Sintesis Dan Karakterisasi Komposit Tio2/Nanopartikel Karbon (C-Dot) Dan Aplikasinya Sebagai Fotokatalis Untuk Degradasi Perkloroetilena.
SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT TiO2/NANOPARTIKEL
KARBON (C-dot) DAN APLIKASINYA SEBAGAI FOTOKATALIS
UNTUK DEGRADASI PERKLOROETILENA
DEDRI SYAFEI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul “Sintesis dan Karakterisasi
Komposit TiO2/Nanopartikel Karbon (C-dot) dan Aplikasinya Sebagai Fotokatalis
untuk Degradasi Perkloroetilena” adalah benar karya saya dari arahan komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun di perguruan tinggi mana
pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Juni 2016
Dedri Syafei
NIM G451130261
RINGKASAN
DEDRI SYAFEI. Sintesis dan Karakterisasi Komposit TiO2/Nanopartikel Karbon
(C-dot) dan Aplikasinya Sebagai Fotokatalis untuk Degradasi Perkloroetilena.
Dibimbing oleh SRI SUGIARTI dan NOVIYAN DARMAWAN.
Komposit TiO2/C-dot disintesis dengan metoda sol-gel dan telah diselidiki
sebagai katalis untuk degradasi fotokatalitik senyawa pencemar perkloroetilena
(PCE). Sifat fotoluminesens ditunjukkan dari analisis visual menggunakan lampu
UV (365 nm), dan produk hasil sintesis dikarakterisasi menggunakan difraksi sinarX (XRD), Fourier Transform Infrared (FTIR), spektrofotometer fluoresens,
Scanning Electron Mocroscope (SEM) dan spektrofotometer UV-Vis.
Hasil analisis XRD dan FTIR menunjukkan bahwa C-dot terikat secara fisik
dalam TiO2. C-dot tidak kehilangan sifat fluoresensnya walaupun dikomposit
dengan TiO2. C-dot dapat menurunkan nilai energi celah pita optik TiO2 dalam
komposit TiO2/C-dot sehingga memperlebar jangkauan serapan TiO2 dan
meningkatkan aktivitas fotolatalitik TiO2. Degradasi PCE 0.1% (v/v) dalam fasa
cair telah diselidiki di bawah sinar matahari selama 2 jam. Efektivitas fotodegradasi
ditentukan menggunakan kromatografi gas. Komposit TiO2/C-dot 2.5% (b/b)
berhasil mendegradasi PCE di bawah sinar matahari dan efektivitas fotodegradasi
mencapai 89.45%.
Kata kunci : Komposit TiO2/C-dot, fotokatalitik, degradasi, perkloroetilena.
SUMMARY
DEDRI SYAFEI. Synthesis and Characterization of TiO2/Carbon Nanoparticle (Cdot) Composites and Their Application As Photocatalysts to Degrade of
Perchloroethylene. Supervised by SRI SUGIARTI dan NOVIYAN DARMAWAN.
TiO2/C-dot composites were syntesised by the sol-gel method and
investigated as catalysts for photocatalytic degradation of pollutants
perchloroethylene (PCE). The composites photoluminescence properties was
shown by visual analysis using UV lamp sourch (365 nm) and the synthesis product
was characterized by X-Ray diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared (FTIR)
to investigate, fluorescence spectrophotometer, Scanning Electron Mocroscope
(SEM), and UV-Vis spectrophotometer.
According to analysis results, the C-dots were physically bound on TiO2 and
did not lose their fluorescence properties in the composites and they also reduced
the band gap of TiO2 in the TiO2/C-dot composite, thereby was widening the TiO2
uptake range and increasing the TiO2 photocatalytic activity. Degradation of PCE
0.1% (v/v) in the aqueous phase was investigated under sunlight irradiation for 2 h.
Photodegrade effectiveness of PCE was determined by GC. Composites of TiO2/Cdot 2.5% (w/w) was succesfully to degrade PCE under sunlight irradiation and its
photodegrade effectiveness was up to 89.45%.
