MAKALAH PENGELOLAAN BAHAN BERBAHAYA

“PARAMETER YANG MEMPENGARUHI DEGRADASI FOTOKATALITIK PEWARNA MENGGUNAKAN

FOTOKATALIS BERBASIS TIO2: ULASAN A”

Oleh :

Rakha Rafdila Aditya (1113096000054)

M. Dimas Septeyadi (1113000007)

Program Studi Kimia

Fakultas Sains Dan Teknologi

UIN Syarif Hidayatullah Jakarta

Jalan Ir. H. Juanda No.95 Ciputat 15412

2015

BAB I

PENDAHULUAN

1. LATAR BELAKANGLimbah, gas atau cair yang diproduksi oleh beberapa industri kami yang berbahaya bagi

kesehatan dan kesejahteraan manusia. Ketika zat yang tidak diinginkan yang hadir dalam limbah cair, itu bisa menjadi bencana karena kehadiran mereka menimbulkan ancaman parah pada penerima langsung. Air limbah dari berbagai industri, pabrik, laboratorium, dll masalah serius bagi lingkungan. Limbah yang dibuang mengandung pewarna beracun bagi mikroorganisme, kehidupan air dan manusia. Ini efek buruk dari bahan kimia pada ekosistem bumi adalah penyebab keprihatinan serius. Beberapa bahan kimia ini sebagai pewarna azo seperti, herbisida, dan pestisida benar-benar hadir di sungai dan danau, dan di bagian yang dicurigai bahan kimia pengganggu-endokrin.

Konstantinou dan Albanis melaporkan bahwa pewarna tekstil dan zat warna industri lainnya merupakan salah satu kelompok terbesar dari senyawa organik yang mewakili peningkatan suatu bahaya lingkungan. Sekitar 1-20% dari total produksi dunia dari pewarna hilang selama proses pencelupan dan dilepaskan dalam limbah tekstil. Pelepasan air limbah berwarna di lingkungan merupakan sumber besar pencemaran non-estetika dan eutrofikasi dan dapat berasal dari bahan sampingan berbahaya melalui oksidasi, hidrolisis, atau reaksi kimia lainnya yang terjadi di fase air limbah. Harus dicatat bahwa pewarna dapat menyajikan efek toksik dan mengurangi penetrasi cahaya di perairan yang tercemar.

Degradasi pewarna di air limbah industri oleh karena itu telah menerima peningakatan perhatian dan beberapa metode remediasi telah disodorkan. Teknik fisik tradisional (adsorpsi pada karbon aktif, ultrafiltrasi, reverse osmosis, koagulasi oleh agen kimia, pertukaran ion resin sintetik adsorben, dll) telah digunakan untuk menghilangkan polutan berwarna. Metode ini hanya berhasil dalam mentransfer senyawa organik dari air ke fase lain, sehingga menciptakan polusi sekunder. Ini akan memerlukan perawatan lebih lanjut dari limbah-padat dan regenerasi adsorben yang akan menambah biaya untuk proses. Mikrobiologi atau enzimatik dekomposisi, biodegradasi, ozonisasi, dan oksidasi lanjutan proses seperti Fenton dan foto-Fenton reaksi katalitik, H2O2 proses / UV juga telah digunakan untuk menghilangkan pewarna dari air limbah.

Forgacs dkk. mencatat bahwa teknologi pengolahan air limbah tradisional telah terbukti nyata tidak efektif untuk menangani air limbah pewarna tekstil sintetis karena stabilitas kimia polutan tersebut, dan lebih jauh untuk memverifikasi bahwa 11 dari 18 pewarna azo karena adanya investigasi mereka melewati proses lumpur aktif praktis tidak diobati. Kebanyakan pewarna tekstil yang fotokatalitik stabil dan tahan api menuju oksidasi kimia, dan karakteristik ini membuat mereka tahan terhadap dekolorisasi oleh metode biokimia dan fisika-kimia konvensional. Semua proses tersebut memiliki berbagai kekurangan mereka dalam penghapusan pewarna dari air

limbah. Penelitian terbaru telah dikhususkan untuk penggunaan fotokatalitik dalam penghapusan pewarna dari air limbah, khususnya, karena kemampuan metode ini untuk benar-benar termineralisasi sasaran polutan. Karya ini dijadwalkan untuk meninjau efek dari parameter operasi pada degradasi fotokatalitik pewarna tekstil menggunakan fotokatalis berbasis TiO2. Sebuah tinjauan singkat tentang metode penyusunan fotokatalis juga akan disajikan.

1.1. Photocatalysis

Photocatalysis dapat disebut sebagai foto diinduksi reaksi yang dipercepat oleh adanya katalis. Jenis reaksi diaktifkan oleh penyerapan foton dengan energi yang cukup (sama dengan atau lebih tinggi daripada energi band-gap (EBG) katalis). Penyerapan mengarah ke pemisahan muatan karena promosi elektron (e) dari dana valensi band katalis semikonduktor ke pita konduksi, sehingga menghasilkan lubang (h +) di pita valensi (diagram skematik dari proses disajikan inFig ). Rekombinasi elektron dan lubang harus dicegah sebanyak mungkin jika reaksi photocatalyzed harus disukai. Tujuan akhir dari proses ini adalah untuk memiliki reaksi antara elektron diaktifkan dengan oksidan untuk menghasilkan produk berkurang, dan juga reaksi antara lubang yang dihasilkan dengan reduktor untuk menghasilkan produk teroksidasi. Elektron photogenerated bisa mengurangi pewarna atau bereaksi dengan akseptor elektron seperti O2 teradsorpsi pada Ti (III) permukaan atau dilarutkan dalam air, mengurangi ke superoksida anion radikal O2. Lubang photogenerated dapat mengoksidasi molekul organik untuk membentuk R +, atau bereaksi dengan OH- atau H2O mengoksidasi mereka menjadi radikal OH. Bersama dengan spesies yang sangat oksidatif lainnya (radikal peroksida) mereka dilaporkan bertanggung jawab atas photodecomposition TiO2 heterogen substrat organik sebagai pewarna. Yang dihasilkan • OH radikal, menjadi agen pengoksidasi yang sangat kuat (standar redoks potensial 2,8 V) dapat mengoksidasi paling pewarna azo dengan mineral-produk akhir. Menurut ini, reaksi yang relevan di permukaan semikonduktor menyebabkan degradasi pewarna dapat dinyatakan sebagai berikut:

dimana hv adalah energi foton diperlukan untuk merangsang semikonduktor (CB) elektron dari wilayah pita valensi (VB) daerah ke wilayah pita konduksi.

Semikonduktor (seperti TiO2, ZnO, Fe2O3, CdS, dan ZnS) dapat bertindak sebagai sensitizer untuk proses-redoks cahaya yang disebabkan karena struktur elektronik dari atom logam dalam kombinasi kimia, yang ditandai dengan pita valensi terisi, dan kosong pita konduksi. Setelah iradiasi, elektron pita valensi dipromosikan ke pita konduksi meninggalkan lubang di belakang. Pasangan lubang-elektron ini dapat baik bergabung kembali atau dapat berinteraksi

secara terpisah dengan molekul lain. Lubang dapat bereaksi baik dengan donor elektron dalam larutan, atau dengan ion hidroksida untuk menghasilkan spesies pengoksidasi kuat seperti hidroksil (oksidasi potensial 2,8 V) atau radikal superoksida.

Dengan kata lain, bahan semikonduktor adalah bahan yang band dan pita konduksi valensi dipisahkan oleh celah energi atau band-gap. Ketika molekul semikonduktor menyerap foton dengan energi yang sama atau lebih besar dari band-gap-nya, elektron dalam pita valensi dapat bersemangat dan melompat ke pita konduksi, sehingga biaya operator yang dihasilkan. Dalam rangka untuk memiliki reaksi photocatalyzed, e - h + rekombinasi, setelah pemisahan biaya awal, harus dicegah sebanyak mungkin

Di antara semua semikonduktor ini, katalis semikonduktor yang paling banyak digunakan dalam proses photoinduced adalah titanium dioksida (TiO2). Meskipun TiO2 memiliki kelemahan tidak sedang diaktifkan oleh cahaya tampak, tetapi dengan ultraviolet (UV) cahaya, hal ini menguntungkan atas yang lain dalam hal ini adalah kimia dan biologis inert, photocatalytically stabil, relatif mudah untuk memproduksi dan menggunakan, dapat efisien mengkatalisis reaksi, murah dan tanpa resiko terhadap lingkungan atau manusia.

1.2.1. Titanium dioksida fotokatalis

Titanium dioksida (TiO2) atau titania merupakan bahan yang sangat terkenal dan baik diteliti karena stabilitas struktur kimia, biokompatibilitas, fisik, sifat optik dan listrik nya. Itu ada dalam empat bentuk mineral, yaitu: anatase, rutil, brookite dan titanium dioksida (B) atau TiO2 (B). Jenis anatase TiO2 memiliki struktur kristal yang sesuai dengan sistem tetragonal (dengan kebiasaan dipyramidal) dan digunakan terutama sebagai fotokatalis di bawah radiasi UV. Rutil jenis TiO2 juga memiliki struktur kristal tetragonal (dengan kebiasaan prismatik). Jenis titania terutama digunakan sebagai pigmen putih dalam cat. Brookite jenis TiO2 memiliki struktur kristal ortorombik. TiO2 (B) adalah mineral monoklinik dan relatif pendatang baru di keluarga titania. TiO2, karena itu adalah bahan serbaguna yang memiliki aplikasi dalam berbagai produk seperti pigmen cat, lotion tabir surya, elektroda elektrokimia, kapasitor, sel surya dan bahkan sebagai pewarna makanan dan pasta gigi.

