hingga 99,9% hanya dalam waktu 2 jam, dengan hasil yang sangat baik dalam uji penggunaan ulang. Studi ini menunjukkan potensi fotokatalisis surya untuk digunakan dalam pengolahan air minum di dunia nyata dan akan mendorong kemajuan di masa mendatang dalam bidang ini.
1 Pendahuluan
Disinfeksi air surya yang juga dikenal sebagai “SODIS” telah digunakan selama beberapa tahun sebagai metode yang murah untuk dekontaminasi mikroba. SODIS telah menunjukkan kemampuan untuk menonaktifkan patogen yang terbawa air termasuk mikroorganisme yang tahan klorin.[1] Teknik ini telah diterima secara luas karena aksesibilitas dan keterjangkauannya karena tidak memerlukan bahan kimia apa pun. Namun, meskipun demikian, penerapan SODIS konvensional dibatasi oleh kondisi lingkungan. Misalnya, hal itu bisa tidak efektif dalam kondisi berawan (ketiadaan sinar matahari) atau oleh adanya zat lain dalam air seperti polutan organik dan anorganik.[2] Untuk mengatasi keterbatasan ini, berbagai penelitian telah dilakukan untuk mengintegrasikan SODIS dengan teknologi lain yang berpotensi menghilangkan kontaminan berbahaya dan untuk mempercepat proses jika pencahayaan matahari saja tidak mencukupi.[3] Fotokatalisis adalah salah satu teknologi potensial yang bila dikombinasikan dengan SODIS dapat mengatasi keterbatasan ini dan mendekontaminasi kontaminan kimia maupun mikroba.[4] Mengintegrasikan SODIS dan fotokatalisis dapat menjadi teknik yang layak untuk meningkatkan akses ke pengolahan air minum yang aman di daerah dengan listrik terbatas atau tidak ada.[5] Seiring dengan fotokatalisis, muncul persyaratan untuk memilih substrat yang ideal untuk melumpuhkan fotokatalis. Pilihan substrat yang memungkinkan adalah manik-manik kaca, aluminium, plastik, tekstil, baja tahan karat, slide kaca, dan sebagainya untuk melapisi katalis. Namun, substrat yang ideal harus memiliki kualitas seperti stabilitas, luas permukaan yang tinggi, kekasaran, kemudahan penanganan, ketahanan untuk pelapisan katalis, dan biaya rendah.
Untuk fotokatalisis, TiO2 telah terbukti sebagai katalis foto UV yang paling efektif. Namun, katalis ini tidak dapat digunakan untuk fotokatalisis tampak karena celah pita yang tinggi, yaitu 3,0 eV untuk rutil dan 3,2 eV untuk anatase,[6] yang berarti bahwa keduanya hanya dapat tereksitasi di bawah sinar UV. Lebih jauh, TiO2 menampilkan rekombinasi muatan cepat setelah eksitasi foto. Untuk sistem yang digerakkan oleh sinar matahari yang efisien, katalis yang bekerja di bawah sinar tampak, serta sinar UV, lebih disukai. Kami sebelumnya telah mensintesis katalis hibrida bismut titanat-TiO2,[7] dan menguji kemampuannya untuk bekerja di bawah cahaya tampak. Ini terbukti efektif baik di laboratorium maupun di lapangan; namun, rute sintesisnya panjang dan rumit dan substrat yang terdiri dari manik-manik kaca halus tidak ideal. Penelitian sebelumnya lainnya telah melaporkan penggabungan bismut ke dalam kisi TiO2 menggunakan proses sederhana, tetapi ketidakstabilan pengikatan katalis ke substrat selalu menjadi kendala utama.[8] Untuk mengatasi tantangan ini, pekerjaan ini berfokus pada sintesis in situ TiO2 dengan adanya aditif untuk membentuk material yang dimodifikasi dalam langkah yang lebih sedikit, menyederhanakan proses persiapan. Untuk mencapai hal ini, metode sintesis sol-gel misel terbalik digunakan diikuti oleh kalsinasi untuk mencapai kristalinitas.[9] Seperti yang diuraikan di atas, pilihan substrat adalah aspek penting lainnya untuk stabilitas dan kinerja sistem perawatan fotokatalitik. Manik-manik kaca telah digunakan dalam pekerjaan sebelumnya[10] dan menawarkan luas permukaan yang tinggi tetapi juga menambah biaya keseluruhan pengaturan. Oleh karena itu, material (serpihan kaca daur ulang) dengan sifat yang sebanding tetapi dengan biaya lebih rendah dan kekasaran permukaan yang lebih tinggi diadopsi untuk penelitian ini. Serpihan kaca tersedia secara luas, terbuat dari botol kaca bekas dalam skala komersial. Tantangan seperti metode sintesis ekonomis, pemilihan substrat yang optimal dan penerapan teknologi pada skala yang lebih besar dalam bidang lingkungan untuk pengolahan air dijelaskan dengan sangat baik oleh Kuspanov et al.[11] dan degradasi polutan diakui sebagai pendekatan utama untuk pengolahan air.