Keywords: TiO2/C-dot composites, photocatalytic, degradation, perchloroethylene
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau
menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT TiO2/NANOPARTIKEL
KARBON (C-dot) DAN APLIKASINYA SEBAGAI FOTOKATALIS
UNTUK DEGRADASI PERKLOROETILENA
DEDRI SYAFEI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Kimia
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. Komar Sutriah, MS
Judul Tesis
Nama
NIM
: Sintesis dan karakterisasi komposit TiO2/nanopartikel karbon (Cdot) dan aplikasinya sebagai fotokatalis untuk degradasi
perkloroetilena
: Dedri Syafei
: G451130261
Disetujui oleh:
Komisi Pembimbing
Sri Sugiarti, SSi PhD
Ketua
Dr rer nat Noviyan Darmawan, M.Sc
Anggota
Diketahui oleh:
Ketua Program Studi
Magister Kimia
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof Dr Dyah Iswantini Pradono, MSc Agr
Dr Ir Dahrul Syah, MSc Agr
Tanggal Ujian: 27 Mei 2016
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Segala puji bagi Allah subhanahu wa ta’ala atas rahmat dan karunia-Nya
sehingga penulis dapat menyeleasikan tesis yang berjudul “Sintesis dan
Karakterisasi Komposit TiO2/Nanopartikel Karbon (C-dot) dan Aplikasinya
Sebagai Fotokatalis untuk Degradasi Perkloroetilena”. Keberhasilan ini tidak dapat
penulis raih sendiri tetapi dengan bantuan, bimbingan dan petunjuk dari berbagai
pihak.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada ketua komisi pembimbing Ibu
Sri Sugiarti, Ph.D dan Bapak Dr rer nat Noviyan Darmawan, M.Sc sebagai anggota
komisi pembimbing, yang telah memberikan bimbingan, arahan dan saran kepada
penulis dalam menyempurnakan tesis ini. Terima kasih juga penulis ucapkan
kepada Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (DIKTI) atas kesempatan yang
diberikan kepada penulis untuk melanjutkan pendidikan Magister melalui program
beasiswa BPPDN. Terima kasih kepada kedua orang tua, kakak serta seluruh
keluarga besar atas cinta, do’a, dan dukungannya. Tidak lupa ucapan terima kasih
kepada seluruh staf Departemen Kimia IPB, dan rekan-rekan S1 dan S2 khususnya
S2 Kimia 2013 atas bantuan dan kebersamaannya. Dan yang terakhir, penulis
sampaikan terima kasih kepada semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per
satu yang telah membantu dalam penyusunan tesis ini.
Tiada gading yang tak retak, begitu pula penulisan tesis ini yang masih
terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penelitian selanjutnya diharapkan lebih baik
dari penelitian ini. Penulis berharap semoga penelitian ini dapat bermanfaat dan
memberikan kontribusi bagi yang membutuhkan.
Bogor, Juni 2016
Dedri Syafei
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Rumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Ruang Lingkup Penelitian
1
1
2
2
2
2 METODOLOGI
Waktu dan Tempat Penelitian
Alat dan Bahan
Metode Penelitian
3
3
3
3
3 HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Sintesis
Hasil Analisis Difraki Sinar-X
Hasil Analisis Gugus Fungsi
Spektrum Intensitas Fluoresens
Hasil Analisis Morfologi
Hasil Analisis Nilai Energi Celah (Band Gap)
Hasil Uji Fotokatalis
5
5
7
8
9
10
10
12
4 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
14
14
14
DAFTAR PUSTAKA
15
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP
DAFTAR GAMBAR
1 (a) Serbuk C-dot, (b) Ragam Kadar Urea dalam C-dot (0%; 20%; 40%;
60%; 80% secara berurutan di baah lampu biasa (c) di baah lampu UV
365 nm.
2 (a) Serbuk TiO2 dan Komposit TiO2/C-dot, (b) Larutan TiO2 dan
Komposit TiO2/C-dot di bawah lampu biasa (c) di bawah lampu UV
365 nm.
3 Difraksi Sinar-X C-dot, TiO2, dan Komposit TiO2/C-dot.
4 Analisis Gugus Fungsi dengan FTIR C-dot, TiO2, dan Komposit
TiO2/C-dot.
