SINTESIS Fe3O4/TiO2-Cu DAN PENGUJIAN AKTIVITASNYA SEBAGAI FOTOKATALIS UNTUK DEGRADASI ZAT WARNA METILEN BIRU

M YUNUS MAULANA, Dr. Eko Sri Kunarti, S.Si, M.Si

2020 | Skripsi | S1 KIMIA

Sintesis Fe3O4/TiO2-Cu dan pengujian aktivitasnya sebagai fotokatalis untuk degradasi zat warna metilen biru telah berhasil dilakukan. Dalam penelitian ini dipelajari pengaruh penggunaan logam Cu sebagai material dopan terhadap aktivitas fotokatalitik dari TiO2 dalam proses degradasi zat warna metilen biru pada berbagai kondisi cahaya, serta magnetit (Fe3O4) untuk menambah sifat kemagnetan. Sintesis diawali dengan preparasi Fe3O4 menggunakan metode sono-kopresipitasi dengan trinatrium sitrat sebagai capping agent, kemudian pelapisan TiO2 melalui proses sol-gel, dan dilanjutkan dengan modifikasi permukaan TiO2 dengan logam tembaga (Cu). Material dikarakterisasi dengan spektrofotometri Fourier Transform Infrared (FT-IR), X-Ray Diffraction (X-RD), Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive X-ray (SEM-EDX), Transmission Electron Microscopy (TEM), dan Specular Reflectance Ultra Violet-Visible (SR UV-Vis) spectrophotometry. Material Fe3O4/TiO2-Cu yang telah disintesis memiliki sifat magnet dan responsif pada daerah serapan sinar UV dan sinar tampak. Nilai energi celah pita (Eg) Fe3O4/TiO2-Cu dengan rasio massa Cu/TiO2 0, 1, 3, 5, dan 7% masing-masing diperoleh (eV): 3,11; 2,94; 3,09; 3,02; dan 2,84. Aktivitas degradasi 5 mg Fe3O4/TiO2 terdoping Cu selanjutnya diuji selama 120 menit pada kondisi pH 10 di dalam larutan metilen biru 5 ppm. Hasilnya terjadi degradasi sebesar 76,4% pada daerah paparan sinar tampak dan 36,8% pada daerah paparan sinar UV. Pada kondisi gelap, Fe3O4, Fe3O4/TiO2, dan Fe3O4/TiO2-Cu memiliki persen adsorpsi sebesar 48, 56, dan 58%.

Synthesis of Fe3O4/TiO2-Cu and testing of its activity as photocatalyst for degradation of methylene blue dye has been performed. In this research, the effect of Cu was studied as a dopant material on the photocatalytic activity of Fe3O4/TiO2-Cu in the degradation process of methylene blue dye under various light conditions through a batch system in a closed reactor, and magnetite (Fe3O4) to add magnetic properties. The synthesis was started with the preparation of magnetite by a coprecipitating and sonicating method with trisodium citrate as a capping agent, then followed by TiO2 coating using sol-gel proccess and the modification of the surface TiO2 was performed by copper (Cu). The characterization was conducted by infrared spectrophotometry, X-Ray Diffraction (X-RD), Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive X-ray (SEM-EDX), Transmission Electron Microscopy (TEM), Specular Reflectance Ultra Violet-Visible (SR UV-Vis) spectrophotometry. Synthesized Fe3O4/TiO2-Cu had a magnetic properties and responsive to the absorption area of UV and visible light. The value of Eg photocatalyst Fe3O4/TiO2-Cu with mass ratio of Cu/TiO2 0, 1, 3, 5, and 7% were 3.11; 2.94; 3.09; 3.02; and 2.84 eV, respectively. The photocatalytic degradation activity of 5 mg Fe3O4/TiO2-Cu was tested for 120 minutes under pH 10 conditions in a 5 ppm methylene blue solution that could reach 76.4% in the visible light exposure and 36.8% in the UV light. In dark conditions, Fe3O4, Fe3O4/TiO2, and Fe3O4/TiO2-Cu had percent of adsorption: 48, 56, and 58%, respectively.

Kata Kunci : Kata Kunci: fotokatalis, dopan Cu, TiO2, metilen biru, Fe3O4