PREPARASI NANOKOMPOSIT Fe3O4/SiO2/TiO2-Cu SEBAGAI FOTOKATALIS UNTUK DEGRADASI BIRU METILENA (MB) DI BAWAH RADIASI SINAR TAMPAK

MUH. MIQDAM MUSAWWA, Dr. Eko Sri Kunarti

2016 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Preparasi fotokatalis Fe3O4/SiO2/TiO2-Cu dan uji aktivitasnya untuk degradasi MB telah dilakukan. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengevaluasi peranan dopan Cu dalam menggeser serapan cahaya fotokatalis menuju daerah sinar tampak serta peranan magnetit (Fe3O4) terhadap proses pemisahan fotokatalis dari medium air. Proses preparasi fotokatalis Fe3O4/SiO2/TiO2-Cu dalam penelitian ini meliputi beberapa tahap, pertama preparasi Fe3O4 dilakukan mengunakan metode sono-kopresipitasi, kedua, pelapisan SiO2 pada Fe3O4 dilakukan dengan metode sol gel dengan tetraetilortosilikat (TEOS) sebagai prekusor dan ketiga�¸ pelapisan TiO2-Cu pada Fe3O4/SiO2 dikerjakan dengan metode sol gel dengan mencampurkan titanium(IV)isopropoksida (TTIP) dan garam CuSO4 dengan variasi konsentrasi 1, 2, 3% mol/mol dalam campuran heterogen Fe3O4/SiO2 terdispersi. Fotokatalis dikarakterisasi dengan SR-UV, XRD, FTIR, TEM, SEM-EDX, VSM dan diuji aktivitasnya untuk mendegradasi zat warna MB pada radiasi sinar tampak. Berdasarkan hasil XRD, penambahan dopan Cu pada fotokatalis mengakibatkan terjadinya penurunan intensitas puncak anatase. Hasil SR-UV menunjukkan semua material fotokatalis Fe3O4/SiO2/TiO2-Cu variasi konsentrasi Cu mengalami pergeseran serapan ke daerah sinar tampak dengan energi celah pita (Eg) paling kecil dimiliki oleh fotokatalis dengan konsentrasi dopan Cu 1% yaitu 3,03 eV. Ion Cu2+ yang masuk ke dalam TiO2 dibuktikan dengan terdeteksinya Cu pada hasil SEM EDX. Hasil TEM menunjukkan bahwa fotokatalis Fe3O4/SiO2/TiO2-Cu memiliki ukuran 28 nm. Kekuatan magnet fotokatalis yang diperoleh dari hasil karakterisasi VSM sebesar 6,98 emu g-1. Hasil uji degradasi MB menunjukkan material Fe3O4/SiO2/TiO2-Cu 1% memiliki aktivitas paling baik pada radiasi sinar tampak (92,67%). Fotokatalis dapat digunakan berulang sampai dengan 4x pengulangan. Secara keseluruhan, reaksi fotodegradasi MB mengikuti kinetika orde kedua semu Ho dan McKay baik di bawah radiasi sinar tampak maupun sinar UV

Preparation of Fe3O4/SiO2/TiO2-Cu nanocomposite and its testing as a photocatalyst for MB degradation have been investigated. The aims of this research are to evaluate the role of Cu dopant for enhancing visible light absorption of photocatalyst and the role of magnetite (Fe3O4) in separating photocatalyst from water. The preparation of Fe3O4/SiO2/TiO2-Cu photocatalyst is following three steps: first, Fe3O4 has been prepared by sono-coprecipitation method, second, coating SiO2 on the Fe3O4�s surface through sol gel method with tetraethylorthosilicate (TEOS) as Si precussor and third, coating of TiO2-Cu onto Fe3O4/SiO2 has been carried out by sol gel method through mixing titanium(IV)isopropoxide (TTIP) with CuSO4 at mol ratio 1-3% in the heterogen mixture system of Fe3O4/SiO2. The photocatalysts were characterized by using FTIR, XRD, TEM, SEM-EDX, SR-UV and VSM. The photoactivity of materials were also examined for MB degradation under visible light radiation. Based on XRD results, addition Cu dopan to the photocatalyst caused decreasing of anatase intensity peaks. SR-UV results showed that light absorption of Fe3O4/SiO2/TiO2-Cu photocatalysts with various concentrations of Cu were shifted to visible light region with the smallest band gap energy (Eg) of 3,03 eV which obtained by dopan 1%. Cu2+ ion has been successfully doped into TiO2 that confirmed by the detection of Cu on the SEM EDX. TEM results showed that the particle size of Fe3O4/SiO2/TiO2-Cu was 28 nm. Magnetic moment of photocatalyst obtained by VSM characterization was 6.98 emu g-1. The photocatalyst has the ability to photodegradate MB with precentage yield 92.67 % under visible light radiation. The photocatalyst was also able to be reused as many 4x. The photodegradation of MB by the photocatalyst in this research followed type of Ho and McKay pseudo second orde kinetics under visible light and UV light radiation.

Kata Kunci : photocatalyst, TiO2-Cu, Fe3O4, methylene blue