5 Hubungan antara Panjang Gelombang dengan Intensitas Fluoresens
C-dot, Komposit TiO2/C-dot, dan TiO2.
6 Morfologi permukaan (a) TiO2 dan (b) Komposit TiO2/C-dot.
7 Hasil Pengukuran UV-Vis terhadap C-dot, Komposit TiO2/C-dot, dan TiO2.
8 Energi Celah Pita Optik C-dot, Komposit TiO2/C-dot, dan TiO2.
9 Kromatogram (a) Blanko dan (b) Standar.
10 Aktivitas Fotokatalitik Komposit TiO2/C-dot.
6
7
8
9
9
10
11
11
12
13
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
Bagan Alir Penelitian.
Perhitungan Rendemen Sintesis C-dot.
Data Hasil Analisis sinar-X menggunakan XRD.
Data Hasil Analisis Gugus Fungsi menggunakan FTIR.
Uji Fotokatalis dalam Sistem Suspensi.
Penentuan Energi Celah (Band Gap)
Data Hasil Uji Fotokatalis
18
19
20
24
26
27
29
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Nanopartikel karbon berfluoresens merupakan karbon yang berukuran nano
(< 10 m) yang memiliki sifat fotoluminesens. Adanya sifat fotoluminesens yang
dihasilkan oleh nanopartikel karbon (C-dot) menjadikan C-dot menarik untuk
diteliti lebih lanjut. Penelitian yang dilakukan oleh Li et al. (2010) menunjukkan
bahwa C-dot dapat memancarkan fotoluminesens yang terang pada rentang
panjang gelombang daerah cahaya tampak hingga inframerah dekat jika disinari
dengan panjang gelombang eksitasi 240-580 nm. Kelebihan lain yang dimiliki oleh
C-dot diantaranya kelarutan yang baik dalam air, bahan baku murah, tidak
menggunakan logam berat, proses sintesis yang efisien, sensitivitas dan selektivitas
yang tinggi pada analat target, toksisitas yang rendah, biokompatibel, serta
fotostabilitas yang baik (Yang et al. 2013).
Pemanfaatan hasil sintesis C–dot ini telah digunakan sebagai fotokatalis
dalam sistem kompleks dengan bahan lain karena sifat fotoluminesens yang
dimiliki C-dot. Zhang et al. (2012) menyatakan bahwa C-dot bertindak sebagai
penampung dan penjerap elektron pada Ag3PO4/C-dot serta dapat menyerap
gelombang cahaya yang lebih panjang (dieksitasi dengan panjang gelombang 7001000 nm) kemudian memancarkan gelombang cahaya yang lebih pendek (300-650
nm). Penelitian yang telah dilakukan oleh Li et al. (2010) menunjukkan bahwa
produk C–dot yang dikomposit dengan bahan lain dapat menghasilkan produk yang
memiliki kemampuan fotokatalitik lebih baik jika dibandingkan dengan
kemampuan masing-masing komponen penyusunnya.
Fotokatalitik merupakan suatu reaksi yang dipengaruhi oleh cahaya dan
katalis secara bersama-sama yang dibagi menjadi 2 (dua) macam yaitu fotokatalitik
homogen dan fotokatalitik heterogen. Proses fotokatalitik homogen dilakukan
dengan bantuan zat pengoksidasi seperti hidrogen peroksida, sementara proses
fotokatalitik heterogen dengan bantuan semikonduktor yang diiradiasi dengan sinar
UV. Titanium dioksida (TiO2), seng oksida (ZnO), dan cadmium sulfida (CdS)
merupakan contoh semikonduktor yang dapat digunakan untuk proses fotokatalitik
heterogen (Peratitus et al. 2004). Namun, Semikonduktor TiO2 merupakan katalis
yang banyak dipilih untuk proses fotokatalitik karena TiO2 bersifat inert secara
biologi dan kimia, stabil terhadap korosi akibat foton, stabil terhadap korosi akibat
kimia, tidak beracun, dan harganya relatif murah. (Mills dan Le Hunte 1997).