2.1 Synthesis of Bi-TiO2-P25 and Control Catalysts (Bi-TiO2 & TiO2)
The catalyst Bi-TiO2-P25 was synthesized by a reverse-micelle sol-gel route which was performed by forming a micro emulsion of water in oil, leading to a thermodynamically stable dispersion of two immiscible phases by addition of a surfactant (Triton-X). This was then added to the solution of Bi(NO3)3.5H2O, HCl, Titanium Tetra isopropoxide (TTIP), and P25 (commercial titania nanoparticles) where the TiO2 synthesis took place in water micelles preventing the formation of particles that are too large.[10] Isopropyl alcohol was added to quench the reaction and solution was stirred for homogenization followed by extraction of product by centrifugation. The reaction scheme is presented in Figure 1. Control catalyst Bi-TiO2 & TiO2 were synthesized by following same steps but by omitting the addition of P25 in former and P25 and Bi(NO3)3.5H2O in later (Figure 2).
2.2 Karakterisasi Nanopartikel Bi-TiO2-P25
Material tersebut menunjukkan pola serbuk Difraksi Sinar-X (XRD) yang dapat ditetapkan ke puncak TiO2 standar, termasuk data literatur untuk anatase (nomor kartu ICSD 21–1272) dan rutil (nomor kartu ICSD 21–1276) yang ditunjukkan pada Gambar S2 di ESI. Sampel tersebut selanjutnya dianalisis menggunakan Spektroskopi Emisi Optik Plasma yang Digandeng Secara Induktif (ICP-OES) untuk menyelidiki komposisi material curah. Hasil terperinci ditunjukkan pada tabel S1 di ESI, dengan data yang disesuaikan untuk memperhitungkan pengukuran sampel kosong. Perkiraan rasio Ti:Bi untuk Bi-TiO2 dan Bi-TiO2-P25 ditemukan masing-masing sebesar 20:1 dan 30:1. Kandungan bismut lebih tinggi dari yang diharapkan berdasarkan rasio reagen yang ditambahkan (1,32×10−2 mol Ti dari TTIP dan 1,63×10−4 mol Bi dari Bi(NO3)3.5H2O memberikan rasio teoritis mendekati 100:1. Rasio eksperimental yang lebih tinggi menunjukkan bahwa Bi lebih efisien diambil dalam sintesis. Hasil ICP konsisten dengan PXRD dalam menunjukkan bahwa bahan bismut titanat tidak dibuat, karena ini biasanya memiliki rumus kimia dengan lebih banyak bismut daripada titanium, seperti Bi12TiO20 atau Bi4Ti3O12, yang bukan kasus di sini. Gambar SEM (Scanning Electron Microscopy) untuk semua sampel (ditunjukkan pada Gambar 3) diambil untuk mempelajari morfologi nanopartikel fotokatalis.[13] Ditemukan bahwa untuk sampel yang disintesis melalui rute RMSG, partikel cenderung agregat menjadi gumpalan yang lebih besar. Namun, harus dicatat di sini partikel-partikel kecil yang terlihat pada sampel-sampel ini mungkin disebabkan oleh keberadaan platinum (pelapis yang diaplikasikan untuk menyiapkan sampel untuk pencitraan) pada permukaan. Jika demikian halnya, maka rute sintesis RMSG tampaknya menghasilkan partikel pada skala mikrometer. Karena bahan-bahan ini cenderung mengelompok lebih rapat daripada P25, hal ini dapat mengurangi luas permukaan efektif yang tersedia untuk reaksi. Untuk mengevaluasi komposisi kimia lebih lanjut, analisis unsur (melalui Spektroskopi Sinar-X dispersif energi, EDS) juga dilakukan selama pengukuran SEM. Hasilnya disajikan dalam Tabel S2 di ESI. Pengukuran spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS) mengungkapkan