SYNTHESIS OF Fe3O4/SiO2/TiO2 NANOCOMPOSITE AS PHOTOCATALYST IN CO2 INDIRECT REDUCTION TO PRODUCE METHANOL FUEL

YUDHA RAMANDA, Dr. Eko Sri Kunarti, M.Si.; Prof. Dr.rer.nat. Nuryono, MS

2017 | Skripsi | S1 KIMIA

Sintesis nanokomposit Fe3O4/SiO2/TiO2 sebagai fotokatalis dalam reduksi tidak langsung CO2 telah dilakukan. Sintesis magnetit dilakukan melalui metode sono-kopresipitasi dengan penambahan capping agent. Magnetit telah dilapisi dengan SiO2 dan dideposisi dengan TiO2 melalui metode sol-gel di bawah paparan radiasi ultrasonik. Semua produk telah dikarakterisasi dengan difraksi sinar X (XRD), spektroskopi infra merah transformasi Fourier (FT-IR), mikroskop transmisi electron (TEM) dan turbidimetri. Produk akhir juga dianalisis dengan reflektansi specular UV (SR-UV) dan mikroskop elektron scaning-spektroskopi pancaran energi X-ray (SEM-EDX). Produk dari reduksi tidak langsung telah dianalisis menggunakan kromatografi gas-spektroskopi massa (GC-MS). Komponen nanokomposit telah dikonfirmasi dengan difraktogram XRD dan spektra FT-IR. Komponen tersebut adalah Fe3O4, SiO2, dan TiO2 fasa anatase. Citra TEM menunjukkan keberadaan nanokomposit dengan bentuk core-shell. Homogenitas komposisi komposit telah dikonfirmasi dengan paduan citra SEM dan analisis dengan pemetaan unsur EDX. Spektra SR-UV digunakan untuk menentukan energi celah pita dari fotokatalis dan memberikan hasil 3,22 eV. Turbidimetri digunakan untuk mengukur kemampuan diambil kembali dengan magnet dari produk akhir dan membandingkannya dengan produk lainnya. Kromatogram GC dari produk hasil reduksi tidak langsung menunjukkan empat fraksi utama. Spektra MS menunjukkan keempat fraksi utama tersebut adalah metanol, formaldehida, metil format, dan CO2. Hasil GC-MS menunjukkan reduksi tidak langsung CO2 memberikan persen konversi sebesar 73,91 % dan 55,01 % selektif terhadap metanol, komponen utama bahan bakar metanol.

Synthesis of Fe3O4/SiO2/TiO2 nanocomposite as photocatalyst in CO2 indirect reduction has been done. Magnetite (Fe3O4) was synthetized by sono-coprecipitation method with addition of capping agent. The magnetite was coated by SiO2 and deposited by TiO2 via sol-gel method under ultrasonic irradiation. All products were characterized by X-ray diffractometer (XRD), Fourier transform infra-red spectrophotometer (FT-IR), transmission electron microscope (TEM), and turbidimetry method. The final product was also analysed by specular reflectance UV-Visible (SR-UV) and scanning electron microscope � energy dispersive X-ray spectrometer (SEM-EDX). The product of indirect reduction was analysed by gas chromatography � mass spectrometer (GC-MS). The components of nanocomposite were confirmed by XRD diffraction patterns and FT-IR spectra. Those components were Fe3O4, SiO2, and anatase phase of TiO2. The TEM images revealed the presence of nanocomposite with core-shell structure. The homogeneity of nanocomposite composition was confirmed by SEM image and EDX elemental mapping. The SR-UV spectrum was used to determine band gap energy of the photocatalyst and it gave 3.22 eV as a result. Turbidimetry was aimed to ensure the magnetic recoverability of final product and compared it with the other products. The GC chromatogram of indirect reduction product indicated four major fractions. The MS spectra showed that four major fractions were methanol, formaldehyde, methyl methanoate, and CO2. GC-MS result revealed that CO2 indirect reduction gives 73.91 % conversion of CO2 and 55.01 % selective to methanol, the main component of methanol fuel.

Kata Kunci : Fe3O4/SiO2/TiO2, Indirect reduction, Methanol fuel, Nanocomposite, Photocatalyst