Aplikasi yang mungkin untuk bahan ini sebagai fotokatalis dalam fasilitas pengolahan air skala komersial adalah karena beberapa faktor:

(a) reaksi Fotokatalitik berlangsung pada suhu kamar.

(b) reaksi Fotokatalitik tidak menderita kelemahan dari reaksi fotolisis dalam hal produksi produk antara karena polutan organik biasanya benar mineralisasi zat beracun seperti CO2, HCl dan air

(c) fotokatalis adalah murah dan dapat didukung pada berbagai substrat seperti, kaca, serat, stainless steel, bahan anorganik, pasir, karbon aktif (ACS), yang memungkinkan terus menerus digunakan kembali.

(d) photogenerated lubang sangat pengoksidasi dan elektron photogenerated mengurangi cukup untuk menghasilkan superoksida dari dioxygensEfektivitas TiO2 fotokatalis dapat ditingkatkan dengan doping ion logam dan non-logam ke dalamnya. Penyelidikan berikut adalah bukti dari peningkatan efisiensi TiO2 oleh doping. Krishna et al. juga melaporkan koefisien

tingkat 2,6 kali lebih tinggi untuk PHF-TiO2 lebih TiO2 untuk degradasi senyawa triazina monoazo Pricion merah MX-5B.

2. TUJUANTujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui parameter operasional mempengaruhi

efektivitas atau activitiesof fotokatalis berbasis TiO2 dan efek yang ditimbulkan dari operasi parameter pada degradasi fotokatalitik pewarna tekstil menggunakan fotokatalis berbasis TiO2

BAB IIPEMBAHASAN

2. Parameter Operasi Dalam Proses Fotokatalitik

Degradasi fotokatalitik pewarna di air limbah, berikut adalah parameter yang mempengaruhi proses operasi: pH larutan yang akan terdegradasi, dan pH larutan prekursor (larutan katalis selama pembuatan katalis); oksidator, suhu kalsinasi, konten dopan, dan katalis pemuatan. Parameter ini akan dipertimbangkan satu demi satu karena mereka mempengaruhi proses fotokatalitik degradasi pewarna di air limbah.

2.1. Pengaruh Ph Pada Degradasi Fotokatalitik Pewarna Di Air Limbah

Interpretasi efek pH pada efisiensi proses pewarna fotodegradasi adalah tugas yang sangat sulit karena peran itsmultiple. Pertama, berkaitan dengan keadaan ionisasi permukaan sesuai dengan reaksi berikut,

TiOH + H + = TiOH2+ (9)

TiOH + OH- = TiO- + H2O (10)

serta bahwa pewarna reaktan dan produk-produk seperti asam dan amina. perubahan pH sehingga dapat mempengaruhi adsorpsi molekul dye ke permukaan TiO2, merupakan langkah penting untuk oksidasi fotokatalitik berlangsung. Bahnemann dkk. telah meninjau bahwa sifat asam-basa dari permukaan oksida logam dapat memiliki implikasi yang cukup pada aktivitas fotokatalitik mereka.

Kedua, radikal hidroksil dapat dibentuk dengan reaksi antara ion hidroksida dan lubang positif. Lubang-lubang positif dianggap sebagai spesies oksidasi utama pada pH rendah, sedangkan radikal hidroksil dianggap sebagai spesies dominan pada tingkat pH netral atau tinggi. Dinyatakan bahwa dalam larutan alkali, OH lebih mudah dihasilkan dengan mengoksidasi ion hidroksida lebih tersedia di permukaan TiO2, sehingga efisiensi proses secara logis ditingkatkan. Hasil yang sama dilaporkan dalam degradasi photocatalyzed pewarna azo asam dan triazina mengandung pewarna azo, meskipun harus dicatat bahwa dalam larutan alkali ada tolakan

Coulomb antara permukaan bermuatan negatif dari fotokatalis dan anion hidroksida. Fakta ini bisa mencegah pembentukan OH dan dengan demikian menurunkan photoxidation tersebut.

Ketiga, harus juga dicatat bahwa partikel TiO2 cenderung menggumpal dalam kondisi asam dan luas permukaan yang tersedia untuk adsorpsi zat warna dan penyerapan foton akan berkurang. Laju degradasi beberapa pewarna azo meningkat dengan penurunan pH seperti yang dilaporkan di tempat lain.

Studi Baran dkk. juga menunjukkan bahwa degradasi Bromocresol pewarna ungu di bawah kondisi asam lebih baik daripada di media basa, dan bahwa molekul bermuatan positif. Tepatnya, setelah larutan diasamkan dari pH 8,0 sampai pH 4,5, peningkatan enam kali lipat dalam keberhasilan adsorpsi diamati. Seperti peningkatan efektivitas adsorpsi tidak dapat dijelaskan hanya melalui perubahan permukaan TiO2 (mungkin disebabkan oleh perubahan pH).

Mekanisme reaksi fotokatalitik dengan adanya TiO2 terdiri dari reaksi radikal bebas yang diprakarsai oleh sinar UV. Mekanisme mungkin tergantung pada kemampuan senyawa terdegradasi akan teradsorpsi pada permukaan katalis. Tingkat adsorpsi tersebut tergantung pada banyak faktor, dan salah satunya adalah muatan dari senyawa terdegradasi. Itwas menemukan bahwa degradasi fotokatalitik, tingkat adsorpsi pada TiO2 dimodifikasi lebih tinggi untuk pewarna dengan muatan positif (kation) dibandingkan mereka dengan muatan negatif (anion). Sebagai biaya tergantung pada pH dari solusi yang diberikan, berikut bahwa pH dan sifat pewarna tertentu mempengaruhi aktivitas fotokatalis.

Laju degradasi pewarna azo meningkat dengan penurunan pH [6]. Pada pH <6, adsorpsi yang kuat dari pewarna pada partikel TiO2 diamati sebagai hasil dari daya tarik elektrostatik dari TiO2 bermuatan positif dengan pewarna. Pada pH> 6,8 sebagai molekul pewarna yang bermuatan negatif media basa, adsorpsi mereka juga diharapkan akan dipengaruhi oleh peningkatan kepadatan kelompok TiO- pada permukaan semikonduktor. Dengan demikian, karena tolakan Coulomb pewarna yang hampir terserap.

Efek dari pH pada degradasi fotokatalitik pewarna telah dipelajari oleh banyak peneliti. Dalam mempelajari efek pH pada degradasi fotokatalitik pewarna, dua hal harus diingat; satu, limbah industri mungkin tidak netral, dan dua; pH campuran reaksi mempengaruhi permukaan-charge-sifat dari fotokatalis.

Sleiman dkk. melaporkan tentang pengaruh pH pada degradasi fotokatalitik Metanil Yellow, pewarna anionik dengan kelompok sulfonat, lebih TiO2 fotokatalis di bawah pencahayaan UV. Hasil penelitian mereka menunjukkan bahwa efisiensi proses tidak jauh terpengaruh atas berbagai pH (4-8). Mereka menambahkan bahwa interpretasi efek pH dapat prinsipnya dijelaskan oleh modifikasi dari lapisan ganda listrik dari antarmuka solid-elektrolit, yang akibatnya mempengaruhi proses penyerapan-desorpsi dan pemisahan dari pasangan elektron-lubang photogenerated di permukaan partikel semikonduktor. Studi mereka juga menjelaskan bahwa sejak Metanil Yellow adalah pewarna anionik dan memiliki kelompok sulfonat, adsorpsi yang disukai pada pH rendah (tingkat adsorpsi hampir dua kali lipat pada pH 4.0 dibandingkan pada pH netral). Hasil temuan mereka menunjukkan bahwa sifat zat yang akan terdegradasi mempengaruhi pH operasi dari sistem.

Zhiyong dkk. dalam pekerjaan mereka - ZnSO4-TiO2 didoping katalis dengan aktivitas yang lebih tinggi dalam proses fotokatalitik, melaporkan efek pH pada degradasi fotokatalitik dari Orange II, pewarna anionik dengan -SO3 kelompok. Hasil penelitian mereka menunjukkan bahwa aktivitas fotokatalitik yang paling disukai pada pH rendah (3,0), tetapi melanjutkan pada tingkat lebih lambat dan tidak efisien pada pH 10,0. Hal ini penting untuk dicatat bahwa degradasi fotokatalitik beberapa pewarna lebih efektif pada pH sekitar netral, dan lain-lain dalam medium alkali. Ini telah sebelumnya telah melaporkan bahwa di media basa, ada kemungkinan lebih besar untuk pembentukan radikal hidroksil (OH •), yang dapat bertindak sebagai oksidan, sehingga meningkatkan laju fotodegradasi zat warna.

