Perpustakaan Digital ITB

Pencemaran mikroplastik di lingkungan akuatik menjadi salah satu permasalahan lingkungan yang semakin serius karena bersifat persisten, sulit terdegradasi, serta berpotensi mengancam ekosistem dan kesehatan manusia. Teknologi fotokatalisis menggunakan material semikonduktor berbasis oksida cerium (CeO?) merupakan salah satu metode yang menjanjikan untuk mengatasi permasalahan tersebut. Namun, CeO? murni masih memiliki keterbatasan berupa laju rekombinasi pasangan e?/h? yang tinggi dan energi celah pita (band gap) yang relatif besar sehingga membatasi aktivitas fotokatalitiknya. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan nanomaterial fotokatalis berbasis komposit kombinasi ion perak (Ag), timah (Sn), montmorilonit (MMT), dan polianilin (PANI) untuk meningkatkan degradasi mikroplastik polistirena (PS). Ag/Sn-CeNP disintesis menggunakan metode green synthesis dengan variasi komposisi Ag:Sn sebesar 0:16, 4:12, 8:8, 12:4, 16:0, serta CeO? tanpa penambahan, kemudian dikompositkan dengan MMT termodifikasi cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) dan sodium dodecyl sulfate (SDS) (MCS) serta PANI. Material hasil sintesis dikarakterisasi menggunakan X-ray Diffraction (XRD), X-ray Fluorescence (XRF), UV–Vis Diffuse Reflectance Spectroscopy (UV–Vis DRS), Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), Particle Size Analyzer (PSA), kemudian diuji aktivitas fotokatalitiknya terhadap degradasi PS di bawah penyinaran sinar ultraviolet (UV). Hasil karakterisasi XRD menunjukkan bahwa seluruh sampel mempertahankan struktur kubik fluorit CeO? sebagai fase utama, disertai pembentukan fase sekunder berupa Ag, Ag?O, Sn, SnO, dan SnO? akibat proses penambahan Ag dan Sn. Variasi CeAgSn8:8 menghasilkan ukuran kristalit terkecil sebesar 14,99 nm, sedangkan hasil TEM menunjukkan ukuran partikel rata-rata sebesar 5,94 ± 1,64 nm. Analisis UV-Vis DRS menunjukkan bahwa pembentukan komposit MCS/PANI menurunkan energi celah pita dari 2,87 eV menjadi 2 eV, sehingga meningkatkan kemampuan material dalam memanfaatkan cahaya. Hasil pengujian menunjukkan bahwa komposit CeAgSn8:8-MCS/PANI memberikan aktivitas fotokatalitik terbaik dengan efisiensi degradasi PS sebesar 99,39% pada waktu iradiasi optimum 60 menit, sedangkan efisiensi adsorpsi mencapai 67,84% dan kontribusi fotokatalitik sebesar 31,55%. Hasil analisis PSA pada waktu optimum menunjukkan bahwa perlakuan menggunakan komposit CeAgSn8:8-MCS/PANI menghasilkan ukuran rata-rata partikel PS sebesar 0,259 ?m dengan Polydispersity Index (PDI) sebesar 0,532. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa peningkatan aktivitas fotokatalitik dikaitkan dengan ukuran kristalit, penurunan band gap, peningkatan pembentukan vakansi oksigen, ukuran partikel yang lebih kecil, serta peran MCS/PANI dalam meningkatkan pemisahan pasangan e?/h? dan pembentukan Reactive Oxygen Species (ROS) pada aktivitas fotokatalitik di lingkungan akuatik.