Titaniun dioksida (TiO2) diketahui dapat mendegradasi limbah organik
menjadi senyawa-senyawa yang lebih ramah lingkungan, seperti H2O dan CO2
(Hagfeld dan Gratzel 1995). Namun, hanya
KARBON (C-dot) DAN APLIKASINYA SEBAGAI FOTOKATALIS
UNTUK DEGRADASI PERKLOROETILENA
DEDRI SYAFEI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul “Sintesis dan Karakterisasi
Komposit TiO2/Nanopartikel Karbon (C-dot) dan Aplikasinya Sebagai Fotokatalis
untuk Degradasi Perkloroetilena” adalah benar karya saya dari arahan komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun di perguruan tinggi mana
pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Juni 2016
Dedri Syafei
NIM G451130261
RINGKASAN
DEDRI SYAFEI. Sintesis dan Karakterisasi Komposit TiO2/Nanopartikel Karbon
(C-dot) dan Aplikasinya Sebagai Fotokatalis untuk Degradasi Perkloroetilena.
Dibimbing oleh SRI SUGIARTI dan NOVIYAN DARMAWAN.
Komposit TiO2/C-dot disintesis dengan metoda sol-gel dan telah diselidiki
sebagai katalis untuk degradasi fotokatalitik senyawa pencemar perkloroetilena
(PCE). Sifat fotoluminesens ditunjukkan dari analisis visual menggunakan lampu
UV (365 nm), dan produk hasil sintesis dikarakterisasi menggunakan difraksi sinarX (XRD), Fourier Transform Infrared (FTIR), spektrofotometer fluoresens,
Scanning Electron Mocroscope (SEM) dan spektrofotometer UV-Vis.
Hasil analisis XRD dan FTIR menunjukkan bahwa C-dot terikat secara fisik
dalam TiO2. C-dot tidak kehilangan sifat fluoresensnya walaupun dikomposit
dengan TiO2. C-dot dapat menurunkan nilai energi celah pita optik TiO2 dalam
komposit TiO2/C-dot sehingga memperlebar jangkauan serapan TiO2 dan
meningkatkan aktivitas fotolatalitik TiO2. Degradasi PCE 0.1% (v/v) dalam fasa
cair telah diselidiki di bawah sinar matahari selama 2 jam. Efektivitas fotodegradasi
ditentukan menggunakan kromatografi gas. Komposit TiO2/C-dot 2.5% (b/b)
berhasil mendegradasi PCE di bawah sinar matahari dan efektivitas fotodegradasi
mencapai 89.45%.
Kata kunci : Komposit TiO2/C-dot, fotokatalitik, degradasi, perkloroetilena.
SUMMARY
DEDRI SYAFEI. Synthesis and Characterization of TiO2/Carbon Nanoparticle (Cdot) Composites and Their Application As Photocatalysts to Degrade of
Perchloroethylene. Supervised by SRI SUGIARTI dan NOVIYAN DARMAWAN.
TiO2/C-dot composites were syntesised by the sol-gel method and
investigated as catalysts for photocatalytic degradation of pollutants
perchloroethylene (PCE). The composites photoluminescence properties was
shown by visual analysis using UV lamp sourch (365 nm) and the synthesis product
was characterized by X-Ray diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared (FTIR)
to investigate, fluorescence spectrophotometer, Scanning Electron Mocroscope
(SEM), and UV-Vis spectrophotometer.
According to analysis results, the C-dots were physically bound on TiO2 and
did not lose their fluorescence properties in the composites and they also reduced
the band gap of TiO2 in the TiO2/C-dot composite, thereby was widening the TiO2
uptake range and increasing the TiO2 photocatalytic activity. Degradation of PCE
0.1% (v/v) in the aqueous phase was investigated under sunlight irradiation for 2 h.
Photodegrade effectiveness of PCE was determined by GC. Composites of TiO2/Cdot 2.5% (w/w) was succesfully to degrade PCE under sunlight irradiation and its
photodegrade effectiveness was up to 89.45%.
