Synthesis, Characterization, and Performance of TiO2-N as Filler in Polyethersulfone Membranes for Laundry Waste Treatment

Sintesis TiO2-N telah dilakukan dengan metode sol gel. Pada hasil karakterisasi XRD doping TiO2 tidak dapat menghancurkan struktur anatase karena difraktogram TiO2-N mewakili puncak yang serupa dengan TiO2. Intensitas puncak spektra FTIR yang kuat berasal dari gugus hidroksil dalam N-TiO2, dibandingkan dengan TiO2 tanpa doping. Dari hasil pengolahan data hasil karakterisasi UV-DRS didapatkan nilai energi bandgap TiO2 3,33 eV, sedangkan pada fotokatalis TiO2-N energi band gap yang dihasilkan yaitu 3,08 eV. Hasil BET menyebutkan TiO2 memiliki luas permukaan yang lebih tinggi dibandingkan dengan TiO2-N. Pada penelitian ini, hasil nilai fluks air murni dan fluks limbah laundry yang paling tinggi terdapat pada membran PES/PEG/TiO2-N yaitu 116,91 L/m2jam pada 2 menit pertama untuk fluks air murni dan 98,636 L/m2jam pada 2 menit pertama untuk fluks limbah dan rejeksi yang dihasilkan mencapai 84,328% untuk nilai penurunan COD dan 82,75% untuk nilai penurunan BOD sehingga penambahan TiO2-N pada membran dapat meningkatkan kinerja membran saat ultrafiltrasi

Sintesis Komposit Magnetik Fe3O4/SiO2@UiO-66 Terdoping Nikel Dengan Metode Ultrasonikasi Sebagai Adsorben Methyl Orange Dalam Air

UiO-66 adalah salah satu jenis MOF yang sering digunakan sebagai adsorben untuk zat warna methyl orange (MO). Namun, UiO-66 memiliki kelemahan yaitu sulit untuk dipisahkan dan metode sintesisnya lama serta tidak ramah lingkungan. Penambahan material magnetik Fe3O4/SiO2 dapat dilakukan untuk memudahkan dalam proses pemisahan adsorben. Akan tetapi, penambahan oksida logam dapat menurunkan kapasitas adsorpsi sehingga dilakukan proses doping nikel pada komposit magnetik MOF melalui metode ultrasonikasi yang lebih cepat, lebih ramah lingkungan dan ukuran partikel hingga pada skala nano dapat tercapai. Sintesis Fe3O4/SiO2@UiO-66 terdoping nikel telah berhasil dilakukan melalui metode ultrasonikasi pada suhu 120 °C selama 2 jam. Variasi rasio mol nikel dalam komposit magnetik MOF sebesar 5, 10 dan 15% dilakukan untuk mendapatkan komposit mganetik MOF dengan kinerja terbaik. Material hasil sintesis memiliki pola XRD dengan puncak karakteristik dari UiO-66 dan Fe3O4/SiO2, morfologi berbentuk bulat dengan permukaan yang kasar, isoterm adsorpsi tipe IV dengan loop histeresis mendekati tipe H1. Selain itu, hasil pengujian VSM menunjukkan bahwa komposit material memiliki sifat magnetik dengan intensitas saturasi magnetik 8,16 emu/g. Kinerja komposit sebagai adsorben zat warna MO dalam dalam air mencapai kapasitas adsorpsi maksimum 200,803 mg/g untuk material dengan penambahan doping nikel adalah 10%. Hasil studi kinetika menunjukkan bahwa semua material mengikuti kinetika orde dua semu dan isoterm Langmuir. Mekanisme adsorpsi antara zat warna MO dengan adsorben terdiri dari interaksi π-π, ikatan hidrogen dan interaksi elektrostatik. ======================================================================================================================================= UiO-66 is one type of MOF that is often used as an adsorbent for methyl orange (MO) dye. However, UiO-66 has the disadvantage that it is difficult to separate, and the synthesis method is old and not environmentally friendly. The addition of Fe3O4/SiO2 magnetic material can facilitate the separation of the adsorbent. However, the addition of metal oxides can reduce the adsorption capacity. A nickel doping process is carried out on the MOF magnetic composite through the ultrasonication method, which is faster, more environmentally friendly, and particle size up to the nanoscale can be achieved. The synthesis of Fe3O4/SiO2@UiO-66 doped with nickel was successfully carried out by ultrasonication at 120 °C for 2 hours. Variations in the mole ratio of nickel in MOF magnetic composites of 5, 10, and 15% were carried out to obtain the best performing MOF magnetic composite. The synthesized material has an XRD pattern with characteristic peaks of UiO-66 and Fe3O4/SiO2, spherical morphology with a rough surface, and type IV adsorption isotherm with hysteresis loops close to H1 type. In addition, the VSM test results show that the composite material has magnetic properties with a magnetic saturation intensity of 8.16 emu/g. The performance of the composite as an adsorbent for MO dyes in water reached a maximum adsorption capacity of 200.803 mg/g for materials with the addition of 10% nickel doping. The results of the kinetics study showed that all materials followed pseudo-second-order kinetics and Langmuir isotherm. The adsorption mechanism between MO dyes and adsorbents consists of π-π interactions, hydrogen bonds, and electrostatic interactions

