PENGARUH VARIASI KANDUNGAN Zn DALAM FOTOKATALIS Fe3O4/SiO2/TiO2-Zn TERHADAP AKTIVITAS FOTOKATALISIS DEGRADASI BIRU METILEN (METHYLENE BLUE-MB)

LUSIANA DWI SETIYA R, Prof. Dra. Wega T, M.S., Ph.D.Eng.;Akhmad Syoufian, S.Si., Ph.D.

2022 | Skripsi | S1 KIMIA

Preparasi Fe3O4/SiO2/TiO2-Zn sebagai fotokatalis untuk degradasi biru metilen (Methylene Blue-MB) telah dilakukan. Tujuan penelitian ini untuk mempelajari karakter fotokatalis Fe3O4/SiO2/TiO2-Zn serta variasi konsentrasi Zn dan pengaruh variasi pH, massa fotokatalis, dan waktu kontak terhadap aktivitas degradasi MB. Preparasi Fe3O4 dilakukan menggunakan metode sonokimia dan kopresipitasi kemudian dilakukan pelapisan SiO2 dan TiO2 menggunakan metode sol-gel. Penambahan Zn(NO3)3.6H2O sebagai prekusor Zn dilakukan menggunakan metode sol-gel dengan varias konsentrasi Zn (1%, 3%, 5%, dan 7%). Fotokatalis Fe3O4/SiO2/TiO2-Zn dikalsinasi selama 3 jam pada suhu 500 ºC. Fotokatalis dikarakterisasi menggiunakan FT-IR, XRD, TEM, SEM-EDX, dan SR-UV. Uji fotokatalisis MB dilakukan pada variasi pH MB (8, 9, 10, 11, dan 12), massa fotokatalis (10,0; 20,0; 30,0; 40,0; dan 50,0 mg) dan waktu kontak (15, 30, 45, 60, dan 75 menit). Hasil penelitian menunjukan bahwa Fe3O4/SiO2/TiO2-Zn telah berhasil dipreparasi dibuktikan dengan hasil karakterisasi FTIR yang menunjukkan adanya ikatan Fe-O, Si-O-Si, serta Ti-O didukung dengan hasil XRD yang menunjukkan puncak dari Fe3O4, amorf SiO2, serta TiO2 anatase. Hasil SEM-EDX menunjukkan morfologi permukaan Fe3O4/SiO2/TiO2-Zn berupa partikel berbentuk bulat. Fotokatalis Fe3O4/SiO2/TiO2-Zn bersifat magnetik karena dapat dipisahkan dari media cair menggunakan magnet eksternal. Penambahan logam Zn menyebabkan fotokatalis responsif terhadap sinar tampak. Aktivitas fotokatalisis degradasi MB optimum sebesar 86,8% di bawah paparan sinar tampak dan 66,5% dibawah sinar UV dicapai pada kondisi pH larutan 11, massa fotokatalis 30,0 mg, dan waktu kontak 30 menit menggunakan fotokatalis Fe3O4/SiO2/ TiO2-Zn 5%.

The preparation of Fe3O4/SiO2/TiO2-Zn as a photocatalyst for methylene blue (MB) degradation has been carried out. The purpose of this research is to study the effect of Zn concentration on the character of Fe3O4/SiO2/TiO2-Zn photocatalyst and the effect of pH, photocatalyst weight, and irradiation time on the optimum activity of Fe3O4/SiO2/TiO2-Zn photocatalyst in MB degradation reaction. The preparation was initiated with Fe3O4 preparation through sonochemical and coprecipitation methods and then coating with SiO2 and TiO2 using the sol-gel method. The addition of Zn(NO3)3.6H2O as a Zn precursor was carried out using the sol-gel method with varying Zn concentrations (1%, 3%, 5% and 7%). Fe3O4/SiO2/TiO2-Zn photocatalyst was calcined for 3 hours at 500 ºC. The photocatalysts were characterized using FT-IR, XRD, TEM, SEM-EDX Mapping and SR-UV. MB photocatalysis tests were conducted at varying pH (8, 9, 10, 11 and 12), photocatalyst mass (10.0; 20.0; 30.0; 40.0 and 50.0 mg), and contact time (15, 30, 45, 60 and 75 min). The results showed that Fe3O4/SiO2/TiO2-Zn had been prepared successfully with the FTIR characterization showing the presence of Fe-O, Si-O-Si, and Ti-O bonds supported by XRD results showing peaks of Fe3O4, amorphous SiO2, and anatase TiO2. SEM-EDX results show the surface morphology of Fe3O4/SiO2/TiO2-Zn particles is spherical. The Fe3O4/SiO2/TiO2-Zn photocatalyst is magnetic because it can be separated from the liquid medium using an external magnet. The addition of Zn metal causes the photocatalyst to be responsive to visible light. The activity photocatalytic of MB degradation was optimum at 86.8% under visible light and 66.5% under UV light at solution pH 11, photocatalyst mass 30.0 mg, and contact time 30 min using Fe3O4/SiO2/TiO2-Zn 5% photocatalyst.

Kata Kunci : biru metilen, Fe3O4/SiO2/TiO2-Zn, fotodegradasi/ Fe3O4/SiO2/TiO2-Zn, methylene blue, photodegradation