Perpustakaan Digital ITB

Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis material komposit montmorilonit-polianilin/serium oksida (MMT-PANI/CeO?) sebagai fotokatalis untuk degradasi metilen biru, menentukan komposisi optimum MMT-PANI dan CeO? dalam pembentukan komposit, mengkarakterisasi sifat fisikokimia material, menentukan kondisi optimum fotodegradasi, serta mengevaluasi aktivitas dan model kinetika adsorpsi maupun fotodegradasi metilen biru. Latar belakang penelitian didasari oleh kebutuhan material fotokatalis yang memiliki aktivitas adsorpsi dan fotodegradasi tinggi, sehingga sinergi antara sifat adsorptif MMT- PANI dan aktivitas fotokatalitik CeO? diharapkan dapat meningkatkan efisiensi penghilangan polutan organik. Sintesis MMT-PANI dilakukan melalui metode polimerisasi in situ dengan variasi rasio MMT:anilin (2:1, 1:1, dan 1:2), sedangkan nanopartikel CeO? disintesis menggunakan metode sol-gel berbasis ekstrak daun teh sebagai agen pereduksi dan penstabil. Komposit difabrikasi melalui metode pencampuran disertai sonikasi dengan variasi rasio MMT-PANI:CeO? (1:0,2; 1:0,3; dan 1:0,5). Material yang diperoleh dikarakterisasi menggunakan Fourier Transform Infrared (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD), X-Ray Fluorescence (XRF), Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), Particle Size Analyzer (PSA), dan UV-Vis Diffuse Reflectance Spectroscopy (UV- DRS) untuk mengkaji gugus fungsi, struktur kristal, komposisi unsur, morfologi, distribusi ukuran partikel, dan sifat optik material. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rasio MMT:anilin (2:1) menghasilkan rendemen tertinggi sebesar 2,2052 g dan waktu polimerisasi tercepat selama 6,5 menit karena MMT berperan sebagai mikroreaktor yang mengonsentrasikan monomer serta membatasi pertumbuhan rantai polimer. Nanopartikel CeO? hasil sintesis memiliki celah pita sebesar 2,6299 eV yang mengindikasikan adanya kekosongan oksigen akibat reduksi sebagian Ce?? menjadi Ce³? sehingga meningkatkan aktivitas fotokatalitik. Komposit MMT-PANI/CeO? (1:0,2) menunjukkan karakteristik terbaik dengan kristalinitas sebesar 59,90%, jarak antar bidang 9,9920 Å, dan celah pita 1,4912 eV. Analisis XRF mengonfirmasi peningkatan kandungan Ce seiring bertambahnya CeO?, sedangkan hasil SEM menunjukkan bahwa rasio 1:0,5 mengalami aglomerasi partikel yang menurunkan luas permukaan aktif sehingga mengurangi aktivitas fotokatalitik. Hasil uji fotodegradasi menunjukkan bahwa komposit MMT-PANI/CeO? (1:0,2) memiliki kemampuan adsorpsi sebesar 78,87% dan penyisihan total sebesar 91,64% dengan kontribusi degradasi fotokatalitik sebesar 12,77%. Pengujian fotodegradasi paling optimum terjadi pada pH 5, massa fotokatalis 25 mg, konsentrasi awal metilen biru 10 ppm, dan waktu penyinaran 60 menit. Analisis kinetika menunjukkan bahwa proses adsorpsi mengikuti model kinetika orde satu semu dengan nilai R² sebesar 0,98851 dan kapasitas adsorpsi kesetimbangan (q?) sebesar 13,331 mg g?¹, sedangkan proses fotodegradasi mengikuti model kinetika orde dua dengan nilai R² sebesar 0,92512 dan konstanta laju reaksi (k) sebesar 0,07525 L mg?¹ menit?¹.