Fotokatalisis Nanopartikel Magnetis Zinc Ferrite dengan Penyinaran Cahaya UV dan Cahaya Tampak

Abstract

Nanopartikel magnetis ZnFe2O4 telah disintesis menggunakan metode presipitasi untuk degradasi rhodamine B dengan penyinaran cahaya UV dan cahaya tampak. Analisis pola difraksi sinar-X dan spektrum Fourier Transform Infrared (FTIR) menunjukkan pembentukan kubik spinel ZnFe2O4 dengan ukuran kristalit sekitar 13 nm. Spektrum absorpsi dalam rentang cahaya UV (200 nm) sampai cahaya tampak (~ 600 nm) dan celah energi 2,04 eV teramati dari pengukuran spektrofotometer UV-Vis. Sifat magnetik nanopartikel diukur menggunakan vibrating sample magnetometer (VSM) menunjukkan sifat magnet lemah yang sesuai untuk aplikasi magnetis fotokatalis. Nanopartikel ZnFe2O4 menunjukkan aktivitas fotokatalisis dengan cahaya UV maupun cahaya tampak untuk degradasi rhodamine B dengan konstanta laju reaksi 8,2 x 10-3 /menit dan 4,5 x 10-3/menit.

Sintesis Keramik Komposit ZrO2-ZnFe2O4 sebagai Fotokatalis Magnetik untuk Degradasi Metilen Biru

“…Spinel magnet dengan formula MFe2O4 (M = kation logam divalen, seperti: Zn, Mn, Co) merupakan material yang biasanya digunakan sebagai pembawa sifat magnetis (Nurhasanah et al, 2018) dengan struktur kristal kubik spinel (Asmin et al, 2015). Diantara oksida ferit, zinc ferrite (ZnFe2O4) merupakan salah satunya, memiliki nilai band gap Eg 1,9 eV (Shahraki et al, 2012), stabilitas fotokimia yang baik dan pembawa sifat magnetis (Nurhasanah et al, 2018), sehingga pembuatan keramik komposit ZrO2-ZnFe2O4 dilakukan agar komposit mempunyai sifat fotokatalis dan sifat magnetik, serta akan memberikan kemudahan dalam separasi dan regenerasi.…”

“…Nurhasanah et al melaporkan bahwa spinel magnet ZnFe2O4 dengan metode presipitasi dalam mendegradasi larutan rhodamine B, menunjukkan nanopartikel ZnFe2O4 memiliki celah energi 2,04 eV dan memiliki aktivitas fotokatalis yang cukup baik dengan cahaya UV dan cahaya tampak. Penurunan konsentrasi rhodamine B lebih cepat dan tajam setelah diiradiasi dengan cahaya UV dibandingkan dengan cahaya tampak (Nurhasanah et al, 2018).…”

“…Hasil pola difraksi sinar-X ZnFe2O4 dihasilkan dengan International Crystal Structure Database (ICSD) nomor 158837 yang ditunjukkan pada Gambar 3 yaitu pada sudut-sudut (2θ) 29,8°; 35,0°; dan 62,0° serta mempunyai sistem kristal ZnFe2O4 yaitu kubik serta memiliki tingkat kristalinitas 33,50% dan amorfus 66,50%. Nurhasah et al melaporkan hal yg sama bahwa ZnFe2O4 yang disintesis menggunakan metode presipitasi memiliki kecocokan dengan International Crystal Structure Database (ICSD) nomor 158837 yang digunakan yaitu pada sudut-sudut (2θ) 29,97°; 35,29°; dan 62,32° dengan sistem kristal kubik (Nurhasanah et al, 2018). Gambar 4.…”

“…Faktor yang menyebabkan sifat magnet dari ZnFe2O4 lemah yaitu dimungkinkan adanya fasa α-Fe2O3 yang bersifat antiferomagnetik dengan ditandai warna coklat pada sampel, sehingga menyebabkan menurunnya magnetisasi dari ZnFe2O4 (Asmin et al, 2015). Nurhasanah et al melaporkan bahwa ZnFe2O4 mempunyai sifat magnet yang lemah (Nurhasanah et al, 2018). Selain itu, Asmin et al melaporkan bahwa ZnFe2O4 mempunyai sifat magnet yang lemah karena adanya fasa α-Fe2O3 yang bersifat antiferomagnetik (Asmin et al, 2015).…”

“…Sumber cahaya yang digunakan dalam pengujian fotodegradasi metilen biru yaitu sinar UV. Sinar UV menghasilkan foton dengan energi yang lebih besar daripada sinar tampak karena sinar UV akan menyebabkan eksitasi elektron dan pembentukan hole atau lubang elektron yang lebih banyak, serta menghasilkan radikal bebas yang lebih banyak pula sehingga dengan sinar UV menghasilkan degradasi fotokatalis yang lebih cepat (Nurhasanah et al, 2018).…”