2019 : Sintesis ZSM-5-TiO2-C-OTMS dan kinerjanya terhadap pengolahan limbah zat warna melalui mekanisme adsorpsi fotokatalisis

Dr. Djoko Hartanto M.Si
Wahyu Prasetyo Utomo S.Si, M.Si

External link

Type

RESEARCH

Keywords

-


Abstract

Titanium (IV) oksida (TiO2) merupakan bahan kimia yang banyak digunakan untuk fotokatalis. Namun, TiO2 memiliki kekurangan berupa energi band gap yang lebar (3.2 eV), mudah terjadi rekombinasi pasangan elektron dan lubang (hole), kapasitas adsorbsi yang rendah pada sinar UV yakni pada λ < 387 nm untuk anatase, dan daya adsorpsi TiO2 kecil. Oleh karena itu, TiO2 masih perlu terus dikembangkan, misalnya dengan mengkombinasikannya dengan material lain yang dapat meningkatkan kinerjanya. Tujuan penelitian ini adalah 1) untuk mendapatkan komposit ZSM-5-TiO2-C-OTMS dengan sifat hidrofobisitas yang termodifikasi dan 2) informasi terkait kinerja komposit hidrofobik terhadap pengolahan limbah zat warna, sehingga menghasilkan material baru, beserta karakter/sifat yang dihasilkan dan kinerjanya. Hasil penelitian akan memberikan kontribusi pada pengembangan material katalis berbasis TiO2 dan ZSM-5 melalui paduan proses adsorpsi-fotokatalisis untuk proses pengolahan limbah zat warna. Penelitian ini sesuai dengan dengan topik penelitian pendukung unggulan ITS di bidang Material, Sains dan Nanoteknologi khususnya bidang material katalis. ZSM-5 merupakan suatu material yang memiliki pori 5,3 Å dan keasaman yang tinggi sehingga dapat digunakan sebagai adsorben pada proses pengolahan limbah. Modifikasi ZSM-5 dengan penambahan oksida logam (TiO2) akan memberikan paduan sifat katalis yakni fotokatalisis oleh TiO2, yang didukung oleh sifat-sifat ZSM-5, yakni permukaan eksternal yang luas, volume pori dan volume mesopori yang besar sehingga sifat difusi, katalitik dan adsorpsi dari komposit ZSM5-TiO2 meningkat. Selanjutnya komposit ZSM-5-TiO2 didoping dengan karbon (C) tanpa penambahan dari luar melainkan berasal dari pelarut alkohol yang dialiri gas N2 agar tidak terjadi pembakaran sempurna. Penambahan octadecyltrimethoxysilane (OTMS) dilakukan agar mendapatkan komposit yang yang memiliki sifat hidrofobik dan memiliki kemampuan tinggi dalam adsorpsi limbah zat warna yang tersuspensi atau terkoloid atau bahkan tidak campur dengan dalam air. Pada penelitian ini, sintesis komposit ZSM-5-TiO2-C dilakukan dengan metode sol gel dan sebagian dari hasil sintesis dimodifikasi dengan menambahkan octadecyltrimethoxysilane (OTMS) untuk dapat bereaksi dengan zat organik bergugus non polar yang terkandung dalam zat warna dan mengurangi sifat hidrofilik komposit tersebut sehingga didapatkan komposit ZSM-5-TiO2-C-OTMS yang bersifat hidrofobik. Sintesis komposit ZSM-5-TiO2-C-OTMS dilakukan dengan metode sol gel dan akan mengubah sifat hidrofilik menjadi hidrofobik. Hasil komposit selanjutnya dikarakteriksasi struktur kristal dengan difraktometer sinar-X (XRD), struktur morfologi permukaannya dengan Scanning Electron Microscopy (SEM), struktur ikatannya dengan Inframerah Transformasi Fourier (FT-IR) dan diukur luas permukaan serta struktur pori dengan metode BET (adsorpsi-desoprsi N2). Sementara itu, uji hidrofobik pada komposit ZSM-5- TiO2-C-OTMS dilakukan dengan uji sudut kontak dan kinerja komposit ZSM-5- TiO2-C-OTMS dilakukan uji adsorpsi air dan zat warna dan dikarakterisasi menggunakan UV-Vis. Hasil penelitian ini akan memberikan dasar dalam memperoleh komposit ZSM-5-TiO2-C-OTMS yang bersifat hidrofobik dan kinerjanya dalam pengolahan limbah zat warna melalui mekanisme adsorpsi-fotokatalisis. Penelitian ini juga diharapkan akan menghasilkan publikasi ilmiah di jurnal internasional yaitu Material Letters yang terindeks scopus dan SCImago journal rank (SJR: 0,782) Q2 (Material Science) dengan judul “Removal dye using ZSM-5-TiO2-C-OTMS through simultaneously adsorption-photocatalysis process�an artikel seminar Internasional dengan judul “Synthesis ZSM-5-TiO2-C-OTMS using Isopropanol Solvent�yang akan dipresentasikan pada Jurnal Seminar internasional terindeks Scopus. Keyword : ZSM-5; TiO2; Fotokatalis; Adsorpsi; Hidrofobik.