Singkatnya, Tabel 1 menyajikan pH pengaruh pada fotodegradasi berbagai pewarna. Tabel menunjukkan bahwa pewarna yang berbeda memiliki aktivitas yang berbeda dalam reaksi fotokatalitik. Beberapa photocatalytically terdegradasi pada pH rendah, sementara yang lain melakukannya pada pH yang lebih tinggi. Semua ini dapat dikaitkan dengan sifat polutan yang akan terdegradasi. Oleh karena itu, penting untuk mempelajari sifat dari polutan yang akan terdegradasi, dan menentukan pH mungkin benar untuk photocatalytically menurunkan mereka.

Pengaruh pH larutan prekursor pada aktivitas fotokatalitik Ni-TiO2 fotokatalis pada degradasi 4-klorofenol di bawah sinar UV juga telah diteliti [45]. Dalam hal ini, fotokatalis disiapkan di berbagai kisaran pH (2,0-5,0), dan dikalsinasi pada suhu yang sama, 500 ° C. Aktivitas fotokatalitik N-doped nanoparticleswas TiO2 ditemukan untuk meningkatkan pH menurun from5.0 ke 3.0. Penurunan lebih lanjut dalam pH menjadi 2,0 mempengaruhi aktivitas fotokatalitik katalis negatif. Oleh karena itu, pH optimum untuk persiapan bahwa katalis tertentu 'adalah 3,0. Alasan maju untuk efek yang merugikan dari pH rendah pada kinerja fotokatalis adalah bahwa kemungkinan peningkatan H + konsentrasi dapat menahan hydrolyzation dari Ti (OBu) 4 dan dengan demikian mengurangi ukuran kristal dari nanopartikel TiO2 N-doped. Sekali lagi, pH terlalu rendah seperti 2.0 akan menghasilkan transformasi fase fromanatase untuk rutil.

2.2. Pengoksidasi Agen Pengaruh Pada Degradasi Fotokatalitik Dari Pewarna Dalam Air Limbah

Laporan showthat oksidator memiliki banyak pengaruh pada degradasi fotokatalitik pewarna. Hal itu ditunjukkan oleh Saquiba dkk. bahwa hidrogen peroksida (H2O2), amonium

persulfat ((NH4) 2S2O8) dan kalium bromat (KBrO3) memiliki pengaruh individu pada degradasi Cepat Hijau FCF (1) dan Paten Biru VF (2) menggunakan Hombikat UV 100 dan Degussa P25 sebagai masing- fotokatalis. Hasil penelitian mereka menunjukkan bahwa kalium bromat dan amonium persulfat memiliki efek menguntungkan pada tingkat degradasi untuk dekomposisi pewarna 1 di hadapan UV 100; sedangkan dalam kasus dye 2, semua elektron acceptorswere ditemukan untuk meningkatkan tingkat nyata di hadapan P25.

Huang et al. juga mempelajari pengaruh penambahan H2O2 pada dekolorisasi metil oranye. The ratewas dekolorisasi ditemukan meningkat dengan peningkatan konsentrasi H2O2. Penelitian dilakukan pada kisaran konsentrasi 0,4-2 mM / l H2O2. Mereka melaporkan tambahan optimal 1.2mm / l H2O2 untuk penghilangan warna fotokatalitik solusi metil orange oleh Pt dimodifikasi TiO2 dimuat pada zeolit alam. Sebenarnya, penambahan H2O2 ditingkatkan reaksi. Zhiyong dkk. juga melaporkan bahwa penambahan H2O2 (1mM) untuk solusi metil oranye dimediasi TiO2 Degussa P25 (0,5 g / l) di bawah sinar matahari iradiasi fotokatalis membawa degradasi oranye metil dalam 1 jam.Oksigen diperlukan sebagai elektron pemulung untuk menjaga reaksi fotokatalitik, dan jumlah oksigen masuk ke Systemis parameter penting. Udara (oksigen) mengalir ke dalam sistem fotokatalitik harus diatur dengan baik, sebagai aliran miskin oksigen dapat membawa efek buruk pada reaksi fotokatalitik seperti yang dilaporkan di tempat lain. Konstantinou dan Albanis menegaskan bahwa H2O2 dan S2O8 2- yang bermanfaat bagi photoxidation dari pewarna kelompok kimia yang berbeda termasuk pewarna azo. Hal ini sesuai dengan temuan Augugliaro dkk. dan, Saquib dan Muneer. Intermediet radikal reaktif (SO4- • dan • OH) dibentuk dari oksidan ini dengan reaksi dengan elektron photogenerated dapat mengerahkan fungsi ganda: sebagai kuat oksidan diri mereka sendiri dan sebagai pemulung elektron, sehingga menghambat rekombinasi elektron-lubang pada permukaan semikonduktor menurut persamaan berikut:

Harus dicatat bahwa penambahan peroksida meningkatkan laju reaksi terhadap nyata dengan pasokan oksigen yang cukup, karena tahap solusi mungkin di kali menjadi oksigen kelaparan sebagai akibat dari baik konsumsi oksigen atau pemindahan slowoxygenmass. Kehadiran persulfat positif mempengaruhi tingkat mineralisasi, meskipun penurunan pH sebagai oksidan sistem mungkin berlaku pada efek pengurangan pH. Karya lain juga telah mengungkapkan efek oksidan dalam reaksi fotokatalitik. Hal itu menunjukkan sebagai bagian dari temuan mereka bahwa salah satu masalah praktis dalam menggunakan TiO2 sebagai fotokatalis adalah tidak diinginkan rekombinasi elektron-hole, yang dengan tidak adanya akseptor elektron yang tepat atau donor, sangat efisien dan dengan demikian merupakan themajor langkah-buang energi, sehingga membatasi hasil kuantum dicapai. Oleh karena itu mereka berpendapat bahwa, salah satu strategi untuk menghambat elektron-lubang rekombinasi adalah menambahkan akseptor elektron permanen pada sistem reaksi, dan mereka digunakan H2O2 untuk mempelajari efeknya

pada fotodegradasi dari Orange G (OG) pada Ndoped TiO2 bawah sumber cahaya yang berbeda. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ada dosis optimal H2O2, di mana efisiensi degradasi OG pada TiO2 N-doped mencapai ketinggian. Pada dosis yang lebih tinggi dari H2O2 luar optimal, efisiensi degradasi OG menurun. Hal ini karena sangat reaktif • OH radikal dan lubang pita valensi dapat dikonsumsi oleh H2O2 sendiri seperti yang diberikan dalam Pers. (16) - (18). Pada saat yang sama, rekombinasi radikal-radikal sebagai reaksi kompetitif harus diperhitungkan, seperti yang dijelaskan dalam Persamaan. (19).

Karena kedua • OH dan HVB + yang oksidan yang kuat untuk polutan organik, degradasi fotokatalitik OG akan terhambat dalam kondisi kelebihan H2O2. Selanjutnya, H2O2 dapat teradsorbsi ke partikel TiO2 untuk memodifikasi permukaan mereka dan kemudian menurunkan aktivitas katalitik.

Sekali lagi, panjang gelombang dan intensitas sumber cahaya mempengaruhi kinerja H2O2 sebagai zat pengoksidasi degradasi fotokatalitik polutan organik. Hal ini juga ditunjukkan oleh Sun et al. Temuan mereka menunjukkan bahwa dosis optimal H2O2 untuk fotodegradasi OG bawah sinar matahari adalah 5.0 mM / l, sementara di bawah cahaya tampak adalah 15,0 mM / l.

Dalam rangka meningkatkan kinerja dari reaksi fotokatalitik Bi3 + didoping TiO2, Rengaraj dan Li, digunakan asam format dengan sederhana satu-karbon struktur molekul sebagai pemulung lubang untuk menyelidiki efeknya pada reduksi nitrat. Oksidasi asam format menjadi karbon dioksida sangat mudah dan melibatkan produk setengah minimal. Juga, asam format mampu membentuk mengurangi radikal, yang dapat membantu dalam reaksi reduksi. Rengaraj dan Li menegaskan fromtheir studi yang tanpa menggunakan lubang pemulung korban (asam format), therewas tidak ada aktivitas katalitik baik TiO2 atau Bi3 + -TiO2 dalam larutan nitrat. Mereka juga sepakat bahwa ada dosis optimal dari pemulung yang harus digunakan untuk fotodegradasi nitrat dalam reaksi spesifik dipertimbangkan.

Menempatkan semua bersama-sama, ada kebutuhan untuk mempertimbangkan efek dari zat pengoksidasi dalam degradasi fotokatalitik pewarna tekstil.

2.3. Efek Pengisian Katalis Pada Degradasi Fotokatalitik Pewarna Di Air Limbah

Efek dari katalis loading pada degradasi fotokatalitik pewarna di air limbah telah dipelajari. Konstantinou dan Albanis, dalam tinjauan mereka TiO2-dibantu degradasi fotokatalitik azo dyes dalam larutan air melaporkan bahwa dalam sistem reaktor, tarif awal yang ditemukan berbanding lurus dengan konsentrasi katalis, yang menunjukkan rezim heterogen. Mereka lebih lanjut mengamati bahwa ada batas konsentrasi katalis yang harus digunakan untuk fotodegradasi polutan tertentu dalam air limbah, di atas yang tingkat photocatalysis bahkan akan menurun. Hal ini sesuai dengan laporan terbaru. Konstantinou dan Albanis juga melaporkan tingkat degradasi ditingkatkan untuk katalis optimal memuat hingga 0,4-0,5 g / l. Hal ini tampaknya bervariasi dari laporan terbaru sebagai shownin Tabel 2, meskipun salah satu dari laporan setuju dengan laporan mereka.

