Perpustakaan Digital ITB

Industrialisasi dan urbanisasi telah memperparah krisis air global, dengan industri tekstil menyumbang sekitar 20% dari total polusi air industri global. Zat warna sintetis, yang diproduksi sekitar 10.000 ton per tahun untuk kebutuhan industri tekstil, menjadi masalah khusus karena sekitar 15% di antaranya gagal terikat pada serat selama proses pewarnaan dan dibuang ke badan air sebagai Persistent Organic Pollutants (POPs) yang mengancam ekosistem akuatik dan tahan terhadap metode pengolahan konvensional. Advanced Oxidation Processes (AOPs) berbasis fotokatalitik menawarkan solusi yang menjanjikan dengan memanfaatkan cahaya untuk menghasilkan pasangan elektron-hole yang spesies reaktifnya dapat menyerang dan memineralisasi polutan zat warna organik. Titanium dioksida (TiO2) banyak diteliti untuk aplikasi ini karena kemampuan oksidasinya yang kuat, stabilitas kimia yang tinggi, toksisitas rendah, dan biaya yang murah. Namun, efisiensi praktisnya sangat dibatasi oleh band gap yang lebar (~3,2 eV), yang membatasi aktivasinya hanya pada region ultraviolet, ditambah dengan rekombinasi cepat pasangan elektron-hole. Untuk mengatasi keterbatasan ini, penggabungan TiO2 dengan graphitic carbon nitride (g-C3N4), semikonduktor bebas logam dengan biaya relatif murah dan band gap lebih sempit sekitar 2,7 eV, telah dieksplorasi untuk memperluas respons cahaya ke region tampak dan memisahkan pembawa muatan secara spasial. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis komposit TiO2/g-C3N4 melalui metode hidrotermal dan secara sistematis memverifikasi terbentuknya heterojunction yang genuine melalui karakterisasi multi-teknik yang komprehensif. Hasil struktural dan optik dievaluasi menggunakan XRD, FTIR, SEM-EDS, TEM, UV–Vis DRS, dan spektroskopi PL. XRD mengonfirmasi keberhasilan pembentukan fasa anatase TiO2, sementara FTIR memverifikasi tetap terjaganya mode vibrasi heterosiklik karakteristik g-C3N4 dalam komposit. Analisis morfologi melalui SEM-EDS dan TEM menunjukkan nanopartikel TiO2 dalam kontak erat dengan struktur berlapis g-C3N4. Secara optik, UV–Vis DRS menunjukkan perluasan absorpsi cahaya tampak dengan band gap optik yang menyempit menjadi 1.95 eV pada komposit, dibandingkan dengan TiO2 murni (3,17 eV) dan g-C3N4 murni (2,80 eV). Lebih lanjut, analisis PL menunjukkan quenching emisi yang signifikan (rasio intensitas 9,166), mengindikasikan penekanan efektif terhadap rekombinasi elektron-hole. Secara kolektif, temuan-temuan ini memvalidasi keberhasilan sintesis heterojunction TiO2/g-C3N4 yang genuine dengan transfer muatan interfasial yang efisien, memberikan landasan struktural untuk evaluasi performa fotokatalitik pada penelitian selanjutnya.