Perpustakaan Digital ITB

Ikatan azo (-N=N-) pada zat warna metil jingga merupakan struktur kimia yang sangat stabil, menjadikannya sulit terdegradasi secara alami di lingkungan. Pewarna ini dapat menimbulkan masalah lingkungan yang serius karena sifatnya yang toksik dan berpotensi menjadi polutan organik yang persisten. Salah satu pendekatan yang menjanjikan untuk mengatasi permasalahan ini melalui proses pemutusan ikatan rangkap azo dengan metode fotokatalisis. Metode ini melibatkan material semikonduktor yang mampu memanfaatkan energi cahaya seperti bismuth vanadate (BiVO4). BiVO4 merupakan material semikonduktor tipe-n dengan struktur monoklinik Scheelite mempunyai energi celah pita yang sempit sebesar 2,4 eV karena adanya perbedaan energi antara orbital 6s Bi3+ dan orbital 3d V5+. Celah pita yang sempit ini dianggap ideal untuk proses fotokatalitik di daerah cahaya tampak. Akan tetapi mobilitas elektronnya rendah dan laju rekombinasi elektron-hole yang tinggi mengurangi efektivitas fotokatalitiknya. Modifikasi material ini dilakukan untuk mencegah rekombinasi elektron-hole dengan penambahan Co2+ pada permukaan BiVO4 sebagai charge trap. Dalam penelitian ini, film BiVO4 telah diperoleh dengan metode doctor blade menggunakan serbuk BiVO4 yang disintesis dengan metode hidrotermal, asam sitrat dan etilen glikol sebagai prekursor, binder dan pelarut. Pada film BiVO4 terdoping kobalt, ion Co2+ ditambahkan ke film BiVO4 dengan menyebarkan larutan kobalt(II) nitrat pada permukaan film BiVO4 yang telah disiapkan. Pola difraksi sinar-X (XRD) menunjukkan bahwa sampel film adalah polikristalin dengan struktur monoklinik Scheelite. Selain itu, pada film teramati adanya peningkatan intensitas yang cukup signifikan pada bidang (040). Bila dibandingkan dengan ruah, film BiVO4 memiliki kecenderungan pertumbuhan kristal ke arah sumbu b. Modifikasi permukaan dengan ion Co2+ tidak menunjukkan adanya perubahan struktur kristal BiVO4 yang mengindikasikan bahwa ion Co2+ hanya berada pada permukaan saja. Sifat optik film dianalisis dengan spektroskopi reflektansi difusi UV-vis (UV-vis DRS). Nilai energi celah pita (Eg) film ditentukan dengan menggunakan plot Tauc dan diperoleh nilainya sebesar 2,51 eV untuk transisi elektronik direct allowed. Film BiVO4 terdoping Co menunjukkan dua tepi serapan pada 2,28 eV dan 1,45 eV untuk transisi elektronik direct allowed yang menunjukkan adanya keadaan cacat yang berasal dari penggabungan kobalt pada permukaan. Kinerja fotokatalitik untuk reaksi pemutusan ikatan azo (-N=N-) pada metil jingga dilakukan di bawah paparan sinar tampak (? = 380 ? 680 nm, 18 W) pada suhu ruang selama 90 menit dengan konsentrasi 5 ppm. Hasilnya penelitian menunjukkan bahwa persen degradasi mencapai 90%, mengikuti kinetika reaksi orde nol dengan tetapan laju reaksi (k) sebesar 3,67833 × 10?3 ± 4,79039 × 10-4 a.u. menit?1.