Sintesis Fe3O4/TiO2-S sebagai Fotokatalis untuk Degradasi Zat Warna Metilen Biru

Muhammad Gusti Nugroho, Dr. Eko Sri Kunarti, M.Si.; Dr. Suyanta, M.Si.

2019 | Skripsi | S1 KIMIA

Sintesis Fe3O4/TiO2-S sebagai fotokatalis untuk degradasi zat warna metilen biru telah dilakukan. Tujuan utama dari penelitian ini yakni melakukan modifikasi fotokatalis TiO2 agar lebih responsif terhadap sinar tampak serta dapat dipisahkan dengan mudah dari media reaksi. Penelitian diawali dengan melakukan sintesis Fe3O4 dengan metode sono-kopresipitasi. Partikel Fe3O4 hasil sintesis dilapisi TiO2 membentuk struktur core-shell dengan rasio molar Fe3O4:TiO2 yang bervariasi, lalu diuji ketertarikannya dengan magnet eksternal. Rasio molar Fe3O4:TiO2 optimum digunakan untuk sintesis material Fe3O4/TiO2-S. Fotokatalis Fe3O4/TiO2-S disintesis dengan rasio molar S/Ti yang bervariasi. Hasil sintesis dikarakterisasi dengan menggunakan spektrofotometer FT-IR, difraktometer sinar-X (XRD), spektrofotometer SR UV-Visibel, 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 metilen biru pada kondisi pH dan waktu optimum serta dalam paparan sinar ultraviolet maupun tampak. Hasil penelitian menunjukkan bahwa fotokatalis Fe3O4/TiO2-S berhasil disintesis. Rasio molar optimum Fe3O4:TiO2 yakni 1:5. Energi celah pita fotokatalis Fe3O4/TiO2-S mengalami penurunan seiring bertambahnya rasio molar S/Ti hingga pada rasio 5 persen yakni 3,04 eV. Fotokatalis Fe3O4/TiO2-S dengan rasio molar S/Ti 5 persen mampu mendegradasi metilen biru sebesar 85,74 persen dalam paparan sinar ultraviolet dan sebesar 78,14 persen dalam paparan sinar tampak dengan waktu optimum penyinaran 210 menit dan pada pH 10.

The synthesis of Fe3O4/TiO2-S as a photocatalyst for degradation of methylene blue dye has been conducted. The main purpose of this research was to modify the TiO2 photocatalyst to be more responsive to visible light and can be separated easily from the media of reaction. The synthesis was initiated by preparation of Fe3O4 particles using sono-coprecipitation method. The Fe3O4 particles were then coated with TiO2 to become core-shell structure at a various molar ratio of Fe3O4:TiO2. Magnetic pull strenght of Fe3O4/TiO2 to magnetic field was then tested. The optimum molar ratio of Fe3O4:TiO2 was used for synthesis of Fe3O4/TiO2-S at a various molar ratio of S/Ti. The Fe3O4/TiO2-S was characterized FTIR, XRD, TEM, SEM-EDX, and SR UV-visible methods. Photocatalytic activity of TiO2, Fe3O4/TiO2, and Fe3O4/TiO2-S was tested in the process of degradation of methylene blue solution under optimum pH and time conditions in ultraviolet and visible light exposure. The results showed that the Fe3O4/TiO2-S photocatalyst was successfully synthesized. The optimum Fe3O4:TiO2 molar ratio was 1:5. Band gap energy of Fe3O4/TiO2-S photocatalysts decreased with an increase of S/Ti molar ratio up to a ratio of 5 percent, which was 3.04 eV. The Fe3O4/TiO2-S photocatalyst with a 5 percent S/Ti molar ratio was able to degrade methylene blue by 85,74 percent in ultraviolet light exposure and by 78,14 percent in visible light exposure with an optimum irradiation time of 210 minutes and under pH 10 conditions.

Kata Kunci : Fotokatalis, Fe3O4/TiO2-S, Metilen Biru