Keywords: TiO2/C-dot composites, photocatalytic, degradation, perchloroethylene
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau
menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT TiO2/NANOPARTIKEL
KARBON (C-dot) DAN APLIKASINYA SEBAGAI FOTOKATALIS
UNTUK DEGRADASI PERKLOROETILENA
DEDRI SYAFEI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Kimia
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. Komar Sutriah, MS
Judul Tesis
Nama
NIM
: Sintesis dan karakterisasi komposit TiO2/nanopartikel karbon (Cdot) dan aplikasinya sebagai fotokatalis untuk degradasi
perkloroetilena
: Dedri Syafei
: G451130261
Disetujui oleh:
Komisi Pembimbing
Sri Sugiarti, SSi PhD
Ketua
Dr rer nat Noviyan Darmawan, M.Sc
Anggota
Diketahui oleh:
Ketua Program Studi
Magister Kimia
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof Dr Dyah Iswantini Pradono, MSc Agr
Dr Ir Dahrul Syah, MSc Agr
Tanggal Ujian: 27 Mei 2016
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Segala puji bagi Allah subhanahu wa ta’ala atas rahmat dan karunia-Nya
sehingga penulis dapat menyeleasikan tesis yang berjudul “Sintesis dan
Karakterisasi Komposit TiO2/Nanopartikel Karbon (C-dot) dan Aplikasinya
Sebagai Fotokatalis untuk Degradasi Perkloroetilena”. Keberhasilan ini tidak dapat
penulis raih sendiri tetapi dengan bantuan, bimbingan dan petunjuk dari berbagai
pihak.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada ketua komisi pembimbing Ibu
Sri Sugiarti, Ph.D dan Bapak Dr rer nat Noviyan Darmawan, M.Sc sebagai anggota
komisi pembimbing, yang telah memberikan bimbingan, arahan dan saran kepada
penulis dalam menyempurnakan tesis ini. Terima kasih juga penulis ucapkan
kepada Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (DIKTI) atas kesempatan yang
diberikan kepada penulis untuk melanjutkan pendidikan Magister melalui program
beasiswa BPPDN. Terima kasih kepada kedua orang tua, kakak serta seluruh
keluarga besar atas cinta, do’a, dan dukungannya. Tidak lupa ucapan terima kasih
kepada seluruh staf Departemen Kimia IPB, dan rekan-rekan S1 dan S2 khususnya
S2 Kimia 2013 atas bantuan dan kebersamaannya. Dan yang terakhir, penulis
sampaikan terima kasih kepada semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per
satu yang telah membantu dalam penyusunan tesis ini.
Tiada gading yang tak retak, begitu pula penulisan tesis ini yang masih
terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penelitian selanjutnya diharapkan lebih baik
dari penelitian ini. Penulis berharap semoga penelitian ini dapat bermanfaat dan
memberikan kontribusi bagi yang membutuhkan.
Bogor, Juni 2016
Dedri Syafei
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Rumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Ruang Lingkup Penelitian
1
1
2
2
2
2 METODOLOGI
Waktu dan Tempat Penelitian
Alat dan Bahan
Metode Penelitian
3
3
3
3
3 HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Sintesis
Hasil Analisis Difraki Sinar-X
Hasil Analisis Gugus Fungsi
Spektrum Intensitas Fluoresens
Hasil Analisis Morfologi
Hasil Analisis Nilai Energi Celah (Band Gap)
Hasil Uji Fotokatalis
5
5
7
8
9
10
10
12
4 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
14
14
14
DAFTAR PUSTAKA
15
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP
DAFTAR GAMBAR
1 (a) Serbuk C-dot, (b) Ragam Kadar Urea dalam C-dot (0%; 20%; 40%;
60%; 80% secara berurutan di baah lampu biasa (c) di baah lampu UV
365 nm.
2 (a) Serbuk TiO2 dan Komposit TiO2/C-dot, (b) Larutan TiO2 dan
Komposit TiO2/C-dot di bawah lampu biasa (c) di bawah lampu UV
365 nm.
3 Difraksi Sinar-X C-dot, TiO2, dan Komposit TiO2/C-dot.
4 Analisis Gugus Fungsi dengan FTIR C-dot, TiO2, dan Komposit
TiO2/C-dot.
5 Hubungan antara Panjang Gelombang dengan Intensitas Fluoresens
C-dot, Komposit TiO2/C-dot, dan TiO2.
