Perpustakaan Digital ITB

Peningkatan emisi karbon menyebabkan studi tentang konversi CO2 turut meningkat. Konversi CO2 secara fotokatalitik adalah salah satu solusi yang mampu menghasilkan solar fuel untuk dimanfaatkan sebagai bahan bakar alternatif. Katalis TiO2 biasa digunakan sebagai fotokatalis karena memiliki sifat tidak beracun, struktur kimia yang stabil, serta harga yang murah. Reaksi reduksi CO2 secara fotokatalitik merupakan reaksi tiga fasa sehingga memiliki hambatan yang besar. Oleh karena itu, dilakukan intesifikasi proses menggunakan TiO2 mesopori sebagai katalis dan reaktor slurry nanobubble. Tujuan penelitian ini adalah melakukan sintesis katalis TiO2 mesopori, karakterisasi katalis, uji aktivitas katalis pada reaktor slurry nanobubble, serta menentukan model kinetika reaksi yang sesuai. Sintesis katalis TiO2 mesopori dilakukan dengan metode solgel dengan CNCs sebagai template. Kalsinasi dilakukan pada temperatur 500 °C selama 3 jam. Karakterisasi katalis dilakukan dengan metode XRD, XPS, Physisorption (Metode BET dan BJH), DR UV-Vis, dan FTIR. Uji aktivitas katalis dilakukan pada reaktor slurry dengan nanobubble generator selama 6 jam. Pada penelitian ini, berhasil dilakukan sintesis katalis TiO2 mesopori dengan ukuran pori 3,8–7,8 nm dan luas permukaan 61,3–142,7 m2/g. Doping nitrogen terhadap katalis berhasil dilakukan dan dapat menurunkan band gap hingga 3,09 eV. Kalsinasi menyebabkan munculnya fasa brookite di samping fasa anatase pada katalis. Katalis hasil sintesis memiliki 87% fasa anatase dan 13% fasa brookite serta ukuran kristal 5,6 nm dan 6,0 nm secara berturut-turut. Berdasarkan hasil uji aktivitas katalis TiO2 mesopori, hanya terbentuk produk CO pada fasa gas setelah reaksi selama 6 jam. Keberadaan produk CO mengindikasikan bahwa reaksi mengikuti mekanisme carbene. Tidak terbentuknya produk lain berupa metana dan metanol kemungkinan karena energi ikatan yang rendah antara katalis dan CO radikal. Hasil uji aktivitas menunjukkan kinetika reaksi sesuai dengan model orde 1 dan model Sips. Hal ini ditandai dengan nilai koefisien korelasi sebesar 0,998 dan 0,994 secara berturut-turut.