Alasan umumnya maju untuk ini adalah bahwa peningkatan jumlah katalis meningkatkan jumlah situs aktif pada permukaan fotokatalis, yang pada gilirannya meningkatkan jumlah hidroksil dan superoksida radikal. Sekali lagi, ketika konsentrasi katalis meningkatkan atas nilai optimum, laju degradasi menurun karena intersepsi cahaya oleh suspensi. Sun et al. menambahkan bahwa sebagai katalis berlebih mencegah iluminasi, • OH radikal, oksidan utama dalam sistem fotokatalitik menurun dan efisiensi degradasi berkurang sesuai. Selanjutnya, peningkatan konsentrasi katalis luar optimal dapat mengakibatkan aglomerasi partikel katalis, maka bagian dari permukaan katalis menjadi tidak tersedia untuk foton penyerapan, dan penurunan laju degradasi.

2.4. Efek Konten Dopan Pada Aktivitas Fotokatalitik Fotokatalis

Dopan isi pada aktivitas fotokatalitik fotokatalis telah diselidiki. Hasil Bouras dkk. mengungkapkan bahwa degradasi fotokatalitik Dasar Biru 41 pewarna bawah sinar UV yang lebih disukai dengan adanya TiO2 murni, daripada di hadapan TiO2 Fe-doped. Penurunan terus menerus dalam degradasi persentase pewarna dari 80 menjadi sekitar 1 sebagai konten dopan meningkat from0 ke 30 di% Fewas diamati. Kecenderungan yang sama diamati untuk Cr-TiO2 dan Co-TiO2, meskipun di berbagai pengurangan%. Ini adalah pointer ke fakta bahwa logam transisi TiO2-doping kadang-kadang dapat merugikan degradasi fotokatalitik beberapa pewarna.

Di sisi lain, logam-TiO2-doping selalu menguntungkan untuk degradasi fotokatalitik pewarna di air limbah seperti yang digambarkan dalam Tabel 3, tapi untuk Bouras dkk. Dopan optimal, baik mol% atau% berat bervariasi dari katalis ke katalis. Tabel 3 menunjukkan pengaruh konten dopan pada aktivitas fotokatalitik fotokatalis; dan dari meja,% dopan optimum bervariasi 0,06-1,0 untuk degradasi pewarna dalam air limbah, dan 1,25-2,25 untuk produksi hidrogen. Setiap kenaikan lebih lanjut dalam konten dopan, mengerahkan efek negatif pada aktivitas fotokatalis. Liao et al. [81] menunjukkan bahwa ada rasio tertentu Zn ke Ti yang harus menghasilkan degradasi optimal metil oranye. Menggunakan dua surfaktan yang berbeda (natrium dodesil benzena sulfonat (DBS) dan natrium dodesil sulfonat (SDS)) rasio Zn / Ti 0,25 / 1,0 memberikan tarif reaksi tertinggi pada kalsinasi suhu 600, 700, dan 800 ° C. Zhiyong dkk. juga melaporkan tentang efek doping TiO2 dengan ZnSO4. Mereka mengamati bahwa ada banyak peningkatan dalam warna Orange II oleh doping TiO2 dengan mol berbeda% Zn. Laporan mereka juga menunjukkan bahwa tingkat doping setinggi 4mol% Zn tampaknya mempengaruhi luas permukaan TiO2 menghalangi penyerapan reaktan. Tingkat doping optimal tampaknya menjadi 2% mol Zn. Boron- dan cerium-codoped TiO2 juga telah dilaporkan. Isi dopan yang berbeda pada berbagai rasio juga diberikan efek yang berbeda pada aktivitas fotokatalitik dari fotokatalis siap. Dalam hal ini, isi doping terbaik adalah 1,6 dan 0,5% berat B dan Ce masing-masing.

Li dkk. Penjelasan ditawarkan untuk terus meningkatnya aktivitas fotokatalis dengan peningkatan kadar dopan hingga mencapai optimal. Satu, menggunakan logam alkali tanah, oksida logam (MO) diendapkan pada partikel TiO2 dapat membentuk lapisan ruang muatan, yang dapat memisahkan pasangan elektron-lubang photoinduced. Sebagai konsentrasi dopan meningkat, penghalang permukaan menjadi lebih tinggi dan pasangan elektron-lubang yang ada di Bali secara efisien dipisahkan oleh medan listrik yang besar. Dua, karena perbedaan elektron negatif antara Ti dan M, Ti-O-M dibentuk melalui M2 + memasuki shallowsurface TiO2 bisa mempromosikan biaya untuk mentransfer, mengakibatkan peningkatan aktivitas fotokatalitik. Tiga, doping ion

logam alkali tanah dapat menyebabkan deformasi kisi dan menghasilkan cacat dalam kristal. Cacat dapat menghambat rekombinasi pasangan elektron-lubang dan, akhirnya, meningkatkan aktivitas.

Ketika lebih, keberadaan dopan pada permukaan partikel TiO2 mengurangi area spesifik TiO2, menghambat adsorpsi reaktan dan dengan demikian, menghambat aktivitas fotokatalitik. Jumlah kelebihan dopan pada permukaan TiO2 terutama bisa menyaring TiO2 dari sinar UV dan menghambat elektron antar muka dan lubang untuk mentransfer, yang akan menghasilkan foto-aktivitas rendah. Di sisi lain, Xin et al. mengamati bahwa kekosongan oksigen berlebihan dan dopan (Cu) spesies dapat menjadi pusat rekombinasi elektron photoinduced dan lubang, dan bahwa P-jenis Cu2O berlebihan dapat menutupi permukaan TiO2, yang mengarah ke penurunan aktivitas fotokatalitik fotokatalis tersebut.

2.5. Pengaruh Suhu Kalsinasi Pada Aktivitas Fotokatalis

Tergantung pada metode penyusunan dan penggunaan akhir TiO2 atau didoping fotokatalis TiO2, suhu kalsinasi berpengaruh menonjol pada aktivitas fotokatalis dipersiapkan. Yu dkk. disiapkan katalis TiO2 nanopartikel didoping nitrogen-dan dianalisis aktivitas katalitik bawah cahaya tampak. Dalam pekerjaan mereka, pengaruh suhu kalsinasi pada degradasi fotokatalitik metilen biru (MB) di bawah radiasi UV diperiksa. Sampel TiO2 N-doped menjadi sasaran berbagai suhu kalsinasi mulai dari 300 sampai 700◦C. Hasil penyelidikan mereka mengungkapkan bahwa aktivitas fotokatalitik fotokatalis siap meningkat dengan peningkatan suhu dari 300 sampai 500◦C. Pada 500 ◦C, mencapai maksimum, karena kristalisasi lengkap anatase pada suhu ini. Namun, aktivitas katalitik dari TiO2 N-doped menurun dengan peningkatan lebih lanjut dari suhu kalsinasi from500 untuk 700 ° C. Ini juga ditemukan untuk konsisten dengan analisis TEM mereka, yang menunjukkan bahwa pada 600 ◦C dan di atas, campuran anatase dan rutil fase sampel dibentuk.

Pengaruh suhu kalsinasi pada aktivitas fotokatalitik Zn-TiO2 juga telah diteliti pada degradasi fotokatalitik Rhodamin B. Hasil penelitian mereka juga mengungkapkan bahwa aktivitas fotokatalitik Zn-TiO2 meningkat pesat dan optimal pada 500 ◦C sebagai suhu kalsinasi meningkat 300-500 ° C. Peningkatan lebih lanjut dalam suhu kalsinasi 500-900 ◦C mengakibatkan aktivitas fotokatalitik rendah dari katalis disiapkan. Alasan yang diberikan untuk ini adalah bahwa peningkatan suhu kalsinasi luar 500 ◦C dapat mempromosikan transformasi anatase untuk rutile, yang memiliki aktivitas fotokatalis sedikit. Dalam nada yang sama Zhiyong dkk. dianggap pengaruh suhu kalsinasi pada ZnSO4-TiO2 dilapisi Raschig cincin (RR) degradasi fotokatalitik Rhodamin B, dan Orange II. Dalam studi mereka, para temperaturewas kalsinasi tetap pada 500 ◦C, dan parameter bervariasi adalah waktu kalsinasi. Temuan mereka menunjukkan bahwa katalis dirawat di 500 ◦C dan 2 jam menyebabkan peningkatan terbaik selama perubahan warna Rhodamin B. Mereka pergi lebih lanjut untuk menganggap kecenderungan ini untuk difusi Zn-ion dalam kisi TiO2. Di sisi lain, perubahan warna Orange II dipercepat menggunakan fotokatalis dikalsinasi pada 500 ◦C selama 5 jam. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa ada efek mundur pada perubahan warna dari Orange II dengan ZnSO4-TiO2 / RR dikalsinasi pada 500 ◦C selama 7 jam. Ini, mereka juga dikaitkan dengan peningkatan kadar rutil dalam sampel TiO2, maka menurunkan aktivitas fotokatalitik katalis. Pada saat kalsinasi rendah (3 jam), tingkat perubahan warna Orange II adalah lebih rendah dari 5 jam. Oleh karena itu, waktu optimum dari penelitian mereka untuk kalsinasi ZnSO4-TiO2 / RR adalah 5 jam pada 500 ◦C

