Nanokomposit berbasis biopolimer yang didukung dengan bimetal semikonduktor, menarik untuk dikembangkan sebagai katalis degradasi zat warna. Pada penelitian ini, nanokomposit selulosa/γ-Fe2O3/ZrO2 telah berhasil disintesis yang didukung dengan karakterisasi menggunakan FTIR, XRD, UV-DRS, dan SEM-EDS. Selulosa merupakan biopolimer sebagai support katalis dan dapat membentuk komposit dengan sifat yang baik jika digabungkan dengan γ-Fe2O3/ZrO2. Zirkonium oksida (m-ZrO2) disintesis melalui metode kopresipitasi dan maghemit (γ-Fe2O3) disintesis melalui metode sol gel, dengan γ-Fe2O3 yang bersifat magnetik. Karakterisasi UV-DRS menunjukkan bahwa penambahan γ-Fe2O3 efektif menurunkan enegi band gap ZrO2 dari 4,99 eV menjadi 2,05 eV. Nanokomposit selulosa/γ-Fe2O3/ZrO2 memiliki ukuran partikel rata-rata sebesar 21,46 nm menggunakan karakterisaasi XRD, dan diperoleh energi band gap 2,08 eV yang dapat digunakan sebagai katalis degradasi congo red. Kondisi optimum diperoleh dengan jumlah katalis 40 mg, pH larutan pada pH 3, rasio γ-Fe2O3 dan ZrO2 (1:2), rasio selulosa dan γ-Fe2O3/ZrO2 (2:1), lama reaksi 30 menit dengan menggunakan sinar matahari diperoleh persen degradasi maksimal sebesar 98%. Pada proses fotokatalisis, telah dipelajari studi kinetika dan diperoleh reaksi fotokatalisis yang mengikuti kinetika orde satu dan proses adsorpsi mengikuti model isoterm adsorpsi Langmuir. Nanokomposit yang diperoleh dapat menjadi solusi untuk mengurangi limbah zat warna yang bersifat biodegradable sehingga ramah terhadap lingkungan.
Nanocomposites of semiconductor bimetal supported by biopolymer are interesting to be developed as catalysts for dye degradation. In this study, cellulose/γ-Fe2O3/ZrO2 nanocomposites were successfully synthesized and supported by characterization using FTIR, XRD, UV-DRS, and SEM-EDS. Cellulose is a biopolymer as a catalyst support and able to form composites with good poperties when combined by γ-Fe2O3/ZrO2 semiconductor. Zirconium oxide (m-ZrO2) was synthesized via coprecipitation method and maghemite (γ-Fe2O3) was synthesized via sol gel method, with γ-Fe2O3 is magnetic. UV-DRS characterization showed that the addition of γ-Fe2O3 effectively reduced the band gap energy ZrO2 from 4.99 eV to 2.05 eV. Cellulose/γ-Fe2O3/ZrO2 nanocomposite with average particle size of 21.46 nm and band gap energy of 2.08 eV was used as a catalyst for congo red degradation. The optimum conditions were obtained by amount of catalyst 40 mg, pH of the solution at pH 3, γ-Fe2O3 and ZrO2 ratio (1: 2), cellulose and γ-Fe2O3/ZrO2 ratio (2: 1), reaction time of 30 minutes using sunlight and obtained percent degradation of 98%. In the photocatalytic process, kinetics studies have been conducted in which the photocatalytic reactions that follows the first order kinetics and the adsorption process follows the Langmuir adsorption isotherm model. Nanocomposites can reduce dye waste and be biodegradable so that it is environmentally friendly. |
S-Nurani Fitriana.pdf :: Unduh