Synthesis, Characterization, and Performance of TiO2-N as Filler in Polyethersulfone Membranes for Laundry Waste Treatment

Sintesis TiO2-N telah dilakukan dengan metode sol gel. Pada hasil karakterisasi XRD doping TiO2 tidak dapat menghancurkan struktur anatase karena difraktogram TiO2-N mewakili puncak yang serupa dengan TiO2. Intensitas puncak spektra FTIR yang kuat berasal dari gugus hidroksil dalam N-TiO2, dibandingkan dengan TiO2 tanpa doping. Dari hasil pengolahan data hasil karakterisasi UV-DRS didapatkan nilai energi bandgap TiO2 3,33 eV, sedangkan pada fotokatalis TiO2-N energi band gap yang dihasilkan yaitu 3,08 eV. Hasil BET menyebutkan TiO2 memiliki luas permukaan yang lebih tinggi dibandingkan dengan TiO2-N. Pada penelitian ini, hasil nilai fluks air murni dan fluks limbah laundry yang paling tinggi terdapat pada membran PES/PEG/TiO2-N yaitu 116,91 L/m2jam pada 2 menit pertama untuk fluks air murni dan 98,636 L/m2jam pada 2 menit pertama untuk fluks limbah dan rejeksi yang dihasilkan mencapai 84,328% untuk nilai penurunan COD dan 82,75% untuk nilai penurunan BOD sehingga penambahan TiO2-N pada membran dapat meningkatkan kinerja membran saat ultrafiltrasi

Facile synthesis of Ni-ZIF-8 with improved photodegradation performance for methylene blue

A series of bimetallic metal-organic frameworks (MOFs) photocatalysts had been successfully synthesized by doping nickel (Ni) into zeolitic imidazolate framework-8 (ZIF-8) for enhanced photodegradation of methylene blue (MB). Optical characterization revealed that the Ni-ZIF-8 composites possessed a narrower bandgap and lower recombination rate of charge carriers than pristine ZIF-8. The Ni(20)-ZIF-8 composite showed the highest MB photodegradation efficiency of up to 93.22 % in 150 min, with the use of 30 mg photocatalyst, 50 mL of 30 mg/L MB solution, and a neutral pH. The scavenger test clearly proved that h+ and •OH were the main active species

Recent development of mixed matrix membrane as a membrane bioreactor for wastewater treatment: A review

Wastewater treatment has emerged as the most effective method for addressing the scarcity of clean water, which is expected to cause a worldwide crisis in the near future. The membrane bioreactor (MBR) is a cutting-edge technology that combines membrane filtration with biological activity in the form of microorganisms. MBR has been considered the most efficient approach so far owing to its high effluent and relatively small space requirements. The membrane constituent material is an important aspect of producing MBR with maximum process performance. This study extensively evaluated the application of polymers, ceramics, and mixed matrix membranes (MMM) in wastewater treatment performance. MMM has better performance due to its hydrophilic nature, good chemical, mechanical, and thermal stability, and ease of synthesis. Various types of filler in MMM for MBR applications are also discussed, including metals, metal oxides, carbon, MOF, silica, and zeolite. The addition of fillers in the polymer matrix has been able to improve the characteristics of the membrane, including water flux, rejection of pollutants, and resistance to fouling. Subsequently, several important parameters of MMM that affect the performance of MBR, including hydrophilicity, surface charge, surface roughness, module, pore characteristics, and filler charge, have been reviewed. An investigation of the performance of the MBR, such as activated sludge characteristics, operating conditions, and fouling phenomena, is presented. Lastly, this review describes the challenges and perspectives of developing MMM-based MBR in the future