SINTESIS NANOKOMPOSIT Fe3O4/TiO2-PANI DAN APLIKASINYA UNTUK REDUKSI FOTOKATALITIK ION Pb(II)

IIS SETYO BUDI, Dr. Eko Sri Kunarti, M.Si

2019 | Tesis | MAGISTER KIMIA

Sintesis nanokomposit Fe3O4/TiO2-PANI untuk reduksi fotokatalitik ion Pb(II) telah dilakukan. Penelitian diawali dengan sintesis magnetit (Fe3O4) melalui metode kopresipitasi, 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, scanning electron microscope-energy dispersive X-ray, dan spektrofotometer diffuse reflectance UV-Vis (DR UV-Vis). Uji aktivitas nanokomposit Fe3O4/TiO2-PANI dilakukan dengan mencampur larutan ion Pb(II) dengan fotokatalis menggunakan sistem batch pada pH 4 dalam reaktor tertutup yang dilengkapi dengan lampu UV dan lampu visible(tampak). Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa nanokomposit Fe3O4/TiO2-PANI merupakan fotokatalis yang responsif terhadap sinar tampak dengan serapan dari spektra DR UV-Vis pada panjang gelombang sekitar 398 dan 600 nm. Nanokomposit Fe3O4/TiO2-PANI memberikan aktivitas reduksi ion Pb(II) yang baik pada sinar UV sebesar 39% maupun sinar tampak sebesar 41%. Pelarut etanol dan n-butanol meningkatkan aktivitas fotokatalitik Fe3O4/TiO2-PANI dengan hasil reduksi ion Pb(II) masing-masing sebesar 71% dan 65%. Studi kinetika reduksi fotokatalitik ion Pb(II) menunjukkan bahwa reaksi mengikuti model kinetika orde dua semu dengan nilai konstanta laju masing-masing 0,040 g mg-1 menit-1 pada paparan sinar UV dan 0,078 g mg-1 menit-1 pada paparan sinar tampak.

Synthesis of Fe3O4/TiO2-PANI nanocomposite for photoreduction of Pb(II) ions have been investigated. The synthesis was initiated with the preparation of magnetite (Fe3O4) via coprecipitation and sonication methods, then coating of TiO2 on Fe3O4 via sol-gel method, and in situ polymerization of aniline using ammonium peroxydisulfate (APS) as oxidator. The products were characterized by using X-ray diffractometer, infrared spectrophotometer, transmission electron microscope, scanning electron microscope-energy dispersive X-ray, vibrating sample magnetometer, and diffuse reflectance UV-Vis (DR UV-Vis) spectrophotometer. Photoreactivity test of Fe3O4/TiO2-PANI nanocomposite was conducted by mixing the photocatalyst and Pb(II) ions solution under batch systems at pH 4 in the closed reactor equipped with UV and visible lights. Characterization results of Fe3O4/TiO2-PANI nanocomposite was responsive toward visible light with the absorption of DR UV-Vis spectra about 397 and 600 nm. Photoreactivity of Fe3O4/TiO2-PANI nanocomposite showed that the optimum of reduction activity of Pb(II) ions both under UV and visible lights are 39% and 41%, respectively. Both ethanol and n-buthanol solvents increased photocatalytic activity of Fe3O4/TiO2-PANI with reduction of Pb(II) are 71% and 65%, respectively. Kinetic study of its photoreduction showed that the reaction followed the pseudo-second order with rate constants of 0.040 and 0.078 g mg-1 min-1, under UV and visible lights exposure, respectively.

Kata Kunci : TiO2, Fe3O4, polianilin, ion Pb(II), nanokomposit