Sun dkk. juga mempelajari pengaruh suhu kalsinasi pada aktivitas fotokatalitik Sn (IV) / TiO2 / AC pada degradasi fotokatalitik dari Orange G. Hasil penelitian mereka menunjukkan bahwa aktivitas fotokatalitik katalis siap secara signifikan dipengaruhi oleh suhu kalsinasi dan bahwa; suhu kalsinasi optimal adalah 550 ° C. XRD mereka mengungkapkan bahwa sampel dikalsinasi pada 550 ◦C terkandung baik anatase dan rutile fase TiO2, yang dapat menjelaskan aktivitas fotokatalis yang lebih tinggi untuk degradasi OG. Hal ini tampaknya bertentangan dengan posisi Yu et al., Zhiyong dkk. dan Liu et al. Namun demikian, pengaruh suhu kalsinasi pada aktivitas fotokatalitik katalis tergantung pada penggunaan akhir katalis. Contoh Chen et al., Di mana mereka siap K + -doped TiO2 fotokatalis adalah contoh khas ini. Dalam penyelidikan mereka, pengaruh suhu kalsinasi pada area permukaan, volume pori dan pori ukuran, bersama-sama dengan dampaknya pada degradasi fotokatalitik pewarna Everdirect Supra Biru BRL dipelajari. Hasil efek pada suhu kalsinasi pada bidang permukaan, pori volume dan ukuran pori disajikan pada Tabel 4. Lima sampel typeswere dipertimbangkan dalam studi mereka - 0, 4,6, 6,7, 9,0 dan 14,3% fraksi mol K + didoping ke TiO2 dan ditunjuk sebagai TiO2, K1, K2, K3, dan K4 masing-masing. Hasil penelitian mereka pada pengaruh suhu kalsinasi, pada degradasi RBL menunjukkan bahwa sampel K1 terdegradasi pada tingkat yang lebih cepat daripada yang lain, dan suhu kalsinasi optimum adalah 973K (700 ◦C).

3. Metode Preparasi Fotokatalis Berbasis TiO2

Banyak metode telah dilaporkan untuk produksi TiO2 nanopowders seperti larutan kimia dekomposisi (CSD), dekomposisi uap kimia, dua langkah metode kimia basah, sol-gel, iradiasi ultrasonik, etanol termal dan hidrotermal. TiO2 yang paling banyak digunakan di photocatalysis komersial Degussa P25 diproduksi oleh hidrolisis nyala dari TiCl4 pada suhu lebih besar dari 1200 ◦C dengan adanya hidrogen dan oksigen. Literatur terbaru mengungkapkan bahwa sol-gel adalah metode yang paling umum digunakan untuk pembuatan fotokatalis apakah hanya TiO2 TiO2 atau didoping. Keuntungan dari metode ini (metode kimia basah, yang meliputi sol-gel) adalah bahwa mereka memfasilitasi sintesis nanometer berukuran bubuk TiO2 mengkristal kemurnian tinggi pada suhu yang relatif rendah. Peneliti lain menggunakan metode modifikasi sol-gel, metode dibantu sol-gel ultrasonik, metode aerogel, metode yang sama untuk sol-gel, sol-gel dan dekomposisi foto-reduktif, curah hujan, dua langkah metode kimia basah, dan curah hujan suhu yang sangat rendah.

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

Berbagai parameter operasional mempengaruhi efektivitas atau activitiesof fotokatalis berbasis TiO2. Oleh karena itu perlu untuk mempelajari sifat sampel yang akan terdegradasi, karena hal ini akan memberikan petunjuk pada jenis fotokatalis untuk digunakan dalam degradasi. Beberapa pewarna reaktif terdegradasi pada pH yang lebih tinggi, sementara yang lain pada pH rendah; maka dalam degradasi fotokatalitik pewarna di air limbah, reaksi harus dilakukan pada pH yang tepat. Oksidator, suhu kalsinasi dan beban katalis ditemukan untuk menggunakan pengaruh mereka masing-masing pada degradasi fotokatalitik pewarna apapun. Oleh karena itu, belajar secara efektif, degradasi fotokatalitik pewarna apapun semua parameter tersebut harus diberikan karena pertimbangan. Hal ini juga menemukan bahwa banyak metode yang digunakan dalam penyusunan fotokatalis berbasis TiO2. Namun demikian, metode sol-gel banyak digunakan karena metode ini memfasilitasi sintesis nanometer berukuran bubuk kristal TiO2-'based katalis 'kemurnian tinggi pada suhu yang relatif rendah.

Pengakuan

Para penulis mengakui hibah penelitian yang disediakan oleh Universiti Sains Malaysia di bawah RU Hibah (RU Hibah No: 814005) yang mengakibatkan artikel ini.

Daftar Pustaka

[1] P. Borker, A.V. Salker, Photocatalytic degradation of textile azo dye over

Ce1−xSnxO2 series, Mater. Sci. Eng. B 133 (2006) 55–60.

[2] H.M. Coleman, B.R. Eggins, J.A. Byrne, F.L. Palmer, E. King, Photocataytic degradation

of 17-ˇ-oestradiol on immobilized TiO2, Appl. Catal. B: Environ. 24

(2000) L1–L5.

[3] C.S. Hong, Y.Wang, B. Bush, Kinetics and products of the TiO2, photocatalytic

degradation of 2-chlorobiphenyl inwater, Chemosphere 36 (1998) 1653–1667.

[4] Y. Ohko, I. Ando, C. Niwa, T. Tatsuma, T. Yamamura, T. Nakashima, Y. Kubota, A.

Fujishima, Degradation of bisphenolAinwater by TiO2 photocatalyst, Environ.

Sci. Technol. 35 (2001) 2365–2368.

[5] Y. Wang, C. Hong, TiO2-mediated photomineralization of 2-chlorobiphenyl:

the role of O2,Water Res. 34 (2000) 2791–2797.

[6] I.K.Konstantinou, T.A. Albanis, TiO2-assisted photocatalytic degradation of azo

dyes in aqueous solution: kinetic and mechanistic investigations—A review,

Appl. Catal. B: Environ. 49 (2004) 1–14.

[7] H. Zollinger (Ed.), Color Chemistry: Synthesis, Properties and Applications of

Organic Dyes and Pigments, 2nd revised ed., VCH, 1991.

[8] A.G.S. Prado, L.B. Bolzon, C.P. Pedroso, A.O. Moura, L.L. Costa,Nb2O5 as efficient

and recyclable photocatalyst for indigo carmine degradation, Appl. Catal. B:

Environ. 82 (2008) 219–224.

[9] W.Z. Tang, H. An, UV/TiO2 photocatalytic oxidation of commercial dyes in

aqueous solutions, Chemosphere 31 (1995) 4158–4170.

[10] O.J. Hao, H. Kim, P.C. Chiang, Decolorization of wastewater, Environ. Sci. Technol.

30 (2000) 449–502.

[11] M. Sleiman, D. Vildozo, C. Ferronato, J.-M. Chovelon, Photocatalytic degradation

of azo dye Metanil Yellow: optimization and kinetic modeling using a

chemometric approach, Appl. Catal. B: Environ. 77 (2007) 1–11.

[12] Y.M. Slokar, A.M.L. Marechal, Methods of decoloration of textile wastewaters,

Dyes Pigm. 37 (4) (1998) 335–356.

[13] W.G. Kuo, Decolorizing dye wastewater with Fenton’s reagent,Water Res. 26

(1992) 881–886.

[14] N.H. Ince, D.T. Gonenc, Treatability of a textile azo dye by UV/H2O2, Environ.

Technol. 18 (1997) 179.

[15] E. Forgacs, T. Cserhati, G. Oros, Removal of synthetic dyes from wastewaters:

a review, Environ. Int. 30 (2004) 953–971.

[16] I. Arslan,A.I. Balcioglu,Advancedoxidate of rawand biotreatedtextile industry

wastewater with O3, H2O2/UV-C and their sequential application, J. Chem.

Technol. Biotechnol. 76 (2001) 53–60.

[17] S. Chakrabarti, B.K. Dutta, Photocatalytic degradation of model textile dyes

in wastewater using ZnO as semiconductor catalyst, J. Hazard. Mater. B112

(2004) 269–278.

[18] M.P. Reddy, A. Venugopal, M. Subrahmanyam, Hydroxyapatite photocatalytic

degradation of calmagite (an azo dye) in aqueous suspension, Appl. Catal. B:

Environ. 69 (2007) 164–170.

[19] M. Saquiba, M.A. Tariqa, M. Faisala, M. Muneer, Photocatalytic degradation

of two selected dye derivatives in aqueous suspensions of titanium dioxide,

Desalination 219 (2008) 301–311.