6 Morfologi permukaan (a) TiO2 dan (b) Komposit TiO2/C-dot.
7 Hasil Pengukuran UV-Vis terhadap C-dot, Komposit TiO2/C-dot, dan TiO2.
8 Energi Celah Pita Optik C-dot, Komposit TiO2/C-dot, dan TiO2.
9 Kromatogram (a) Blanko dan (b) Standar.
10 Aktivitas Fotokatalitik Komposit TiO2/C-dot.
6
7
8
9
9
10
11
11
12
13
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
Bagan Alir Penelitian.
Perhitungan Rendemen Sintesis C-dot.
Data Hasil Analisis sinar-X menggunakan XRD.
Data Hasil Analisis Gugus Fungsi menggunakan FTIR.
Uji Fotokatalis dalam Sistem Suspensi.
Penentuan Energi Celah (Band Gap)
Data Hasil Uji Fotokatalis
18
19
20
24
26
27
29
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Nanopartikel karbon berfluoresens merupakan karbon yang berukuran nano
(< 10 m) yang memiliki sifat fotoluminesens. Adanya sifat fotoluminesens yang
dihasilkan oleh nanopartikel karbon (C-dot) menjadikan C-dot menarik untuk
diteliti lebih lanjut. Penelitian yang dilakukan oleh Li et al. (2010) menunjukkan
bahwa C-dot dapat memancarkan fotoluminesens yang terang pada rentang
panjang gelombang daerah cahaya tampak hingga inframerah dekat jika disinari
dengan panjang gelombang eksitasi 240-580 nm. Kelebihan lain yang dimiliki oleh
C-dot diantaranya kelarutan yang baik dalam air, bahan baku murah, tidak
menggunakan logam berat, proses sintesis yang efisien, sensitivitas dan selektivitas
yang tinggi pada analat target, toksisitas yang rendah, biokompatibel, serta
fotostabilitas yang baik (Yang et al. 2013).
Pemanfaatan hasil sintesis C–dot ini telah digunakan sebagai fotokatalis
dalam sistem kompleks dengan bahan lain karena sifat fotoluminesens yang
dimiliki C-dot. Zhang et al. (2012) menyatakan bahwa C-dot bertindak sebagai
penampung dan penjerap elektron pada Ag3PO4/C-dot serta dapat menyerap
gelombang cahaya yang lebih panjang (dieksitasi dengan panjang gelombang 7001000 nm) kemudian memancarkan gelombang cahaya yang lebih pendek (300-650
nm). Penelitian yang telah dilakukan oleh Li et al. (2010) menunjukkan bahwa
produk C–dot yang dikomposit dengan bahan lain dapat menghasilkan produk yang
memiliki kemampuan fotokatalitik lebih baik jika dibandingkan dengan
kemampuan masing-masing komponen penyusunnya.
Fotokatalitik merupakan suatu reaksi yang dipengaruhi oleh cahaya dan
katalis secara bersama-sama yang dibagi menjadi 2 (dua) macam yaitu fotokatalitik
homogen dan fotokatalitik heterogen. Proses fotokatalitik homogen dilakukan
dengan bantuan zat pengoksidasi seperti hidrogen peroksida, sementara proses
fotokatalitik heterogen dengan bantuan semikonduktor yang diiradiasi dengan sinar
UV. Titanium dioksida (TiO2), seng oksida (ZnO), dan cadmium sulfida (CdS)
merupakan contoh semikonduktor yang dapat digunakan untuk proses fotokatalitik
heterogen (Peratitus et al. 2004). Namun, Semikonduktor TiO2 merupakan katalis
yang banyak dipilih untuk proses fotokatalitik karena TiO2 bersifat inert secara
biologi dan kimia, stabil terhadap korosi akibat foton, stabil terhadap korosi akibat
kimia, tidak beracun, dan harganya relatif murah. (Mills dan Le Hunte 1997).
Titaniun dioksida (TiO2) diketahui dapat mendegradasi limbah organik
menjadi senyawa-senyawa yang lebih ramah lingkungan, seperti H2O dan CO2
(Hagfeld dan Gratzel 1995). Namun, hanya