Perpustakaan Digital ITB

Peningkatan kadar karbon dioksida (CO2) di atmosfer akibat penggunaan bahan bakar fosil memberikan dampak buruk seperti perubahan iklim dan pemanasan global. Salah satu penanggulangan yang dapat dilakukan adalah mereduksi CO2 dengan bantuan katalis menjadi bahan organik yang berguna seperti metanol (CH3OH), metana (CH4) dan asam format (HCOOH). Seng oksida (ZnO) merupakan material semikonduktor yang kerap dimanfaatkan sebagai fotokatalis reduksi CO2 karena relatif murah dan mudah diproduksi, serta memiliki fotosensitivitas yang tinggi. Namun, kinerja ZnO sebagai fotokatalis terbatas akibat energi celah pita (band gap energy) yang lebar, sehingga ZnO sulit menyerap cahaya tampak. Untuk mengatasi hal tersebut, ZnO dapat dikompositkan dengan MXene, suatu nanomaterial berbasis karbida/nitrida logam transisi. MXene memiliki sifat yang ideal sebagai ko-katalis seperti luas permukaan yang lebar, stabilitas mekanik dan kimiawi yang tinggi, serta konduktivitas yang tinggi. Berdasarkan pertimbangan sifat tersebut, penelitian ini bertujuan untuk menyintesis nanokomposit MXene/ZnO dan menguji aktivitas fotokatalitiknya menggunakan senyawa bikarbonat (HCO3–) sebagai prekursor alternatif. Senyawa-senyawa yang disintesis meliputi MXene Ti3C2Tx; ZnO dari 4 prekursor berbeda, yakni Zn(NO3)2 (ZP1), ZnCl2 (ZP2), Zn(CH3COO)2 (ZP3), dan ZnSO4 (ZP4); serta katalis MXene/ZnO (M-ZP). Serangkaian karakterisasi yang terdiri atas X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), dan UV-Visible Diffuse Reflectance Spectroscopy (UV-DRS) dilakukan untuk mengonfirmasi terbentuknya senyawa hasil sintesis. Setelah uji fotoreduksi, ZP1 didapatkan memiliki aktivitas fotokatalitik tertinggi dengan nilai 197,07 mmol asam format/gram katalis, sekalipun tidak memiliki energi celah pita terendah di antara keempat sampel ZnO. Hal ini disebabkan karena pengaruh morfologi dan ukuran kristalit ZP1. M-ZP1, komposit antara MXene dengan ZP1, menunjukkan penurunan energi celah pita dan peningkatan energi ekor Urbach yang tinggi. Hal ini direfleksikan oleh aktivitas fotokatalitiknya yang makin meningkat dari ZP1, dengan nilai 228,33 mmol asam format/gram katalis. Peningkatan performa ini diatributkan kepada interaksi Schottky junction pada daerah antarmuka MXene dengan ZnO yang menahan rekombinasi muatan pada permukaan ZnO.