Perpustakaan Digital ITB

Advanced Oxidation Processes (AOPs) merupakan salah satu teknologi pengolahan limbah yang menjanjikan untuk mendegradasi limbah yang membandel seperti limbah zat warna sintetik. Di antara banyak AOP yang diketahui, fotokatalisis telah terbukti sebagai teknologi yang menjanjikan untuk mendegradasi limbah zat warna sintetik. Fotokatalis dengan material semikonduktor heterogen memiliki kekurangan seperti aktivitas katalitik yang masih rendah. Aktivitas katalitik bisa ditingkatkan dengan cara meningkatkan luas permukaan. Metal-organic frameworks (MOFs) merupakan alternatif yang menjanjikan untuk mengatasi kekurangan penggunaan material semikonduktor karena memiliki luas permukaan yang sangat tinggi dan berprilaku seperti semikonduktor dibawah sinar cahaya. Berbagai MOFs telah diuji aktivitas katalitiknya, di antaranya MOFs Cu-BDC (tembaga 1,4-benzendikarbosilat) yang memiliki aktivitas katalitik sebagai katalis heterogen yang sangat baik untuk reaksi asetalisasi dari senyawa alkohol. Cu-BDC sebagai katalis juga memiliki keunggulan untuk dapat digunakan kembali dengan hasil yang tetap baik tanpa penurunan aktivitas yang berarti. Pada saat ini, metoda solvothermal adalah metode yang paling banyak digunakan untuk preparasi MOFs. Akan tetapi, metoda ini memiliki keterbatasan berupa waktu preparasi yang lama dan temperatur yang tinggi. Untuk mengatasi hal tersebut, metoda alternatif yang dapat digunakan adalah metoda elektrosintesis yang telah digunakan oleh peneliti di BASF untuk mensintesis Cu-BTC (HKUST-1) dengan waktu yang lebih cepat dan temperatur ruang. Dalam penelitian ini, Cu-BDC difabrikasi dengan menggunakan metode elektrosintesis dengan variasi tegangan listrik 5, 10, 15 V untuk mengetahui pengaruh tegangan listrik dalam proses sintesis terhadap karakteristik dan aktifitas katalitik dari Cu-BDC yang dihasilkan. Karakteristik CuBDC yang dihasilkan dievaluasi dengan menggunakan metoda Fourier Tranform Infra Red (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD), dan Scanning Electron MicroscopyEnergy Dispersive X-ray Spectroscopy (SEM-EDS). Berdasarkan hasil FTIR dan XRD, Cu-BDC yang dibuat dengan metoda solvothermal dan elektrosintesis menunjukan bahwa MOF yang dihasilkan merupakan campuran antara Cu-BDC yang masih mengandung dan telah bebas dari N,N-dimetillformamida (DMF). Morfologi Cu-BDC dengan metoda elektrosintesis menghasilkan ukuran partikel 7 kali lebih kecil dari metoda solvothermal. Dengan semakin tingginya tegangan listrik yang diberikan, maka ukuran partikel Cu-BDC yang dihasilkan akan semakin kecil, aktifitas katalitik semakin tinggi, dan energi aktivasi semakin rendah. Berdasarkan hasil penelitian, ditemukan bahwa kondisi optimum untuk mensintesis Cu-BDC dengan menggunakan metoda elektrosintesis adalah dengan memberikan tegangan listrik 15 V, dengan ukuran partikel rata-rata 0,36 ± 0,09 µm (16 kali lebih kecil dari Cu-BDC yang dihasilkan dengan metoda solvothermal), mampu mendegradasi 90% methylene orange dalam waktu 16 menit (16% lebih cepat dari Cu-BDC yang dihasilkan dengan metoda solvothermal), energi aktivasi 31,6 kJ/mol (19% lebih rendah dari Cu-BDC yang dihasilkan dengan metoda solvothermal).