SINTESIS Fe3O4/TiO2-S SEBAGAI FOTOKATALIS PADA DEGRADASI NATRIUM 3,3'-([1,1'-BIFENIL]-4,4'-DIYL)BIS(4-NAFTILAMINA-1-SULFONAT) (KONGO MERAH)

EMERALDIA HALLISA PRAMESWARI, Dr. Eko Sri Kunarti, M.Si.

2019 | Skripsi | S1 KIMIA

Sintesis Fe3O4/TiO2-S sebagai fotokatalis pada degradasi natrium 3,3'-([1,1'-bifenil]-4,4'-diyl)bis(4-naftilamina-1-sulfonat (kongo merah) telah dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh Fe3O4/TiO2-S dengan cara sintesis dan melakukan karakterisasi material hasil sintesis, memahami penambahan sulfur terhadap karakter Fe3O4/TiO2-S sebagai fotokatalis, dan aktivitasnya sebagai fotokatalis degradasi zat warna kongo merah. Penelitian diawali dengan melakukan sintesis Fe3O4. Material Fe3O4 dilapisi dengan TiO2 dengan variasi rasio molar Fe/Ti 1:1, 1:3, 1:5, 1:10, 1:15, 3:1. 5:1, 10:1, dan 15:1. Material Fe3O4/TiO2 diuji ketertarikannya terhadap magnet. Material Fe3O4/TiO2-S disintesis dengan menggunakan rasio molar Fe/Ti optimum. Fotokatalis Fe3O4/TiO2-S disintesis dengan variasi rasio molar S/Ti 1, 2, 5, 10 dan 15%. Hasil sintesis dikarakterisasi dengan menggunakan spektrofotometer FT-IR, difraktometer sinar-X (XRD), spektrofotometer SR UV-Visible, Scanning Electron Microscope dengan Energy Dispersive X-ray (SEM-EDX) dan Transmission Electron Microscope (TEM). Aktivitas fotokatalitik TiO2, Fe3O4/TiO2, dan Fe3O4/TiO2-S diuji dalam proses degradasi zat warna kongo merah. Proses degradasi zat warna dilakukan pada pH dan waktu optimum pada paparan sinar ultraviolet dan sinar tampak. Larutan yang telah didegradasi dianalisis absorbansinya menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Fe3O4/TiO2-S berhasil disintesis dengan rasio Fe/Ti optimum 1:5. Material ini dapat dipisahkan dengan mudah menggunakan magnet eksternal. Nilai energi celah pita (Eg) Fe3O4/TiO2-S menurun seiring dengan meningkatnya rasio molar S/Ti hingga pada titik optimumnya yaitu sebesar 3,05 eV pada rasio molar S/Ti 10%. Fotokatalis Fe3O4/TiO2-S memiliki persen degradasi kongo merah sebesar 98,78% di bawah sinar ultraviolet dan 98,75% di bawah sinar tampak dengan massa fotokatalis 20 mg dan rasio molar S/Ti 10% pada larutan kongo merah dengan konsentrasi 20 ppm dan pH 5 dengan waktu penyinaran 90 menit .

Synthesis of Fe3O4/TiO2-S as photocatalyst on the degradation of sodium 3,3'-([1,1'-biphenyl]-4,4'-diyl)bis(4-aminonaphtalene-1-sulfonate) (congo red) has been done. The purposes of this research were to obtain Fe3O4/TiO2-S by synthesizing and characterize the synthesized material, study the effect of addition of sulfur to the character of Fe3O4/TiO2-S as photocatalyst, and the activity of Fe3O4/TiO2-S on congo red dye degradation. This research was initiated by synthesis of Fe3O4. The Fe3O4 was then coated by TiO2 with various Fe/Ti molar ratio of 1:1, 1:3, 1:5, 1:10, 1:15, 3:1. 5:1, 10:1, and 15:1. Attraction of Fe3O4/TiO2 to magnetic field was then examined. The optimum molar ratio of Fe/Ti was utilized for synthesizing Fe3O4/TiO2-S. The Fe3O4/TiO2-S was synthesized with various S/Ti molar ratio of 1, 2, 5, 10 and 15%. The synthesized materials were characterized using FT-IR spectrophotometer, X-ray Diffractometer (XRD), SR UV-Visible spectrophotometer, Scanning Electron Microscope with Energy Dispersive X-ray (SEM-EDX) and Transmission Electron Microscope (TEM). Photocatalytic activity of TiO2, Fe3O4/TiO2, and Fe3O4/TiO2-S were examined in degradation of congo red. The degradation was conducted at optimum pH and irradiated by ultraviolet and visible ray. Absorbances of degraded solutions were analyzed using UV-Vis spectrophotometer. Results showed that Fe3O4/TiO2-S was successfully synthesized at optimum Fe/Ti molar ratio 1:5. This material could be separated easily using external magnet. Band gap energy (Eg) of Fe3O4/TiO2-S decreased as S/Ti molar ratio increased to its optimum point 3.05 eV on molar ratio of S/Ti 10%. The Fe3O4/TiO2-S had degradation percentage 98.78% under ultraviolet radiaton and 98.75% under visible radiation using 20 mg of photocatalyst, molar ratio of S/Ti 10% in 20 ppm congo red solution with pH 5 for 90 minutes reaction time.

Kata Kunci : Fe3O4/TiO2-S, fotokatalis, degradasi, kongo merah