Sintesis Nanokomposit TiO2-Selulosa dari Limbah Sekam Padi (Oryza sativa L.) sebagai Fotokatalis Zat Warna Metilen Biru 

Synthesis of TiO2-Cellulose Nanocomposite from Rice Husk Waste (Oryza sativa L.) as a Photocatalyst for Methylene Blue Dyes

Nanopartikel TiO2 memiliki potensi dalam mendegradasi metilen biru. Untuk meningkatkan aktivitas fotodegradasinya, dilakukan sintesis nanokomposit TiO2-selulosa dengan memanfaatkan limbah sekam padi (Oryza sativa L.) sebagai sumber selulosa, menggunakan pelarut aquades dan etanol. Penelitian ini bertujuan mensintesis nanokomposit TiO2-selulosa dan mengevaluasi aktivitas fotodegradasinya terhadap metilen biru. Aktivitas fotodegradasi nanokomposit TiO2-selulosa diuji dengan variasi lama penyinaran 15, 30, 45, 60, 75, dan 90 menit, serta variasi massa fotokatalis sebesar 10, 20, 30, 40, dan 50 mg. Hasilnya menunjukkan bahwa waktu optimum penyinaran adalah 75 menit dengan efisiensi degradasi 82,49%, dan massa optimum sebesar 30 mg dengan efisiensi degradasi 82,61%, keduanya terjadi pada variasi NK 10 (nanokomposit 10% TiO2 (b/b) terhadap massa selulosa). Selain itu, karakteristik kimia Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) mengidentifikasi adanya gugus fungsional khas selulosa serta hilangnya lignin dan hemiselulosa setelah proses isolasi dan keberadaan gugus fungsional Ti-O yang menandakan terbentuknya nanokomposit TiO2-selulosa. Selain itu, untuk uji X-Ray Diffraction (XRD), didapatkan ukuran kristal TiO2 sebesar 33,5 nm, nanoselulosa sebesar 6,29 nm, dan NK 10 sebesar 26,15 nm. Derajat kristalinitas meningkat dari 51,62% menjadi 71,81% setelah proses isolasi. Analisis BET menunjukkan luas permukaan meningkat dari 7,29 m2/g (TiO2) menjadi 18,7 m2/g (NK 10), sedangkan uji UV-Vis menunjukkan penurunan band gap dari 3,17 eV menjadi 3,06 eV, yang meningkatkan kemampuan serapan cahaya dan mendukung efisiensi fotodegradasi. 

Kata kunci: Nanopartikel TiO2, Isolasi Nanoselulosa, Sekam Padi, Nanokomposit, Fotodegradasi. 

TiO2 nanoparticles have the potential to degrade methylene blue. To improve its efficiency, TiO2-cellulose nanocomposites were synthesized using rice husk waste (Oryza sativa L.) as a source of cellulose, using aquadest and ethanol as a solvent. This study aimed to synthesize TiO2-cellulose nanocomposites and evaluate their photodegradation activity against methylene blue. The photodegradation activity of TiO2-cellulose nanocomposites was tested with variations in irradiation times of 15, 30, 45, 60, 75, and 90 minutes, and variations in photocatalyst mass of 10, 20, 30, 40, and 50 mg. The results showed that the optimum irradiation time was 75 minutes with a degradation percent of 82.49%, and the optimum mass was 30 mg with a degradation percent of 82.61%, both of which occurred in the NK 10 variation. In addition, the chemical characteristics of Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) identified the presence of typical cellulose functional groups as well as the loss of lignin and hemicellulose after the isolation process and the presence of Ti–O functional groups indicating the formation of TiO2-cellulose nanocomposites. In addition, for the X-Ray Diffraction (XRD) test, the crystal size of TiO2 was 33.5 nm, nanocellulose was 6.29 nm, and NK 10 was 26.15 nm. The degree of crystallinity increased from 51.62% to 71.81% after the isolation process. BET analysis showed that the surface area increased from 7.29 m²/g (TiO2) to 18.7 m2/g (NK 10), while the UV-Vis test showed a decrease in the band gap from 3.17 eV to 3.06 eV, which increased the light absorption ability and supported the photodegradation activityy.

Keywords: TiO2 Nanoparticles, Isolation Nanocellulose, Rice Husk, Nanocomposites, Photodegradation.