Penggunaan Komposit ZnO/Perlite untuk Fotodegradasi Zat Warna Metilen Biru
DOI:
https://doi.org/10.24246/juses.v8i2p150-158Keywords:
Fotodegradasi, Fotokatalis, Metilen biru, Semikonduktor, ZnO/PerliteAbstract
Limbah pembuangan pada industri yang semakin berkembang menyebabkan pencemaran yang disebabkan oleh zat pencemar. Limbah cair yang berasal dari industri tekstil adalah salah satu limbah yang mengandung zat warna beracun seperti metilen biru yang tidak mudah terurai di lingkungan. Maka dari itu, perlu dilakukan suatu cara untuk mengatasi permasalahan tersebut dengan material fotokatalisis. Material fotokatalis yang sering digunakan yaitu oksida logam semikonduktor seperti ZnO. Namun, semikonduktor ZnO masih memiliki keterbatasan dalam aplikasinya. Untuk mengatasi keterbatasan tersebut, katalis ZnO akan dikombinasikan dengan material pendukung seperti perlite yang merupakan material berpori dan ringan. Penelitian ini bertujuan untuk menguji keefektifan ZnO/Perlite dalam mendegradasi zat warna metilen biru. Komposit ZnO/Perlite dengan komposisi 20% menunjukkan aktivitas fotokatalitik yang paling tinggi dibandingkan komposit ZnO/Perlite dengan komposisi 30% dan 10%. Kondisi optimum pada komposit ZnO/Perlite 20% dalam mendegradasi metilen biru dicapai pada kondisi pH 11 dengan massa 0,3 gram dan penyinaran sinar ultraviolet selama 2 jam, aktivitas fotokatalitik yang dihasilkan sebesar 47,59% serta gabungan adsorpsi dan aktivitas fotokatalitik sebesar 78,1%. Pada analisis XRD diperoleh karakteristik puncak kristal ZnO berstruktur wurtzite pada (100); (002); (101); (102); (110); (103); dan (112); sedangkan sudut difraksi 2θ (10o-30o) menunjukkan sifat amorf perlite. Pada hasil DRS diperoleh bahwa komposit ZnO/Perlite 20% memiliki nilai celah pita (band gap) sebesar 3,21 eV.
Downloads
References
Ali, R., & Siew, O. B. (2008). Photodegradation of New Methylene Blue in Aqueous Solution Using Zinc Oxide and Titanium Dioxide as Catalyst. Desalination, 1, 1–14.
Almeida, J. M. F., Silva, D., Damasceno, J. E., & Fernandes, N. S. (2018). Modification of Expanded Perlite with Orthophenanthroline for Formation of Active Sites for Acid Dyes: Preparation and Characterization. Periodico Tche Quimica, 15, 338–344.
Andari, E. Y. D. (2016). Pengaruh pH Awal Metilen Biru dan Lama Penyinaran terhadap Degradasi Metilen Biru Menggunakan Beads TiO2N-Zeolit-Kitosan. Skripsi, Universitas Brawijaya, Malang.
Attia, A. J., Kadhim, S. H., & Hussen, F. H. (2007). Photocatalytic Degradation of Textile Dyeing Wastewater Using Titanium Dioxide and Zinc Oxide. E-Journal of Chemistry, 2, 219–223.
Bemis, R., Nurjanah, S., & Maghviroh, N. A. (2019). Sintesis dan karakterisasi fotokatalis ZnO/Karbon Aktif (KA) dan Aplikasinya Pada Degradasi Rhodamin B. Chempublish Journal, 4(2), 101–113.
Davis, K., Yarbrough, R., Froeschle, M., White, J., & Rathnayake, H. (2019). Band Gap Engineered Zinc Oxide Nanostructure Via a Sol-Gel Synthesis of Solvent Driven Shape-Controlled Crystal Growth. Royal Society of Chemistry, 9, 14638–14648.
Duranoğlu, D. (2016). Preparation of TiO2/Perlite Composites by Using 23-1 Fractional Factorial Design. JOTCSA, 3(3), 299–312. https://doi.org/10.18596/jotcsa.30978.