bahwa untuk Bi-TiO2 & Bi-TiO2-P25, bismut diamati sebagai Bi3+, Bi4+ dan sebagai bismut metalik. Hasil analisis komposisi kuantitatif ditunjukkan pada Tabel S3 di ESI. Rasio-rasio ini dapat diperluas lebih lanjut untuk menunjukkan pemecahan keadaan oksidasi yang berkontribusi pada keberadaan total setiap elemen, seperti yang ditunjukkan pada Tabel S4 di ESI. Estimasi pita valensi juga dilakukan melalui XPS. Plot dan pita valensi yang diestimasikan dirangkum dalam Gambar S3 dan Tabel S5 dalam ESI. Dari analisis tersebut, tampaknya pita valensi untuk semua produk di sini cukup dalam untuk dapat mengoksidasi hidroksida setelah fotoeksitasi (potensial redoks pada −2,17 eV versus vakum). Untuk estimasi lebih lanjut, sampel diperiksa dengan spektroskopi reflektansi difus (DRS) dan perbedaan yang jelas diamati antara material TiO2 biasa dan dua material yang mengandung bismut (Gambar 4). Material yang dimodifikasi menunjukkan ekor yang berbeda, yang menunjukkan lebih banyak status yang ditambahkan dalam celah. Celah pita yang dihitung dari DRS[14] dirangkum dalam Tabel S6 dalam ESI. Untuk memperoleh estimasi posisi pita konduksi, analisis Mott-Schottky juga dilakukan untuk membuktikan potensi pita datar. Hasil pemindaian pada 1,5 kHz dari −1 V hingga 0 V ditunjukkan pada Gambar S4 dalam ESI. Hasilnya dirangkum dalam Tabel S7 di ESI, dan semua data dapat digabungkan untuk memprediksi arsitektur pita untuk komposit bismut-TiO2 ini seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4. Diagram ini menunjukkan celah pita tanpa adanya heterojunction tetapi dengan penyerapan cahaya berenergi lebih rendah karena keadaan dalam celah tersebut. Keberadaan keadaan ini, karena bismut yang ditambahkan dapat meningkatkan penyerapan cahaya tampak, sehingga celah pita efektif yang diukur tampak lebih kecil secara efektif.
Untuk lebih memahami mekanisme perawatan fotokatalitik untuk setiap katalis RMSG, kinerjanya dipelajari dengan adanya agen tambahan juga dipelajari dengan memasukkan agen tambahan dalam larutan berair 4-CP yang bertindak untuk memadamkan lubang (dengan menambahkan metanol) atau radikal hidroksil (dengan menambahkan tert-butanol), atau menggelembungkan N2 untuk membersihkan oksigen yang bertindak sebagai akseptor elektron. Efek dari agen tambahan ini pada laju penghapusan 4-CP selama perawatan pada 410 nm ditunjukkan pada Gambar S6 dalam ESI. Dari sini, konstanta laju orde pertama di bawah setiap kondisi dihitung dan ditunjukkan pada Gambar 5b, di mana “standar” menunjukkan kondisi di mana 4-CP dirawat tanpa agen tambahan. Penambahan metanol (untuk memadamkan lubang) dan pembersihan oksigen (yang bertindak sebagai akseptor elektron) dengan nitrogen memiliki efek terbesar pada kinerja fotokatalitik relatif terhadap pengukuran awal, untuk pengujian yang dilakukan di bawah 410 nm dengan 4-CP. Penambahan tert-butanol hanya sedikit mengurangi aktivitas Bi-TiO2-P25 dan tampaknya meningkatkan aktivitas Bi-TiO2 dan TiO2. Hal ini menunjukkan bahwa, untuk penghilangan 4-CP, mekanismenya sebagian besar bergantung pada lubang dan elektron yang tereksitasi secara langsung, daripada pembentukan radikal hidroksil.
