Sintesis Nanokomposit Fe3O4/SiO2/TiO2-PANI dan Aplikasinya untuk Fotoreduksi [AuCl4]-

NURFIKA RAMDANI, Dr. Eko Sri Kunarti,M.Si; Dr. Indriana Kartini,M.Si

2016 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Sintesis nanokomposit Fe3O4/SiO2/TiO2-PANI dan aplikasinya untuk fotoreduksi [AuCl4]- telah dilakukan. Penelitian diawali dengan sintesis magnetit (Fe3O4) melalui metode kopresipitasi dan sonikasi, diikuti dengan pelapisan silika melalui metode sol-gel, kemudian pelapisan TiO2 melalui metode sol-gel, dan dilanjutkan dengan polimerisasi anilin secara in situ menggunakan oksidator ammonium peroksodisulfat (APS). Hasil sintesis dikarakterisasi dengan difraktometer sinar-X, spektrofotometer infra merah, mikroskop elektron transmisi, scanning electron microscope-energy dispersive X-ray, vibrating sample magnetometer, dan spektrofotometer reflektansi spekular UV-Vis (SR UV-Vis). Uji aktivitas fotokatalis nanokomposit Fe3O4/SiO2/TiO2-PANI dilakukan dengan mencampur larutan [AuCl4]- dengan fotokatalis menggunakan sistem batch pada pH 5 dalam reaktor tertutup yang dilengkapi dengan lampu UV dan lampu tampak. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa nanokomposit Fe3O4/SiO2/TiO2-PANI memiliki sifat magnet yang baik. Nanokomposit Fe3O4/SiO2/TiO2-PANI merupakan fotokatalis yang responsif terhadap sinar tampak dengan serapan tepi dari spektra SR UV-Vis pada panjang gelombang 417 nm. Fotokatalisis dengan nanokomposit Fe3O4/SiO2/TiO2-PANI 5% memberikan aktivitas optimum baik pada sinar UV maupun sinar tampak. Studi kinetika fotoreduksi menunjukkan bahwa reaksi mengikuti model kinetika orde dua semu dengan nilai konstanta laju fotoreduksi masing-masing 0,0309 dan 0,0241 g mg-1 menit-1. Hasil karakterisasi dengan XRD dan TEM menunjukkan bahwa nanokomposit Fe3O4/SiO2/TiO2-PANI mampu mereduksi [AuCl4]- menjadi Au0 sebesar 55,49% di bawah sinar UV dan 58,18% di bawah sinar tampak.

Synthesis of Fe3O4/SiO2/TiO2-PANI nanocomposite and its application for photoreduction of [AuCl4]- have been investigated. The synthesis was initiated with the preparation of magnetite (Fe3O4) via coprecipitation and sonication methods, followed by coating of silica on the magnetite via sol-gel method, then coating of TiO2 on Fe3O4/SiO2 via sol-gel method, and in situ polymerization of aniline using ammonium peroxodisulfate (APS) as oxidator. The products were characterized by using X-ray difractometer, infrared spectrophotometer, transmission electron microscope, scanning electron microscope-energy dispersive X-ray, vibrating sample magnetometer, and specular reflectance UV-Vis (SR UV-Vis) spectrophotometer. Photoreactivity test of Fe3O4/SiO2/TiO2-PANI nanocomposite was conducted by mixing the photocatalyst and [AuCl4]- solution under batch systems at pH 5 in the closed reactor equipped with UV and visible lights. Results indicated that Fe3O4/SiO2/TiO2-PANI nanocomposite has a good magnetic characteristic. The Fe3O4/SiO2/TiO2-PANI nanocomposite was responsive toward visible light with the edge absorption of SR UV-Vis spectra on 417 nm. Photoreactivity of Fe3O4/SiO2/TiO2-PANI 5% nanocomposite showed optimum activity both under UV and visible lights. Kinetic study of its photoreduction shows that the reaction followed the pseudo-second order with rate constants of 0.0309 and 0.0241 g mg-1 minutes-1, under UV and visible lights, respectively. The XRD dan TEM characterization indicated that Fe3O4/SiO2/TiO2-PANI nanocomposite could reduce [AuCl4]- to Au0 55.49% under UV and 58.18% under visible lights.

Kata Kunci : TiO2, Fe3O4, polyaniline, [AuCl4]-, nanocomposite