[20] C.G. Silva, W. Wang, J.L. Faria, Photocatalytic and photochemical degradation

of mono-, di- and tri-azo dyes in aqueous solution under UV irradiation, J.

Photochem. Photobiol. A: Chem. 181 (2006) 314–324.

[21] M. Stylidi, D.I. Kondarides, X.E. Verykios, Visible light-induced photocatalytic

degradation of Acid Orange 7 in aqueous TiO2 suspensions, Appl. Catal. B:

Environ. 47 (2004) 189–201.

[22] C. Su, B.Y. Hong, C.M. Tseng, Sol–gel preparation and photocatalysis of titanium

dioxide, Catal. Today 96 (2004) 119–126.

[23] J. Sun, X. Wang, J. Sun, R. Sun, S. Sun, L. Qiao, Photocatalytic degradation and

kinetics of Orange G using nano-sized Sn(IV)/TiO2/AC photocatalyst, J. Mol.

Catal. A: Chem. 260 (2006) 241–246.

[24] J. Madhavan, P. Maruthamuthu, S. Murugesan, S. Anandan, Kinetic studies

on visible light-assisted degradation of acid red 88 in presence of metal-ion

coupled oxone reagent, Appl. Catal. B: Environ. 83 (2008) 8–14.

[25] A. Mills, L. Hunte, An overviewof semiconductor photocatalysis, J. Photochem.

Photobiol. A: Chem. 108 (1997) 1–35.

[26] O. Carp, C.L. Huisman,A. Reller, Photoinduced reactivity of titanium oxide photoinduced

reactivity of titanium oxide, Solid State Chem. 32 (2004) 33–177.

[27] U.I. Gaya, A.H. Abdullah, Heterogeneous photocatalytic degradation of organic

contaminants over titanium dioxide: a review of fundamentals, progress and

problems, J. Photochem. Photobiol. C: Photochem. Rev. 9 (2008) 1–12.

[28] M.R. Hoffmann, S.T.Martin,W. Choi, D.W. Bahenemann, Environmental application

of semiconductor photocatalysis, Chem. Rev. 95 (1995) 69–96.

[29] W.Z. Tang, H. An, Photocatalytic degradation kinetics and mechanism of acid

blue 40 by TiO2/UV in aqueous solution, Chemosphere 31 (1995) 4171–4183.

[30] T.V. Gerven, G. Mul, J. Moulijn, A. Stankiewicz, A review of intensification of

photocatalytic processes, Chem. Eng. Proc. 46 (2007) 781–789.

[31] L.P. Gianluca, A. Bono, D. Krishnaiah, J.G. Collin, Preparation of titanium dioxide

photocatalyst loaded onto activated carbon support using chemical vapor

decomposition: a review paper, J. Hazard. Mater. 157 (2–3) (2008) 209–

219.

[32] G. Meacock, K.D.A. Taylor,M. Knowles, A. Himonides, The improved whitening

of minced cod flesh using dispersed titanium dioxide, J. Sci. Food Agric. 73 (2)

(1997) 221–225.

[33] M.A. Aramendia, A. Marinas, J.M. Marinas, J.M. Moreno, F.J. Urbano, Photocatalytic

degradation of herbicide fluroxypyr in aqueous suspension of TiO2,

Catal. Today 101 (3–4) (2005) 187–193.

[34] C. Guillard, H. Lachheb, A. Houas, M. Ksibi, E. Elaloui, J.M. Hermann, Influence

of chemical structure of dye, of pH and of inorganic salts on their photocatalytic

degradation by TiO2 comparison of the efficiency of powder and

supported TiO2, J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 158 (2003) 27–36.

[35] S. Malato, J. Blanco, A. Compos, J. Caceres, C. Guillard, J.M. Herrmann, A.R.

Fernandez-Alba, Effect of operating parameters on the testing of new industrial

titania catalysts at solar pilot plant scale, Appl. Catal. B: Environ. 42 (4)

(2003) 349–357.

[36] P. Pichat, Chemical degradation methods for wastes and pollutants: environmental

and industrial applications, Marcel Dekker Inc., NewYork, Basel, 2003,

pp. 77–119.

[37] A. Fujishima, T.N. Rao, D.A. Tryk, Titanium dioxide photocatalysis, J. Photochem.

Photobiol. C: Photochem. Rev. 1 (2000) 1–21.

[38] L.-C. Chen, C.-M. Huang, F.-R. Tsai, Characterization and photocatalytic activity

of K+-doped TiO2 photo catalysts, J. Mol. Catal. A: Chem. 265 (2007) 133–

140.

[39] M. Huang, C. Xu, Z. Wu, Y. Huang, J. Lin, J. Wu, Photocatalytic discolorization

of methyl orange solution by Pt modified TiO2 loaded on natural zeolite, Dyes

Pigm. 77 (2008) 327–334.

[40] G.N. Kryukova, G.A. Zenkovets, A.A. Shutilov, M. Wilde, K. Guther, D. Fassler,

K. Richter, Structural peculiarities of TiO2 and Pt/TiO2 catalysts for the photocatalytic

oxidation of aqueous solution of Acid Orange 7 Dye upon ultraviolet

light, Appl. Catal. B: Environ. 71 (2007) 169–176.

[41] O. Ozcan, F. Yukruk, E.U. Akkaya, D. Uner, Dye sensitized artificial photosynthesis

in the gas phase over thin and thick TiO2 films under UV and visible

light irradiation, Appl. Catal. B: Environ. 71 (2007) 291–297.

[42] S.Rengaraj, X.Z. Li, P.A. Tanner, Z.F. Pan, G.K.H. Pang, Photocatalytic degradation

of methyl parathion—An endocrine disruptor by Bi3+-doped TiO2, J.Mol. Catal.

A: Chem. 247 (2006) 36–43.

[43] J. Sun, L. Qiao, S. Sun, G. Wang, Photocatalytic degradation of Orange G on

nitrogen-doped TiO2 catalysts under visible light and sunlight irradiation, J.

Hazard. Mater. 155 (2008) 312–319.

[44] C.-H. Wei, X.-H. Tang, J.-R. Liang, S. Tan, Preparation, characterization and

photocatalytic activity of boron- and cerium-codoped TiO2, J. Environ. Sci.

19 (2007) 90–96.

[45] H. Yu, X. Zheng, Z. Yin, F. Tao, B. Fang, K. Hou, Preparation of nitrogen-doped

TiO2 nanoparticle catalyst and its catalytic activity under visible light, Chin. J.

Chem. Eng. 15 (6) (2007) 802–807.

[46] Y. Zhiyong, M. Bensimon, V. Sarria, I. Stolitchnov, W. Jardim, D. Laub, E. Mielczarski,

J. Mielczarski, L. Kiwi-Minsker, J. Kiwi, ZnSO4–TiO2 doped catalyst

with higher activity in photocatalytic processes, Appl. Catal. B: Environ. 76

(2007) 185–195.

[47] Y. Zhiyong, H. Keppner, D. Laub, E. Mielczarski, J. Mielczarski, L. Kiwi-Minsker,

A. Renken, J. Kiwi, Photocatalytic discoloration ofMethyl Orange on innovative

parylene–TiO2 flexible thin films under simulated sunlight, Appl. Catal. B:

Environ. 79 (2008) 63–71.

[48] V. Krishna, D. Yanes,W. Imaram,A. Angerhofer, B.Koopman, B. Moudgil,Mechanism

of enhanced photocatalysis with polyhydroxy fullerenes, Appl. Catal. B:

Environ. 79 (2008) 376–381.

[49] M.A. Fox, M.T. Dulay, Heterogeneous photocatalysis, Chem. Rev. 93 (1993) 341.

[50] D.W. Bahnemann, J. Cunningham,M.A. Fox, E. Pelizzetti, P. Pichat, N. Serpone,

in: R.G. Zepp, G.R. Heltz, D.G. Crosby (Eds.), Aquatic Surface Photochemistry,

Lewis Publishers, Boca Raton, 1994, p. 261.

[51] S. Tunesi, M. Anderson, Influence of chemisorption on the photodecomposition

of salicylic acid and related compounds using suspended titania ceramic

membranes, J. Phys. Chem. 95 (1991) 3399–3405.

[52] M.S.T. Concalves, A.M.F. Oliveira-Campos, M.M.S. Pinto, P.M.S. Plasencia,

M.J.R.P. Queiroz, Photochemical treatment of solutions of azo dyes containing

TiO2, Chemosphere 39 (1991) 781.

[53] C. Guillard, J. Disdier, C. Monnet, J. Dussaud, S. Malato, J. Blanco, M.I. Maldonado,

J.M. Herrmann, Solar efficiency of a new deposited titania photocatalyst:

chlorophenol, pesticide and dye removal applications, Appl. Catal. B: Environ

46 (2) (2003) 319–332.

[54] L.B. Reutergarth, M. Iangpashuk, Photocatalytic decolorization of reactive azo

dye: a comparison between TiO2 and CdS photocatalysts, Chemosphere 35

(1997) 585–596.

[55] S. Sakthivel, B. Neppolian, M.V. Shankar, B. Arabindoo, M. Palanichamy, V.

