FOTOKATALISIS METILEN BIRU DENGAN NANOPARTIKEL PERAK (NPAg) YANG DISINTESIS DENGAN EKSTRAK AIR DAUN KOPI ROBUSTA

Abstract

ABSTRAK: Limbah cair metilen biru dari industri tekstil menimbulkan masalah bagi lingkungan dan kesehatan jika tidak ditangani dengan baik. Metode fotodegradasi berbasis fotokatalis yang lebih ekonomis dan efektif dapat menjadi pilihan untuk menanggulangi limbah tersebut. Nanopartikel perak yang disintesis secara ramah lingkungan dari ekstrak air daun kopi Robusta digunakan sebagai fotokatalis. Daun kopi robusta mengandung metabolit sekunder seperti kuersetin yang berperan sebagai bioreduksi dan capping agent dalam sintesis nanopartikel perak. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik nanopartikel perak yang diperoleh, kondisi optimal fotodegradasi metilen biru, dan efektivitas nanopartikel perak sebagai fotokatalis pada proses fotodegradasi pewarna metilen biru. Nanopartikel perak terbaik diperoleh pada rasio volume ekstrak air daun kopi Robusta dan AgNO₃ 1 mM 1: 9 pada suhu sintesis 60^oC.  Nanopartikel tersebut berbentuk bulat dan menunjukkan serapan UV-Vis pada panjang gelombang 410,5 nm, serta berukuran 27,04 nm yang terdistribusi seragam (monodisperse) dengan nilai indeks polidispersitas (PdI) sebesar 0,3173. Potensial zeta NPAg sebesar -29,76 mV yang tergolong baik sehingga nanopartikel tidak mudah untuk teraglomerisasi. Kondisi optimal untuk fotokatalisis yakni volume NPAg 1 mL pada pH 10 selama 1 jam. Efisiensi degradasi diuji pada konsentrasi zat warna metilen biru 50 hingga 400 mg/L, dengan persentase tertinggi sebesar 57,10% pada konsentrasi 100 mg/L. Dapat disimpulkan bahwa 1 mL fotokatalis NPAg mampu mendegradasi metilen biru hingga 57,10% dalam waktu 1 jam.

ABSTRACT: Methylene blue effluent from the textile industry poses a problem to the environment and health if not handled properly. A more economical and effective photocatalyst-based photodegradation method can be an option to tackle the waste. Environmentally friendly silver nanoparticles synthesized from aqueous extract of Robusta coffee leaves were used as photocatalysts. Robusta coffee leaves contain secondary metabolites such as quercetine that act as bioreduction and capping agents in the synthesis of silver nanoparticles. The purpose of this study was to determine the characteristics of silver nanoparticles obtained, the optimal conditions for methylene blue photodegradation, and the effectiveness of silver nanoparticles as photocatalysts in the methylene blue dye photodegradation process. The best silver nanoparticles were obtained at a volume ratio of Robusta coffee leaf water extract and 1 mM AgNO₃ of 1:9 at temperature of 60^oC.  The nanoparticles were spherical in shape and showed UV-Vis absorption at a wavelength of 410.5 nm, and a size of 27.04 nm which was uniformly distributed (monodisperse) with an PdI value of 0.3173. The zeta potential of NPAg is -29.76 mV which is classified as good so that the nanoparticles are not easy to agglomerate. The optimal condition for photocatalysis is the volume of NPAg 1 mL at pH 10 for 1 hour. The degradation efficiency was tested at methylene blue dye concentrations of 50 to 400 mg/L, with the highest percentage of 57.10% at a concentration of 100 mg/L. It can be concluded that 1 mL of NPAg photocatalyst is able to degrade methylene blue up to 57.10% within 1 hour.