Dwiasi, D. W., Setyaningtyas, T., & Riyani, K. (2018). Penurunan Kadar Metilen Biru dalam Limbah Batik Sokaraja Menggunakan Sistem Fe2O3-H2O2-UV. Jurnal Rekayasa Kimia & Lingkungan, 13(1), 78–86.
Fernandes, D. M., Winkler, A. A., Lima, S. M., Andrade, L. H. C., Caires, A. R. L., & Pineda, E. A. G. (2011). Preparation, Characterization and Photoluminescence Study of PVA/ZnO Nanocomposite Films. Mater. Chem. Phys., 128, 371–376.
Fiolida, I. A. S. (2016). Preparasi dan Karakterisasi Komposit CuO-Zeolit Alam untuk Fotodegradasi Zata Warna Rhodamin B dengan Sinar Ultraviolet. Skripsi, Universitas Negeri Yogyakarta, Yogyakarta.
Hamdaoui, O., & Chiha, M. (2007). Removal of Methylene Blue from Aqueous Solutions by Wheat Bran. Acta Chimica Slovenica, 54(2), 407–418.
Jumardin, Maddu, A., Santoso, K., & Isnaeni. (2022). Karakteristik Sifat Optik Nano-Partikel Karbon (Carbon Dots) dengan Metode UV-Vis DRS (Ultra Violet-Visible Diffuse Reflectance Spectroscopy). Jurnal Fisika Dan Terapannya, 9(1), 1–15.
Khan, S. H., Suriyaprabha, R., Pathak, B., & Fulekar, M. . (2015). Development of Zinc Oxide Nanoparticle by Sonochemical Method and Study of Their Physical and Optical Properties. Journal Centre of Nanoscience, 18, 1–7.
Kumar, D., Jat, S. K., Khanna, P. K., Vijayan, N., & Banerjee, S. (2012). Synthesis, Characterization and Studies of PVA/Co-Doped ZnO Nanocomposite Films. International Journal of Green Nanotechnology, 4, 408–416.
Lachheb, H., Puzenat, E., Houas, A., Ksibi, M., Elaoui, E., Guillard, C., & Herman, J. M. (2002). Photocatalytic Degradation of Various Types of Dyes (Alizarin S, Crocein Orange G, Methyl Red, Congo Red, Methylene Blue) in Water by UV-Irradiated Titania. Applied Catalysis B, 39, 75–90.
Lestari, Y. D., Wardhani, S., & Khunur, M. M. (2015). Degradasi Methylene Blue Menggunakan Fotokatalis TiO2-N/Zeolit dengan Sinar Matahari. Kimia Student Journal, 1(1), 592-598.
Ngaha, E., Sayen, S., Guillon, E., & Duranoğlu, D. (2019). Process Optimization with Box-Behnken Experimental Design for Photocatalytic Degradation of Thiamethoxam Using Perlite Supported TiO2. Desalination and Water Treatment, 162, 364–375. https://doi.org/10.5004/dwt.2019.24402
Qodri, A. A. (2011). Fotodegradasi Zat Warna Remazol Yellow FG dengan Fotokatalis Komposit TiO2/SiO2. Skripsi, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Qourzal, S., Tamimi, M., Assabane, A., & Ait-Ichou, Y. (2009). Photodegradation of 2-Naphtol Using Nanocrystalline. M. J. Condensed Mater, 11, 55–59.
Silva, N., Júnior, E. D., Almeida, J., Dias, E., Silva, S., & Fernandes, N. (2019). Experimental Design for Optimization of The Photocatalytic Degradation Process of The Remazol Red Dye by The TiO2/Expanded Perlite Composite. Environmental Technology, 0(0), 1–29. https://doi.org/10.1080/09593330.2019.1672794
Syahvalensi, N., Rokhmat, M., & Wibowo, E. (2019). Pengaruh Penambahan Karbon pada Fotokatalist Berbahan Dasar TiO2 untuk Mendegradasi Methylene Blue. E-Prociding of Engineering, 6(1), 1189–1196.
Wang, X., Wang, W., Zhang, J., Gu, Z., Zhou, L., & Zhao, J. (2015). Enhanced Visible Light Photocatalytic Activity of Floating Photocatalyst Based on B-N-codoped TiO2 Grafted on Expanded Perlite. RSC Advances, 10.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Jurnal Sains dan Edukasi Sains
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