2.3 Photo Catalytic Degradation of 4-Chlorophenol
The materials coated on glass slides were tested for the degradation of model pollutant 4-CP for all the four light conditions (365 nm, 410 nm, a white light, and a solar simulator lamp). The results for rate of change of 4-CP under 3 h treatment are shown in Figure S5 in ESI and from this, the first order rate constants were estimated as shown in Figure 5a. Bi-TiO2-P25 shows the highest first order rate constant compared to the other materials under each light source and outperforms P25 under 410 nm and the white light. P25 appeared to have a slightly higher activity under UV (365 nm) and solar simulation, as is often the case for materials prepared with additives or dopants in TiO2. However, the extent to which Bi-TiO2-P25 is improved relative to P25 under visible light is much higher than the difference between Bi-TiO2-P25 and P25 under UV light, suggesting that the solar simulator relationship observed here may vary more significantly for different weather types. In cases of higher cloud cover, resulting in lower intensities of UV light reaching the catalyst surface, this material may also outperform P25 under solar conditions. The apparent negative first order rate constant observed in the case of white light for example could be due to incomplete degradation leading to an intermediate with higher absorption at similar wavelength to 4-CP.
2.4 Degradasi Fotokatalitik E. Coli
Uji awal dilakukan untuk mengevaluasi kemampuan katalis yang mengandung bismut untuk menghilangkan kontaminasi bakteri. Persentase hilangnya E. Coli, yang juga disebut efisiensi reduksi, disajikan pada Gambar 5c, yang menggambarkan bahwa reduksi lebih banyak terjadi dengan adanya katalis dibandingkan tanpa katalis dan bahan yang mengandung bismut tampaknya mengungguli katalis titania tanpa bismut. Hasil ini menjanjikan dan menunjukkan bahwa bahan yang disintesis dapat menghilangkan bakteri dari air di bawah penyinaran cahaya tampak (410 nm).
2.5 Kegunaan Ulang Katalis
Untuk menilai stabilitas, keawetan, dan kegunaan ulang bahan yang disintesis, dilakukan pengulangan berturut-turut dari metodologi di atas untuk pengujian fotokatalitik. Hal ini sangat penting untuk mengevaluasi kepraktisan penerapan bahan ini di daerah pedesaan untuk pengolahan air tenaga surya. Hasilnya ditunjukkan pada Gambar 5d, dengan bintang yang menandai uji coba yang dilakukan setelah kalsinasi. Menarik untuk dicatat bahwa efisiensi degradasi bahan yang dimodifikasi bismut tidak pernah turun di bawah aktivitas P25 pada penggunaan pertamanya yang menunjukkan bahwa, bahkan dengan kerugian dan fluktuasi selama penggunaan berulang, bahan ini masih dapat memberikan penghilangan kontaminasi yang jauh lebih baik dari air di bawah cahaya tampak, dan mungkin di bawah penyinaran matahari tergantung pada kondisi cuaca, relatif terhadap P25.
2.6 Uji Pelindian Katalis
Untuk mengevaluasi keamanan dan kesesuaian katalis, air suling (tanpa kontaminan apa pun) sebelum dan setelah pengolahan dianalisis dengan ED-XRF untuk mempelajari potensi pelindian katalis dalam larutan. Temuan ini menunjukkan bahwa tidak ada pelindian signifikan dari katalis dalam larutan dan hasilnya ditunjukkan pada Gambar S7 ESI. Hal ini harus diverifikasi lebih lanjut sebelum merekomendasikan air yang diolah untuk dikonsumsi. Namun, unsur-unsur yang digunakan dalam sintesis katalis seperti Bismuth dan Titanium dioksida diketahui tidak beracun dan tidak berbahaya yang selanjutnya mendukung ketidaktoksikan katalis yang dikembangkan.[15]
2.7 Pengujian Fotokatalitik untuk Disinfeksi Air di Pedesaan India
2.7.1 Menyelesaikan Lokasi untuk Pengujian Lapangan
Menurut pedoman, tidak boleh ada lebih dari 500 mg/L[16] padatan terlarut dalam air minum. Hasilnya menunjukkan bahwa kedelapan lokasi sampel berada dalam kisaran untuk parameter kimia yang diuji, ditunjukkan pada Gambar S8 di ESI. Mengenai kontaminasi mikroba, pedoman WHO[17] mengatakan bahwa tidak boleh ada coliform yang ada per 100 mL dalam air minum dan Biro Standar India (BIS)[18] mengatakan bahwa tidak boleh ada lebih dari 2500 CFU/100 mL (yaitu, 25 CFU/mL) dalam air mandi/cuci.[19] Menurut hasil, setiap sampel (kecuali dari lokasi 5 & 6) melebihi tingkat kontaminasi maksimum yang diizinkan untuk total coliform dan semua sampel (kecuali dari lokasi 4, 5, & 6) memiliki jumlah E. coli yang signifikan di dalamnya. Berdasarkan hasil yang disebutkan dalam Gambar 6a, air dari setiap lokasi (kecuali lokasi 5 dan 6) tidak layak untuk dikonsumsi dan perlu diolah terlebih dahulu. Untuk pengujian lebih lanjut, Lokasi 1 & Lokasi 4 yang ditunjukkan pada Gambar 6b dipilih. Lokasi 4 adalah air sumur bor yang terkontaminasi dengan total coliform dan digunakan oleh masyarakat untuk keperluan minum. Lokasi 1 adalah air kolam yang sangat terkontaminasi dengan total coliform dan E. coli dan digunakan untuk keperluan mencuci dan mandi. Ini dapat digunakan sebagai sampel air yang tepat untuk memahami efisiensi katalis dalam kondisi kontaminasi yang sangat tinggi.
