Perpustakaan Digital ITB

Pencemaran air akibat limbah zat warna sintetis, khususnya metilen biru, menjadi salah satu permasalahan lingkungan. Metilen biru memiliki toksisitas yang dapat mengganggu kesehatan manusia, sehingga diperlukan teknologi yang efektif untuk menghilangkan zat warna tersebut. Metode fotokatalisis dapat menjadi alternatif yang menguntungkan karena bersifat destruktif. Fotokatalis berbasis semikonduktor CeO? telah banyak dikembangkan untuk aplikasi fotodegradasi polutan organik, namun penggunaannya masih terbatas akibat energi celah pita yang lebar dan laju rekombinasi elektron–hole yang tinggi. Strategi doping logam Cu dan Co pada CeO? dapat mempersempit celah pita dan menekan laju rekombinasi, sehingga berpotensi meningkatkan aktivitas fotokatalitik. Selain itu, pembentukan nanokomposit dengan montmorilonit (MMT) sebagai matriks pendukung dan polianilin (PANI) sebagai konduktor diharapkan dapat mempercepat transfer muatan dan mencegah aglomerasi partikel. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh doping Cu, Co, dan CuCo (co-doping) pada nanokomposit MMT/PANI/CeO? terhadap aktivitas fotodegradasi metilen biru. CeO? terdoping logam disintesis menggunakan metode sol-gel, kemudian dikompositkan dengan MMT/PANI untuk membentuk nanokomposit fotokatalis. Karakterisasi material dilakukan menggunakan X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), X-Ray Fluorescence (XRF), Transmission Electron Microscopy (TEM), Zeta Potential Analyzer, dan UV-Visible Diffuse Reflectance Spectroscopy (UV- Vis DRS). Aktivitas fotokatalitik dievaluasi melalui degradasi larutan metilen biru di bawah iradiasi cahaya UV (? = 366 nm). Hasil karakterisasi XRD menunjukkan bahwa puncak difraktogram CeO? terdoping logam sesuai dengan standar CeO? (COD-7217887) tanpa terbentuknya senyawa lain. Hasil FTIR menunjukkan adanya vibrasi Ce–O pada bilangan gelombang 505 cm?¹, vibrasi N–H khas PANI pada 1303 cm?¹, serta vibrasi Si– O–Al khas MMT pada 526 cm?¹. Hasil UV-Vis DRS menunjukkan nilai energi celah pita CeO?-Co sebesar 2,00 eV, yang mengalami penurunan dari CeO? murni hasil sintesis sebesar 3,17 eV. Analisis XRF menunjukkan bahwa keberadaan dopan Co dan Cu dalam nanokomposit berhasil tervalidasi berdasarkan nilai dari %at (atomic percent) dan %wt (weight percent). Analisis SEM menunjukkan bahwa nanopartikel CeO? terdoping logam telah terdispersi pada permukaan komposit MMT/PANI. Hasil karakterisasi TEM menunjukkan bahwa nanopartikel CeO?-Co memiliki ukuran paling kecil, yaitu sebesar 37,5 nm, partikel CeO2 berbentuk sferis, komposit MMT/PANI menunjukkan bentuk seperti lembaran yang bertumpuk. Material nanokomposit terdoping Co menunjukkan aktivitas fotokatalitik yang lebih tinggi (27,65%) dibandingkan doping Cu dan CuCo dalam mendegradasi metilen biru. Efisiensi degradasi yang diperoleh pada kondisi optimum sebesar 37,83% dengan massa fotokatalis 0,02 gram, konsentrasi metilen biru 10 ppm, pH 5, dan waktu iradiasi selama 60 menit. Berdasarkan studi kinetika, fotodegradasi menggunakan nanokomposit mengikuti model kinetika orde dua, sedangkan adsorpsi nanokomposit mengikuti model kinetika orde satu semu. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa nanokomposit MMT/PANI/CeO? terdoping Cu, Co, dan CuCo berpotensi dikembangkan sebagai material fotokatalis untuk aplikasi pengolahan limbah zat warna dalam lingkungan perairan.