Perpustakaan Digital ITB

Metilena biru merupakan senyawa zat warna yang cukup sering dipakai sebagai bahan pada industri tekstil karena dapat memberikan warna yang menarik, tetapi metilena biru memiliki dampak buruk bagi lingkungan. Hal tersebut disebabkan oleh sulitnya penguraian limbah metilena biru yang bersifat toksik bagi lingkungan. Fotokatalisis merupakan salah satu solusi efektif untuk mendegradasi metilena biru. Efektivitas dan efisiensi degradasi zat warna sangat bergantung pada sifat fotokatalis yang digunakan. Dalam penelitian ini, fotokatalis yang dikembangkan berbasis MXene/TiO2. MXene mempunyai peran dalam proses pembentukan electron-hole pair pada semikonduktor. MXene Ti3C2 disintesis dari MAX Ti3AlC2, sedangkan MXene Ti2C dan V2C masing-masing disintesis dari Ti2AlC dan V2AlC. Fotokatalis MXene/TiO2 didapatkan melalui sintesis dengan mencampurkan TiO2 dan MXene menggunakan metode mekanokimia yang akan digunakan dalam fotodegradasi metilena biru dalam larutan air. Pada senyawa hasil sintesis, karakterisasi IR, XRD, UV-Vis DRS, dan SEM dilakukan. Pengukuran aktivitas fotokatalisis dapat diamati dari persentase zat warna yang terdegradasi selama pencahayaan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa fotokatalis MXene/TiO2 mempunyai aktivitas fotodegradasi metilena biru yang lebih baik dibandingkan dengan semikonduktor TiO2 murni. Pada penggunaannya, fotokatalis MXene/TiO2 mempunyai stabilitas yang cukup baik sehingga tidak mempunyai dampak signifikan jika digunakan secara berulang. Oleh sebab itu, fotokatalis MXene/TiO2 mempunyai potensi besar pada masa sekarang dan masa depan untuk pengolahan limbah industri tekstil dan pewarnaan sebagai penetral dampak lingkungan dari metilena biru. Pada penelitian ini, MXene Ti3C2, Ti2C, dan V2C berhasil disintesis dari MAX Ti3AlC2, Ti2AlC, dan V2AlC dengan hilangnya puncak difraksi (104) dan bergesernya puncak difraksi (004) pada Ti3AlC2, bergesernya puncak difraksi (002) dan menurun pesatnya intensitas puncak difraksi (103) pada MAX V2AlC, dan bergesernya puncak difraksi (002) pada Ti2AlC. Sintesis komposit MXene/TiO2 berhasil disintesis dengan adanya puncak-puncak TiO2 yang lengkap pada komposit serta tidak tampaknya puncak MXene yang menandakan bahwa MXene menyebar merata. Pengukuran energi celah dengan persamaan Kubelka-Munk dan Tauc Plot menghasilkan energi celah dari TiO2, Ti3C2/TiO2 (perbandingan massa 1:10, 1:25, dan 1:50), V2C/TiO2 (perbandingan massa 1:10), dan Ti2C/TiO2 (perbandingan massa 1:10) yang masing-masing bernilai 2,979 eV; 2,511 eV; 2,741 eV; 2,832 eV; 2,869 eV, dan 0,143 eV. Pengukuran energi ekor Urbach didapatkan untuk TiO2, Ti3C2/TiO2 (perbandingan massa 1:10, 1:25, dan 1:50), V2C/TiO2 (perbandingan massa 1:10), dan Ti2C/TiO2 (perbandingan massa 1:10) yang masing-masing bernilai 0,142 eV; 0,485 eV; 0,284 eV; 0,290 eV; 0,233 eV, dan 3,225 eV. Pada penelitian ini, uji fotodegradasi menghasilkan nilai tetapan laju terobservasi metilena biru dengan tren yang menunjukkan bahwa penggunaan fotokatalis MXene/TiO2 memperbesar nilai tetapan laju terobservasi metilena biru dibandingkan hanya menggunakan fotokatalis TiO2 saja. Nilai kobs metilena biru dengan penambahan Ti3C2/TiO2 (perbandingan massa 1:10, 1:25, dan 1:50), Ti2C/TiO2 (perbandingan massa 1:10), dan V2C/TiO2 (perbandingan massa 1:10) pada perlakuan penyinaran penuh selama 90 menit secara berurutan adalah 20,4 × 10?3 menit?1; 6,09 ×10?3 menit?1; 2,49 × 10?3menit?1; 0,29 × 10?3menit?1; dan 23,2 × 10?3 menit?1. Selain itu, nilai kobs metilena biru dengan penambahan Ti3C2/TiO2 (perbandingan massa 1:10), Ti2C/TiO2 (perbandingan massa 1:10), dan V2C/TiO2 (perbandingan massa 1:10) pada perlakuan didiamkan dalam suasana gelap dan penyinaran selama 60 menit secara berurutan adalah 7,79 × 10?3 menit?1; 0; dan 10,1 × 10?3 menit?1.