2.7.2 Pengujian Fotokatalitik pada Air Sumur Bor
Air sumur bor dari lokasi 4 diuji untuk oksidasi fotokatalitik dalam kondisi keruh saat intensitas cahaya 80 W/m2 dan di bawah sinar matahari saat intensitas cahaya 750 W/m2. Dalam semua kasus, pengurangan total koliform lebih tinggi di bawah sinar matahari daripada di bawah sinar matahari. Dalam kondisi keruh, chip berlapis Bi-TiO2-P25 memberikan kinerja terbaik. Persentase pengurangan, meskipun terbatas, membuktikan bahwa chip ini dapat bekerja dalam cahaya tampak dan dalam kondisi di mana sinar matahari tidak selalu tersedia. Dalam kasus chip berlapis TiO2, sedikit peningkatan dalam jumlah akhir diamati yang menunjukkan bahwa tidak terjadi oksidasi fotokatalitik yang berarti. Pengujian dalam kondisi cerah, tanpa chip, yaitu disinfeksi surya (SODIS) adalah yang paling tidak efektif sedangkan efisiensi kinerja chip tanpa katalis, chip berlapis TiO2, chip berlapis Bi-TiO2-P25 serupa, dengan chip TiO2 menunjukkan pengurangan tertinggi. Perbandingannya ditunjukkan pada Gambar 7a dan tren reduksi foto katalitik ditunjukkan pada Gambar S9 di ESI.
Lebih lanjut diuji apakah efisiensi yang lebih baik dapat dicapai dalam waktu yang lebih singkat dengan peningkatan frekuensi rotasi. Diamati bahwa chip berlapis Bi-TiO2-P25 mampu meningkatkan persentase pengurangan total coliform dari 82% menjadi 95% dalam dua jam jika rotasi dilakukan setiap 15 menit, bukan 30 menit. Hasilnya ditunjukkan pada Gambar S10 di ESI. Hal ini disebabkan oleh transportasi massa yang lebih baik seperti yang dijelaskan oleh Porley et al.[7] Tren pengurangan dengan semua eksperimen kontrol dengan rotasi 15 menit ditunjukkan pada Gambar S11 di ESI dan persentase pengurangan keseluruhan ditunjukkan pada Gambar 7b. Hasilnya menunjukkan bahwa chip tanpa lapisan dan chip berlapis Bi-TiO2-P25 telah menunjukkan pengurangan total coliform maksimum dalam 2 jam tanpa chip (SODIS) yang menunjukkan pengurangan paling sedikit. Semua hasil di atas membuktikan bahwa katalis efisien dan mampu mengurangi kontaminan mikroba dalam air dalam kondisi dunia nyata. Sama pentingnya bagi katalis untuk menjadi stabil dan dapat digunakan kembali. Untuk itu, uji kegunaan ulang dilakukan di lapangan dan hasilnya ditunjukkan pada Gambar 7c, yang menunjukkan bahwa kinerja katalis serupa untuk lima pengujian berturut-turut dengan penurunan persentase reduksi hanya dari 99% menjadi 90%. Efisiensi katalis semakin meningkat setelah regenerasi dan menunjukkan hasil yang stabil untuk lima pengujian berikutnya. Ini membuktikan bahwa katalis dapat digunakan kembali sekaligus efisien dalam kondisi lapangan.