Murugesan, Solar photocatalytic degradation of azo dye: comparison of photocatalytic

efficiency of ZnO and TiO2, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 77 (2003)

65.

[56] W. Baran, A. Makowski, W. Wardas, The effect of UV radiation absorption of

cationic and anionic dye solutions on their photocatalytic degradation in the

presence of TiO2, Dyes Pigm. 76 (2008) 226–230.

[57] K.-H.Wang, Y.-H. Hsieh, C.-H.Wu, C.-Y. Chang, The pH and anion effects on the

heterogeneous photocatalytic degradation of o-methylbenzoic acid in TiO2

aqueous suspension, Chemosphere 40 (2000) 389–394.

[58] W. Baran, A. Makowski, W. Wardas, The influence of FeCl3 on the photocatalytic

degradation of dissolved azo dyes in aqueous TiO2 suspensions,

Chemosphere 53 (2003) 87–95.

[59] I.A. Alaton, I.A. Balcioglu, Photochemical and heterogeneous photocatalytic

degradation ofwaste vinylsulphone dyes: a case study with hydrolyzed Reactive

Black 5, J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 141 (2001) 247–254.

[60] D. Grosse, N. Lewis, Handbook on Advanced Photochemical Oxidation

Processes, Center for Environmental Research Information, National Risk

Management Research Laboratory, Office of Research and Development, US,

EPA, Cincinati, USA, 1998.

[61] I. Poulios, I. Aetopoulou, Photocatalytic degradation of the textile dye Reactive

Orange 16 in the presence of TiO2 suspensions, Environ. Technol. 20 (1999)

479–487.

[62] I. Poulios, A. Avrans, E. Rekliti, A. Zouboulis, Photocatalytic oxidation of

Auramine O in the presence of semiconducting oxides, J. Chem. Biotechnol.

75 (2000) 205–212.

[63] H. Lachheb, E. Puzenat, A. Houas, M. Ksibi, E. Elaoui, G. Guillard, J.M. Hermann,

Photocatalytic degradation of various types of dyes (alizarin S, crecein Orange

G, methyl red, congo red, methylene blue) in water by UV-irradiated titania,

Appl. Catal. B: Environ. 39 (2002) 75–90.

[64] M. Stylidi, D.I. Kondarides, X.E. Verykios, Pathways of solar light-induced photocatalytic

degradation of azo dyes in aqueous TiO2 suspension, Appl. Catal.

B: Environ. 40 (2003) 271–286.

[65] Q. Xiao, J. Zhang, C. Xiao, X. Tan, Photocatalytic decolorization of methylene

blue over Zn1−xCoxO under visible light irradiation, Sci. Eng. B 142 (2007)

121–125.

[66] T. Zhang, T. Oyama, S. Horikoshi, H. Hidaka, J. Zhao, N. Serpone, Photocatalyzed

N-demethylation and degradation of methylene blue in titania dispersions

exposed to concentrated sunlight, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 73 (2002)

287–303.

[67] X. Chen, G. Gu, Study on synthesis of nanometer TiO2 crystal from organic

compound in liquid phase at normal pressure and low temperature, Chin. J.

Inorg. Chem. 18 (7) (2002) 749–752.

[68] V. Augugliaro, C. Baiocchi, A. Bianco-Prevot, E. Garcia-Lopez, V. Loddo, S.

Malato, G. Marci, L. Palmisano, M. Pazzi, E. Pramauro, Azo-dyes photocatalytic

degradation in aqueous suspension of TiO2 under solar irradiation, Chemosphere

49 (2002) 1223–1230.

[69] M. Saquib, M. Muneer, TiO2-mediated photocatalytic degradation of a triphenylmethane

dye (gentian violet), in aqueous suspensions, Dyes Pigm. 56

(2003) 37–49.

[70] H.M. Coleman, V. Vimonses, G. Leslie, R. Amal, Degradation of 1,4-dioxane

in water using TiO2 based photocatalytic and H2O2/UV processes, J. Hazard.

Mater. 146 (2007) 496–501.

[71] N.M. Mahmoodi, M. Arami, N.Y. Limaee, N.S. Tabrizi, Kinetics of heterogeneous

photocatalytic degradation of reactive dyes in an immobilized TiO2

photocatalytic reactor, J. Colloid Interf. Sci. 295 (2006) 159–164.

[72] K. Tanaka, T. Hisanaga, K. Harada, Efficient photocatalytic degradation of chloral

hydrate in aqueous semiconductor suspension, J. Photochem. Photobiol. A:

Chem. 48 (1989) 155–159.

[73] S. Rengaraj, X.Z. Li, Enhanced photocatalytic reduction reaction over Bi3+–TiO2

nanoparticles in presence of formic acid as a hole scavenger, Chemosphere 66

(2007) 930–939.

[74] M.A. Aguado, M.A. Anderson, Degradation of formic acid over semiconducting

membranes supported on glass: effects of structure and electronic doping, Sol.

Energy Mater. Sol. Cells 28 (1993) 345–361.

[75] S. Sanuki, T. Kojima, K. Arai, S. Nagaoka, H. Majima, Photocatalytic reduction

of selenate and selenite solutions using TiO2 powders, Metall. Mater. Trans. B

30 (1999) 15–20.

[76] M. Kaise, H. Nagai, K. Tokuhashi, S. Kondo, S. Nimura, O. Kikuchi, Electron spin

resonance studies of photocatalytic interface reactions of suspended M/TiO2

(M= Pt, Pd, Ir, Rh, Os, or Ru) with alcohol and acetic acid in aqueous media,

Langmuir 10 (1994) 1345–1347.

[77] S. Liu, J.-H. Yang, J.-H. Choy, Microporous SiO2-TiO2 nanosols pillared montmorillonite

for photocatalytic decomposition of methyl orange, J. Photochem.

Photobiol. A: Chem. 179 (2006) 75–80.

[78] P. Bouras, E. Stathatos, P. Lianos, Pure versus metal-ion-doped nanocrystalline

titania for photocatalysis, Appl. Catal. B: Environ. 73 (2007) 51–59.

[79] X. Ding, T. An, G. Li, S. Zhang, J. Chen, J. Yuan, H. Zhao, H. Chen, G. Sheng, J. Fu,

Preparation and characterization of hydrophobic TiO2 pillared clay: the effect

of acid hydrolysis catalyst and doped Pt amount on photocatalytic activity, J.

Colloid Interface Sci. 320 (2) (2008) 501–507.

[80] Y. Li, S. Peng, F. Jiang, G. Lu, S. Li, Effect of doping TiO2 with alkaline-earthmetal

ions on its photocatalytic activity, J. Serb. Chem. Soc. 72 (4) (2007) 393–402,

JSCS-3569.

[81] D.L. Liao, C.A. Badour, B.Q. Liao, Preparation of nanosized TiO2/ZnO composite

catalyst and its photocatalytic activity for degradation of methyl orange, J.

Photochem. Photobiol. A: Chem. 194 (2008) 11–19.

[82] S. Rengaraj, X.Z. Li, Photocatalytic degradation of bisphenol A as an endocrine

disruptor in aqueous suspension using Ag-TiO2 catalysts, Int. J. Environ. Pollut.

27 (1/2/3) (2006) 20–37.

[83] A.-W. Xu, Y. Gao, H.-Q. Liu, The preparation, characterization, and their photocatalytic

activities of rare-earth-doped TiO2 nano-particles, J. Catal. 207

(2002) 151–157.

[84] G. Liu, X. Zhang, Y. Xu, X. Niu, L. Zheng, X. Ding, The preparation of Zn2+-doped

TiO2 nanoparticles by sol–gel and solid phase reaction methods respectively

and their photocatalytic activities, Chemosphere 59 (2005) 1367–

1371.

[85] B. Xin, P.Wang, D. Ding, J. Liu, Z. Ren, H. Fu, Effect of surface species on Cu-TiO2

photocatalytic activity, Appl. Surf. Sci. 254 (2008) 2569–2574.

[86] T.K. Ghorai, D. Dhak, S.K. Biswas, S. Dalai, P. Pramanik, Photocatalytic oxidation

of organic dyes by nano-sizedmetal molybdate incorporated titanium dioxide

(MxMoxTi1−xO6) (M= Ni, Cu, Zn) photocatalysts, J. Mol. Catal. A: Chem. 273

(2007) 224–229.

[87] P. Babelon, A.S. Dequidt, H. Mostefa-Sba, S. Bourgeois, P. Sibillot, M. Sacilotti,

SEM and XPS studies of titanium dioxide thin films grown by MOCVD, Thin

Solid Films 322 (1998) 63–67.

[88] B.-H. Kim, J.-Y. Lee, Y.-H. Choa, M. Higuchi, N. Mizutani, Preparation of TiO2 thin

film by liquid spray mist CVD method, Mater. Sci. Eng. B107 (2004) 289–294.

[89] K. Okuyama, M. Shimada, T. Fujimoto, T. Maekawa, K. Nakaso, T. Seto, Effects

of preparation conditions on the characteristics of titanium dioxide particles

produced by a CVD method, J. Aerosol Sci. 29 (1) (1998) S907–S908.

