Sintesis Fe3O4/TiO2-Ag sebagai Fotokatalis untuk Reduksi Fotokatalitik Ion Cr(VI)

ARIFAH ASNUL FAUZI, Dra. Eko Sri Kunarti, M.Si., Ph. D.; Dr. Suyanta, M.Si.

2021 | Skripsi | S1 KIMIA

Sintesis Fe3O4/TiO2-Ag sebagai fotokatalis untuk reduksi fotokatalitik ion Cr(VI) telah dilakukan. Tujuan utama dari penelitian ini adalah melakukan sintesis fotokatalis TiO2 termodifikasi Fe3O4 dan terdoping Ag sebagai fotokatalis yang responsif terhadap sinar tampak dan UV serta memiliki sifat kemagnetan dan melakukan uji aktivitasnya untuk reduksi ion Cr(VI). Sintesis dilakukan secara bertahap yaitu sintesis Fe3O4 dilanjutkan dengan pelapisan TiO2 pada magnetit sehingga terbentuk material Fe3O4/TiO2. Modifikasi dilanjutkan dengan penambahan dopan nanopartikel perak (Ag) pada material tersebut sehingga terbentuk fotokatalis Fe3O4/TiO2-Ag. Material hasil sintesis dikarakterisasi dengan XRD, FT-IR, TEM, SEM-EDX, VSM dan SR UV-visibel. Uji aktivitas fotokatalis dilakukan pada reduksi fotokatalitik Cr(VI) dengan sistem batch dalam reaktor tertutup yang dilengkapi lampu UV dan tampak. Hasil reduksi fotokatalitik dianalisis menggunakan metode spektrofotometri UV-visibel. Hasil penelitian menunjukkan bahwa fotokatalis Fe3O4/TiO2-Ag berhasil disintesis. Hal ini didukung dengan data difraktogram yang mengindikasikan keberadaan puncak karakteristik Fe3O4 dan TiO2 anatase serta data spektra FT-IR yang menunjukkan adanya ikatan Ti-O-Ti. Keberhasilan doping nanopartikel Ag dilihat dari data SR UV-visibel berupa energi celah dari Fe3O4/TiO2-Ag 1%; 3%; 5% dan 7% yang berturut-turut adalah 2,73; 2,72; 2,50 dan 2,63 eV sehingga fotokatalis tersebut aktif di daerah sinar tampak. Uji aktivitas fotokatalis Fe3O4/TiO2-Ag menunjukkan bahwa reduksi fotokatalitik ion Cr(VI) berlangsung optimum pada pH 3 selama 120 menit, menggunakan 20 mg fotokatalis, dengan konsentrasi awal Cr(VI) 20 ppm, dengan hasil Cr(VI) yang tereduksisebesar 97,30% pada paparan sinar tampak dan 35,31% pada paparan sinar UV.

Synthesis of Fe3O4/TiO2-Ag as a photocatalyst for photocatalytic reduction of Cr(VI) ion has been conducted. The main objective of this research was to synthesize of TiO2 modified by Fe3O4 and doped with Ag as photocatalyst that responsive to UV and visible light with magnetic properties, and to test its activity for reduction of Cr(VI) ions. The synthesis was carried out in some stages, namely the synthesis of Fe3O4 followed by coating of TiO2 on magnetite to form a Fe3O4/TiO2 material. The modification was continued by the addition of silver nanoparticles (Ag) dopant to form a Fe3O4/TiO2-Ag photocatalyst. The synthesized materials were characterized by XRD, FT-IR, TEM, SEM-EDX, VSM and SR UVvisible. The photocatalytic activity test was performed on the photocatalytic reduction of Cr(VI) with a batch system in a closed reactor equipped with visible and UV lamps. The results of photocatalytic reduction were analyzed using UVvisible spectrophotometry method. Results showed that the Fe3O4/TiO2-Ag photocatalyst was successfully synthesized. This is supported by diffractogram data which indicating the presence of characteristic peaks of Fe3O4 and TiO2 anatase as well as FT-IR spectral data which revealing the presence of Ti-O-Ti bonds. The success of Ag nanoparticle doping is seen from SR UV-visible data in the form of the band gap energy of Fe3O4/TiO2-Ag 1%; 3%; 5% and 7% are 2.73; 2.72; 2.50 and 2.63 eV, respectively, so that the photocatalyst are active in the visible light region. The activity test results of Fe3O4/TiO2-Ag photocatalyst showed that the optimum photocatalytic reduction of Cr(VI) ions was obtained at pH 3 for 120 minutes, using 20 mg photocatalyst, with an initial concentration of Cr(VI) was 20 ppm, with the reduced Cr(VI) yield were 97.30% and 35.31%, under visible and UV light exposure, respectively.

Kata Kunci : Fe3O4/TiO2-Ag, fotokatalis, ion Cr(VI), reduksi, sinar tampak