2.7.3 Pengujian Fotokatalitik pada Air Tambak
Uji fotokatalitik untuk pengolahan air tambak dari lokasi 1, yang sangat terkontaminasi, juga dilakukan. Baik untuk total coliform maupun E. coli, katalis Bi-TiO2-RMSG-2 (P25) menunjukkan pengurangan yang signifikan, dan trennya ditunjukkan pada Gambar S12 di ESI. Chip yang dilapisi katalis kemudian diuji untuk kegunaan ulangnya. Karena keterbatasan waktu, hanya tiga pengujian yang dilakukan, dan diamati bahwa meskipun tingkat kontaminasi tinggi, kinerja katalis hanya menurun dari 94% menjadi 93% seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7d.
3 Kesimpulan
Penelitian baru ini menunjukkan bagaimana rute sintesis sederhana dapat menghasilkan material dengan kinerja fotokatalitik UV dan cahaya tampak yang kuat dan bagaimana ini dapat digunakan untuk menangani masalah kualitas air di dunia nyata. Substrat yang digunakan dalam penelitian ini terbuat dari kaca daur ulang, yang dapat membuat seluruh proses hemat biaya dan ramah lingkungan. Katalis menunjukkan pengurangan hingga 99% dalam total koliform dalam dua jam dengan rotasi botol/reaktor setiap 15 menit di lapangan. Katalis juga telah menunjukkan penggunaan ulang yang efisien untuk lima pengujian berturut-turut dan bahwa penurunan efisiensi kecil dikurangi setelah pemanasan katalis. Penelitian ini menunjukkan potensi untuk menyediakan solusi pengolahan air yang terjangkau, mudah tersedia, dan berkelanjutan untuk banyak daerah pedesaan yang tidak memiliki listrik di dunia.
Meskipun tidak banyak kerusakan yang terlihat pada serpihan yang dilapisi katalis setelah digunakan berturut-turut untuk berbagai pengujian, langkah selanjutnya harus melibatkan mempelajari morfologi serpihan yang dilapisi katalis sebelum dan setelah perawatan untuk mengukur apakah lapisan hilang dari substrat setelah pengujian. Bersamaan dengan ini, analisis unsur air sebelum dan sesudah pengolahan dengan air dunia nyata juga diperlukan untuk memastikan tidak ada pencucian kimia ke dalam air. Dalam studi ini, hanya kontaminan mikroba yang dipelajari di lapangan; namun, akan bermanfaat untuk mempelajari degradasi kontaminan kimia organik dalam air dunia nyata karena ini disimpulkan dari data lab. Setelah tercakup dengan semua langkah yang disebutkan, studi tersebut harus siap diperluas ke skala yang lebih besar, misalnya ke uji coba percontohan desa.
4 Bahan dan Metode
Bahan
P25 TiO2, sikloheksana, titanium tetraisopropoksida (TTIP), Bi(NO3)3.5H2O diperoleh dari Sigma-Aldrich, Triton X-100 diperoleh dari Acros Organics, titanium butoksida Ti(OBu)4 diperoleh dari Alfa Aesar, n-butanol diperoleh dari Thermo Scientific Acros. Media selektif Brilliance E. Coli, MacConkey Agar dan E. Coli Agar diperoleh dari OXOID, (kode produk CM1046), Sisco Research Laboratories Pvt Ltd. dan Himedia HiCrome. Escherichia coli (Migula) Castellani dan Chalmers, EMG 2:K (lambda), Genotipe: tipe liar K-12.
Sintesis Bi-TiO2-P25 dan Katalis Kontrol (P25, TiO2 & Bi-TiO2)
Untuk sintesis Bi-TiO2, sikloheksana (60 mL) dan 2 mL surfaktan Triton-X 100 dicampur pada suhu 50° C selama 30 menit. Setelah ini, larutan berair Bi(NO3)3.5H2O (1,63×10−4 mol, 10 mL) dan HCl (37%, 0,6 mL) pertama-tama disonikasi kemudian ditambahkan perlahan ke larutan organik. Ini diaduk selama 15 menit sebelum menambahkan titanium tetraisopropoksida (TTIP) (1,32×10−2 mol, 4 mL) tetes demi tetes dan diaduk pada suhu 50° C selama 2 jam. Alkohol isopropil (40 mL) ditambahkan untuk menghentikan reaksi, dan produk diperoleh melalui sentrifugasi (5 menit, 4400 rpm). Sampel kemudian dicuci dalam etanol dua kali (diambil setiap kali menggunakan sentrifus pada 4400 rpm selama 20 menit) sebelum dikeringkan semalaman pada suhu 80° C. Setelah kering, produk
Leave a Reply