Analisis Pengaruh Temperatur Kalsinasi Sintesis Material ZnO Dengan Prekursor ZnCl2 terhadap Aktivitas Fotokatalitik CuO/ZnO untuk Mereduksi CO2

Ramadhan, Muhammad Andra (2025) Analisis Pengaruh Temperatur Kalsinasi Sintesis Material ZnO Dengan Prekursor ZnCl2 terhadap Aktivitas Fotokatalitik CuO/ZnO untuk Mereduksi CO2. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5011211032_Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2027. Download (13MB) | Request a copy

Abstract

Material fotokatalis merupakan material yang dengan bantuan cahaya bertindak sebagai katalisator untuk meningkatkan laju reaksi dan menginisasi reaksi kimia. Material semikonduktor dapat digunakan sebagai material fotokatalis untuk reduksi CO2. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh temperatur kalsinasi pada proses sintesis semikonduktor ZnO terhadap performa aktivitas fotokatalitik material komposit CuO/ZnO dalam reduksi CO2. Proses sintesis CuO digunakan prekursor Cu(CH3COO)2 dengan menggunakan metode co-precipitation, ZnO dari ZnCl2 dilakukan dengan metode yang sama, dan komposit CuO/ZnO menggunakan teknik hidrotermal. Variasi yang digunakan pada penelitian ini merupakan variasi temperatur kalsinasi pada sintesis ZnO yaitu 500°C, 550°C, dan 600°C yang digunakan pada variasi komposit CuO/ZnO. Karakterisasi material yang dilakukan meliputi Scanning Electron Microscopy – Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX), Fourier Transform Infra Red (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD), dan UV-Visible Spectroscopy (UV-Vis). Pengujian yang digunakan seperti Cyclic Voltammetry (CV), Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), dan Gas Chromatography Mass Spectroscopy (GCMS) dilakukan untuk menganalisis performa aktivitas fotokatalitik material. Pengaruh kenaikan temperatur kalsinasi pada material ZnO menyebabkan kenaikan ukuran kristal dari ZnO yang dikeringkan yaitu 28.83 nm menjadi 29.34 nm, 63.45 nm, dan 75.92 nm. Sementara tingkat kristalinitas naik dari 46.55% menjadi 53.07%, 58.09%, dan 59.60% untuk material ZnO-500°C, ZnO-550°C, dan ZnO-600°C. Aktivitas fotokatalitik material CuO menunjukkan kemampuan reduksi CO2 dan DMF dengan persentase konversi sebesar 17.40%. Aktivitas fotokatalitik pada material ZnO menunjukkan performa reduksi CO2 dan DMF dengan persentase konversi sebesar 65.67%, 66.28%, dan 68.86% untuk material ZnO-500°C, ZnO-550°C, dan ZnO-600°C. Pada material ZnO menunjukkan performa fotokatalitik terbaik pada material ZnO-600°C dengan persentase reduksi CO2 sebesar 66.86%, menunjukkan kenaikan seiring dengan kenaikan temperatur kalsinasi. Aktivitas fotokatalitik material komposit CuO/ZnO menunjukkan performa reduksi CO2 dan DMF dengan persentase konversi sebesar 68.23%, 39.45%, dan 34.09% untuk material CA 500, CA550, dan CA600. Aktivitas fotokatalitik menunjukkan penurunan seiring dengan penggunaan ZnO dengan temperatur kalsinasi tinggi. Material CuO/ZnO dengan variasi CA500 menunjukkan performa terbaik dalam reduksi CO2 dengan persentase konversi CO2 dan DMF sebesar 68.23%. Pada penelitian ini menunjukkan kemampuan fotokatalitik dipengaruhi oleh karakteristik, sifat optik, dan performa elektrokimia. Namun selain itu, perlu dikaji lebih lanjut juga terhadap permukaan aktif material. Hal ini karena performa sebagai katalis bergantung juga pada seberapa besar permukaan aktif material dalam memfasilitasi reaksi.
===============================================================================================================================
Photocatalyst materials are materials that, with the help of light, act as catalysts to increase reaction rates and initiate chemical reactions. Semiconductor materials can be used as photocatalyst materials for CO2 reduction. This study aims to analyse the effect of calcination temperature in the synthesis process of ZnO semiconductor on the performance of photocatalytic activity of CuO/ZnO composite material in CO2 reduction. The CuO synthesis process used the precursor Cu(CH3COO)2 using the co-precipitation method, ZnO from ZnCl2was carried out by the same method, namely co-precipitation, and CuO/ZnO composites using hydrothermal techniques. The variation used in this study is the variation of calcination temperature in ZnO synthesis, namely 500°C, 550°C, and 600°C used in CuO/ZnO composite variations. Material characterisation carried out includes Scanning Electron Microscopy -Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX), Fourier Transform Infra Red (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD), and UV-Visble Spectroscopy (UV-Vis). Tests such as Cyclic Voltammetry (CV), Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), and Gas Chromatography Mass Spectroscopy (GCMS) were used to analyse the photocatalytic activity performance of the materials. The effect of increasing the calcination temperature on the ZnO material causes an increase in the crystal size of the dried ZnO from 28.83 nm to 29.34 nm, 63.45 nm, and 75.92 nm. While the crystallinity level increased from 46.55% to 53.07%, 58.09%, and 59.60% for ZnO-500°C, ZnO-550°C, and ZnO-600°C materials. The photocatalytic activity of CuO material shows CO2 and DMF reduction performance with conversion percentage of 17.40%. Photocatalytic activity on ZnO material shows CO2 and DMF reduction performance with a percentage conversion of 65.67%, 66.28%, and 68.86% for ZnO-500°C, ZnO-550°C, and ZnO�600°C materials. The ZnO material showed the best photocatalytic performance at ZnO-600°C with a reduction percentage of 68.86%, showing an increase alon with the increase in calcination temperature. The photocatalytic activity of CuO/ZnO composite material shows CO2 and DMF reduction performance with a conversion percentage of 68.23%, 39.45%, and 34.09% for CA 500, CA550, and CA600 materials. The photocatalytic activity showed a decrease along with the use of ZnO with high calcination temperature. CuO/ZnO material with CA500 variation showed the best performance in CO2 and DMF reduction with conversion percentage of 68.23%. This study shows that photocatalytic ability is influenced by characteristics, optical properties, and electrochemical performance. But besides that, it is also necessary to further study the active surface of the material. This is because the performance as a catalyst also depends on how much the active surface of the material facilitates the reaction.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	CO2, CuO, CuO/ZnO, Temperatur Kalsinasi, ZnO Calcination Temperature, CO2, CuO, CuO/ZnO, , ZnO
Subjects:	Q Science > QC Physics > QC173.4.C63 Composite materials Q Science > QD Chemistry > QD115 Electrochemical analysis Q Science > QD Chemistry > QD181.Z6 Zinc oxide Q Science > QD Chemistry > QD716 Photocatalysis.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Muhammad Andra Ramadhan
Date Deposited:	22 Jan 2025 07:51
Last Modified:	22 Jan 2025 07:51
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/116605

Actions (login required)

View Item