Sintesis dan karakterisasi hematit (alpha-Fe2O3) serta aktivitas fotokatalisnya terhadap fotodegradasi metilen biru dengan TiO2 sebagai pembanding

SUHARYANI, Susi, Dr.Indriana Kartini, M.Si

2009 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Telah dilakukan penelitian tentang sintesis partikel nano hematit (-Fe2O3) secara solvotermal dengan feriklorida heksahidrat (FeCl3.6H2O) sebagai prekursor Fe(III). Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh partikel nano hematit yang mempunyai fotoaktivitas sebagai fotokatalis fotodegradasi zat warna metilen biru dan membandingkan aktivitas fotokatalitiknya dengan fotokatalis komersil TiO2 P25 (Degussa). Penelitian ini diawali dengan melakukan sintesis hematit dengan feriklorida heksahidrat yang dilarutkan dalam etanol absolut dan dipanaskan pada suhu 140 oC selama 12 jam. Serbuk hasil sintesis yang berwarna merah dikeringkan dengan oven selama 12 jam pada suhu 60 oC sehingga diperoleh serbuk merah tua. Selanjutnya endapan merah dikalsinasi pada suhu 400 oC selama 2 jam dengan kenaikan suhu rata-rata 1 oC/menit. Padatan hasil kalsinasi berupa serbuk berwarna merah tua dikarakterisasi dengan alat difraksi sinar-X (XRD), spektrofotometer inframerah, spektrofotometer UV-Vis reflektansi dan mikroskop elektron pencacah (SEM). Hasil XRD menunjukkan puncak karakteristik hematit (-Fe2O3) pada 2θ = 33,08o (d = 2,71Å), 2θ = 35,58o (d = 2,52 Å) dan 2θ = 53,98o (d = 1,69 Å) berdasarkan data JCPDS no.13-534. Ukuran kristal hematit hasil sintesis 3,99- 4,40 nm. Hasil spektroskopi inframerah menunjukkan serapan di daerah 573- 454 cm-1 yang menyatakan vibrasi ulur hematit. Berdasarkan foto SEM partikel nano hematit mempunyai morfologi dengan rongga-rongga antar partikel berkisar 0,2- 0,8 m. Hematit hasil sintesis memiliki energi celah pita sebesar 3,01 eV. Kajian fotokatalitik dilakukan dengan menggunakan metilen biru sebagai model polutan dengan variasi waktu 0, 30, 60, dan 120 menit. Pada penelitian ini diperoleh hasil bahwa nano hematit hasil sintesis mempunyai aktivitas fotokatalitik setara dengan fotokatalis komersil TiO2 P25 (Degussa), secara berurutan mampu mendegradasi metilen biru sebesar 90,91 % dan 84,13 %.

Synthesis of hematite (-Fe2O3) nano particle has been done solvothermally with iron chloride hexahydrate (FeCl3.6H2O) as Fe(III) precursor in absolute ethanol. In comparison to commercial photocatalyst TiO2 P25 (Degussa, Germany), the hematite was then tested its photocatalytic activity towards the photodegradation of methylene blue. Solvothermal synthesis was performed in an oven at 140 oC for 12 hours. The resulted solid was dried in an oven at 60 oC for 12 hours. Then, the solid was calcined at 400 oC for 2 hours with ramping rate of 1oC/min. The resulted red powder was characterized by XRD (Xray Diffraction), FTIR (Fourier Transform Infra Red) spectrophotometer, speculer reflectance UV-Vis spectrophotometer and SEM (Scanning Electron Microscope). XRD pattern showed diffraction peaks of hematite at 2θ = 33.08o (d = 2.71Å), 2θ = 35.58o (d = 2.52 Å) and 2θ = 53.98o (d = 1.69 Å) based on JCPDS no.13-534. Crystalin size of hematite is 3.99-4.40 nm. Infrared spectra have confirmed the presence of vibration characteristic of hematite at 573-454 cm-1. The SEM image showed porous structure with interparticle pores ranging from 0.2-0.8 m. The band gap of the calcined solid was 3.01 eV calculated from the band-edge of its corresponding UV-Vis spectra. The hematite nano particle showed comparable photocatalytic activity to commercial photocatalyst of TiO2 P25 (Degussa) towards photodegradation of methylene blue under UV illumination with degradation percentage of 97.91 % and 84.13 %, respectively.

Kata Kunci : Hematit,Solvotermal,Fotokatalis,TiO2P25 (Degussa),Metilen biru, hematite, solvothermal, photocatalyst, TiO2 P25 (Degussa), methylene blue