Sintesis Komposit Fe3O4/ZnO-Ag sebagai Fotokatalis untuk Degradasi Tetrasiklin

FRILI HAERANNISA K, Prof. Dra. Eko Sri Kunarti, M.Si., Ph.D.; Dr. Sutarno, M.Si.

2022 | Skripsi | S1 KIMIA

Sintesis komposit Fe3O4/ZnO-Ag untuk degradasi tetrasiklin telah dilakukan. Tujuan utama penelitian ini yaitu memperoleh material fotokatalis ZnO yang memiliki aktivitas fotokatalitik pada paparan radiasi sinar tampak dan sifat magnetik sehingga mudah dipisahkan dari medium cair. Penelitian ini diawali dengan sintesis Fe3O4 dilanjutkan dengan pelapisan ZnO pada Fe3O4 sehingga terbentuk material Fe3O4/ZnO. Sintesis dilanjutkan dengan penambahan dopan perak (Ag) pada material tersebut sehingga terbentuk komposit Fe3O4/ZnO-Ag. Material hasil sintesis dikarakterisasi dengan XRD, FT-IR, TEM, SEM-EDX, VSM dan SR-UV Vis. Uji aktivitas fotokatalis dilakukan pada degradasi fotokatalitik tetrasiklin dengan sistem batch dalam reaktor tertutup yang dilengkapi lampu UV dan tampak. Hasil degradasi fotokatalitik dianalisis menggunakan metode spektrofotometri UV-visibel. Hasil penelitian menunjukkan bahwa fotokatalis Fe3O4/ZnO-Ag berhasil disintesis. Hal ini didukung dengan data difraktogram yang mengindikasikan keberadaan puncak karakteristik Fe3O4 dan ZnO dengan struktur kristal kubik dan heksagonal wurtzite serta FTIR yang menunjukkan ikatan Fe-O dari Fe3O4 dan Zn-O. Material komposit Fe3O4/ZnO-Ag memiliki sifat magnetik dengan momen magnetik sebesar 3,06 emu/g. Keberhasilan doping Ag dilihat dari data SR-UV Visibel berupa energi celah pita dari Fe3O4/ZnO-Ag 1; 3; 5 dan 7% yang berturut turut adalah sebesar 2,99; 2,95; 2,97; dan 2,98 eV sehingga fotokatalis tersebut responsif terhadap sinar tampak. Hasil uji aktivitas fotokatalitik menunjukkan bahwa material fotokatalis Fe3O4/ZnO-Ag 3% mampu mendegradasi fotokatalitik tetrasiklin secara optimum sebesar 98,5% pada paparan sinar tampak dan 77,6% pada paparan sinar UV, pada pH 7 selama 45 menit, menggunakan 20 mg fotokatalis, dengan konsentrasi awal tetrasiklin 30 ppm.

Synthesis of Fe3O4/ZnO-Ag composite as a photocatalyst for degradation of tetracycline has been carried out. This research aim was to modify ZnO as an easy separable photocatalyst material that has good activity under visible light. This research was begun by synthesizing Fe3O4 materials and followed by ZnO coated on Fe3O4 to form Fe3O4/ZnO material. The synthesis of Fe3O4/ZnO-Ag was conducted by doping silver (Ag) to Fe3O4/ZnO. The obtained materials were characterized by using XRD, FT-IR, TEM, SEM-EDX, VSM and SR-UV Vis. The photocatalytic activity of Fe3O4/ZnO-Ag was evaluated by conducting the degradation of tetracycline solution in a closed reactor under UV and visible light exposure. The degradation yield was analysed by UV-Vis spectrophotometry. The results showed that Fe3O4/ZnO-Ag was successfully synthesized based on XRD patterns with characteristic peaks of crystal cubic Fe3O4 and hexagonal wurtzite ZnO also FT-IR spectra which indicated the Fe-O and Zn-O bond absorption. The material had magnetic moment value of 3.06 emu/g. Successful insertion of dopant Ag was confirmed by SR-UV Vis analysis with a band gap energy value of Fe3O4/ZnO-Ag 1; 3; 5; and 7% were 2.99; 2.95; 2.97; and 2.98 eV, respectively. Thus, Fe3O4/ZnO-Ag was responsive towards visible light. The photoactivity test result showed that the optimum photocatalytic degradation of tetracycline was obtained using 20 mg of Fe3O4/ZnO-Ag 3% with neutral pH of 30 ppm tetracycline and 45 minutes illumination. The optimum yields obtained were 98.5 and 77.6% under visible and UV light, respectively.

Kata Kunci : degradasi, Fe3O4/ZnO-Ag, fotokatalis, tetrasiklin, sinar tampak