SINTESIS METANOL MELALUI REAKSI REDUKSI FOTOKATALITIK CO2 TERKATALISIS NANOKOMPOSIT TiO2 TERMODIFIKASI Fe3O4 DAN Fe3O4/SiO2

ADYA RIZKY PRADIPTA, Dr. Eko Sri Kunarti, M.Si; Dr. Indriana Kartini, M.Si

2019 | Tesis | MAGISTER KIMIA

Sintesis metanol melalui reaksi reduksi fotokatalitik CO2 terkatalisis nanokomposit TiO2 termodifikasi Fe3O4 dan Fe3O4/SiO2 telah dilakukan dalam penelitian ini. Penelitian diawali dengan sintesis magnetit (Fe3O4) melalui kopresipitasi dan sonikasi, kemudian pelapisan silika dilakukan melalui reaksi hidrolisis. Pelapisan TiO2 dilakukan dengan proses sol-gel dengan penambahan seed TiO2 degusa, dan diikuti perlakuan termal pada suhu 500 °C. Hasil sintesis dikarakterisasi dengan Spektrofotometer Inframerah, X-Ray Diffractometer, Diffuse Reflectance UV-Visible Spectrophotometer, Vibrating Sample Magnetometer, Transmission Electron Microscope, Scanning Electron Microscope with Energy Dispersive X-Ray Spectrometer, dan Surface Area Analyzer. Uji aktivitas fotokatalis nanokomposit dilakukan terhadap reduksi fotokatalitik natrium bikarbonat sebagai sumber CO2 dan karakterisasi produk menggunakan Gas Chromatography-Mass Spectrometer. Fotokatalisis dilakukan dalam sistem batch dalam reaktor tertutup yang dilengkapi dengan lampu UV. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nanokomposit telah terbentuk dan nanokomposit telah memiliki sifat magnet dengan urutan kekuatan sifat magnet Fe3O4/SiO2/TiO2 < Fe3O4/TiO2 < Fe3O4. Nanokomposit Fe3O4/TiO2 dan Fe3O4/SiO2/TiO2 memberikan aktivitas reduksi fotokatalitik CO2 yang lebih baik dari TiO2 karena penambahan Fe3O4. dan penambahan material SiO2 meningkatkan konversi CO2 menjadi metanol dengan urutan TiO2, Fe3O4/TiO2, dan Fe3O4/SiO2/TiO2. Reaksi reduksi fotokatalitik optimum pada pH 6, dengan penambahan material fotokatalis optimum 1 mg/mL. Hasil reduksi fotokatalitik CO2 terkatalisis TiO2, Fe3O4/TiO2, dan Fe3O4/SiO2/TiO2, adalah metanol dengan konsentrasi sebesar 13,79; 16,82; dan 26,83%.

Synthesis of methanol via photocatalytic reduction reaction of CO2 catalyzed by TiO2 modified Fe3O4 and Fe3O4/SiO2 nanocomposite has been carried out. The synthesis of nanocomposites was firstly initiated by the synthesis of magnetite Fe3O4 through coprecipitation and sonication system, then coated with SiO2 via hydrolysis reaction, the TiO2 coating using sol-gel process with the addition of TiO2 degussa seed, followed by thermal treatment at 500 °C. The products were characterized using an infrared spectrophotometer, X-Ray Diffractometer, Diffuse Reflectance UV-Visible Spectrophotometer, Vibrating Sample Magnetometer, Transmission Electron Microscope, Scanning Electron Microscope with Energy Dispersive X-Ray Spectrometer, and Surface Area Analyzer. The photocatalytic activity test of nanocomposite was evaluated for photoreduction of CO2. The photoactivity test was conducted in a batch system using a closed reactor equipped with UV light. Product characterization was done by using the Gas Chromatography-Mass Spectrometer. The results showed that nanocomposites had been formed and nanocomposites had magnetic properties in the ordered of the strength of the magnetic properties of Fe3O4/SiO2/TiO2<Fe3O4/TiO2<Fe3O4. Fe3O4/TiO2 and Fe3O4/SiO2/TiO2 nanocomposites provide better CO2 photoreduction activity than TiO2 due to the addition of Fe3O4. The addition of SiO2 material increases CO2 conversion to methanol by the ordered of TiO2, Fe3O4/TiO2, and Fe3O4/SiO2/TiO2. The photocatalytic reduction reaction is optimum at pH 6, with the addition of optimum photocatalyst material of 1 mg/mL. The results of the reduction of CO2 photocatalytic catalyzed by TiO2, Fe3O4/TiO2, and Fe3O4/SiO2/TiO2, were methanol with a concentration of 13.79; 16.82; and 26.83%.

Kata Kunci : Fe3O4/SiO2/TiO2, Fe3O4/TiO2, reduksi langsung, bahan bakar metanol, fotokatalis