[90] X. Zhang, M. Zhou, L. Lei, Preparation of anatase TiO2 supported on alumina by

different metal organic chemical vapor decomposition methods, Appl. Catal.

A: Gen. 282 (2005) 285–293.

[91] D.-E. Gu, B.-C. Yang, Y.-D. Hu, V and N co-doped nanocrystal anatase TiO2

photocatalysts with enhanced photocatalytic under visible light irradiation,

Catal. Commun. 9 (2008) 1472–1476.

[92] S. Bu, Z. Jin, X. Liu, T. Yin, Z. Cheng, Preparation of nanocrystalline TiO2

porous films from terpineol-ethanol-PEG system, J. Mater. Sci. 41 (7) (2006)

2067–2073.

[93] J.C. Colmenares, M.A. Aramendia, A. Marinas, J.M. Marinas, F.J. Urbano, Synthesis,

characterization and photocatalytic activity of different metal-doped

titania systems, Appl. Catal. A: Gen. 306 (2006) 120–127.

[94] R. Campostrini, M. Ischia, L. Palmisano, Pyrolysis study of sol–gel derived TiO2

powders. Part I. TiO2-anatase prepared by reacting titanium (IV) isopropoxide

with formic acid, J. Therm. Anal. Calorim. 71 (3) (2003) 997–1009.

[95] R. Campostrini, M. Ischia, L. Palmisano, Pyrolysis study of sol–gel derived TiO2

powders. Part II. TiO2-anatase prepared by reacting titanium (IV) isopropoxide

with oxalic acid, J. Therm. Anal. Calorim. 71 (3) (2003) 1011–1021.

[96] R. Campostrini, M. Ischia, L. Palmisano, Pyrolysis study of sol–gel derived TiO2

powders. Part III. TiO2-anatase prepared by reacting titanium (IV) isopropoxide

with acetic acid, J. Therm. Anal. Calorim. 75 (3) (2004) 13–24.

[97] R. Campostrini, M. Ischia, L. Palmisano, Pyrolysis study of sol–gel derived TiO2

powders. Part IV. TiO2-anatase prepared by hydrolysing titanium (IV) isopropoxide

without chelating agents, J. Therm. Anal. Calorim. 75 (1) (2004)

25–34.

[98] M. Crisan, A. Braileanu, M. Raileanu, M. Zaharescu, D. Crisan, N. Dragan, M.

Anastasescu, A. Ianculescu, I. Nitoi, V.E. Marinescu, S.M. Hodorogea, Sol–gel

S-doped TiO2 materials for environmental protection, J. Non-Cryst. Solids 354

(2008) 705–711.

[99] X. Fan, X. Chen, S. Zhu, Z. Li, T. Yu, J. Ye, Z. Zou, The structural, physical and

photocatalytic properties of the mesoporous Cr-doped TiO2, J. Mol. Catal. A:

Chem. 284 (2008) 155–160.

[100] V. Gombac, L.D. Rogatis, A. Gasparotto, G. Vicario, T. Montini, D. Barreca, G.

Balducci, P. Fornasiero, E. Tondello, M. Graziani, TiO2 nanopowders dopedwith

boron and nitrogen for photocatalytic applications, Chem. Phys. 339 (2007)

111–123.

[101] X.Z. Li, F.B. Li, C.L. Yang, W.K. Ge, Photocatalytic activity of WOx-TiO2 under

visible light irradiation, J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 141 (2001) 209–217.

[102] Y. Li, T.J. White, S.H. Lim, Low-temperature synthesis and microstructural control

of titania nano-particles, J. Solid State Chem. 177 (4–5) (2004) 1372–1381.

[103] A. Peng, E. Xie, C. Jia, R. Jiang, H. Lin, Photoluminescence properties of TiO2:

Eu3

+ thin films deposited on different substrates, Mater. Lett. 59 (29–30)

(2005) 3866–3869.

[104] M. Saif, M.S.A. Abdel-Mottaleb, Titanium dioxide nanomaterial doped with

trivalent lanthanide ions of Tb, Eu and Sm: preparation, characterization and

potential applications, Inorg. Chim. Acta 360 (2007) 2863–2874.

[105] J.-W. Shi, J.-T. Zheng, Y. Hu, Y.-C. Zhao, Influence of Fe3+ and Ho3+ co-doping on

the photo catalytic activity of TiO2, Meter. Chem. Phys. 106 (2007) 247–249.

[106] S. Sivakumar, P.P. Krishna, P. Makundan, K.G.K. Warrier, Sol–gel synthesis of

nanosized anatase from titanyl sulfate, Mater. Lett. 57 (2) (2002) 330–335.

[107] S. Srinivasan, S.J. Wade, E.K. Stefanakos, Y. Goswami, Synergistic effects of

sulfation and co-doping on the visible light photocatalysis of TiO2, J. Alloys

Compd. 424 (2006) 322–326.

[108] M. Stir, R. Nicula, E. Burkel, Pressure-temperature phase diagrams of pure and

Ag-doped nanocrystalline TiO2 photo catalyst, J. Eur. Ceram. Soc. 26 (2006)

1547–1553.

[109] S.S.Watson, D. Beydoun, J.A. Scott, R. Amal, The effect of preparation method

on the photoactivity of crystalline titanium dioxide particles, Chem. Eng. J. 95

(1) (2003) 213–220.

[110] K.Wilke, H.D. Breuer, The influence of transition metal doping on the physical

and photo catalytic properties of titania, J. Photochem. Photobiol. A: Chem.

121 (1999) (1999) 49–53.

[111] W.Xu,W. Hu, M. Li, C.Wen, Sol–gel derived hydroxyapatite/titania biocoatings

on titanium substrate, Mater. Lett. 60 (13–14) (2006) 1575–1578.

[112] Y. Yang, X.-J. Li, J.-T. Chen, L.-Y. Wang, Effect of doping mode on the photocatalytic

activities of Mo/TiO2, J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 163 (2004)

517–522.

[113] A. Zaleska, J.W. Sobczak, E. Grabowska, J. Hupka, Preparation and photocatalytic

activity of boron-modified TiO2 under UV and visible light, Appl. Catal.

B: Environ. 78 (2008) 92–100.

[114] X. Zhang, Q. Liu, Preparation and characterization of titania photo catalyst

co-doped with boron, nickel, and cerium, Mater. Lett. 62 (2008) 2589–2592.

[115] F. Peng, L. Cai, L. Huang, H. Yu, H. Wang, Preparation of nitrogen-doped

titanium dioxide with visible-light photocatalytic activity using a facile

hydrothermal method, J. Phys. Chem. Solids 69 (7) (2008) 1657–1664.

[116] F. Peng, L. Cai, L. Huang, H. Yu, H. Wang, Synthesis and characterization of

substitutional and interstitial nitrogen-doped titanium dioxides with visible

light photocatalytic activity, J. Solid State Chem. 181 (2008) 130–136.

[117] X. Feng, Q.Wang, G.Wang, F. Qiu, Preparation of nano-TiO2 by ethanol-thermal

method and its catalytic performance for synthesis of dibutyl carbonate by

transesterification, Chin. J. Catal. 27 (3) (2006) 195–196.

[118] F. Wang, Z. Shi, F. Gong, J. Jiu, M. Adachi, Morphology control of anatase TiO2

by surfactant-assisted hydrothermal method, Chin. J. Chem. Eng. 15 (5) (2007)

754–759.

[119] W. Zhiyu, C. Haifeng, T. Peisong, M.Weiping, Z. Fuan, Q. Guodong, F. Xianping,

Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. 289 (2006) 207–211.

[120] J. Zhu, Z. Deng, F. Chen, J. Zhang, H. Chen, M. Anpo, J. Huang, L. Zhang,

Hydrothermal doping method for preparation of Cr3+-TiO2 photocatalysts

with concentration gradient distribution of Cr3+, Appl. Catal. B: Environ. 62

(2006) 329–335.

[121] M. Bettinelli, V. Dallacasa, D. Falcomer, P. Fornasiero, V. Gombac, T. Montini,

L. Romano, A. Speghini, Photocatalytic activity of TiO2 doped with boron and

vanadium, J. Hazard. Mater. 146 (2007) 529–534.

[122] C. Liu, X. Tanga, C. Moa, Z. Qiang, Characterization and activity of visible-lightdriven

TiO2 photocatalyst co-doped with nitrogen and cerium, J. Solid State

Chem. 181 (4) (2008) 913–919.

[123] T. Horikawa, M. Katoh, T. Tomida, Preparation and characterization of

nitrogen-doped mesoporous titania with high specific surface area, Microporous

Mesoporous Mater. 110 (2008) 397–404.

[124] A.-C. Lee, R.-H. Lin, C.-Y. Yang, M.-H. Lin,W.-Y.Wang, Preparations and characterization

of novel photocatalysts with mesoporous titanium dioxide (TiO2)

via a sol–gel method, Mater. Chem. Phys. 109 (2–3) (2007) 275–280.

[125] M.S. Jeon,W.S. Yoon, H. Joo, T.K. Lee, H. Lee, Preparation and characterization of

a nano-sized Mo/Ti mixed photocatalyst, Appl. Surf. Sci. 165 (2000) 209–216.