Sintesis Komposit TiO2/BNT/ZIF-8 sebagai Fotokatalis untuk Degradasi Metilen Biru

Rahmalina, Nadia Putri (2025) Sintesis Komposit TiO2/BNT/ZIF-8 sebagai Fotokatalis untuk Degradasi Metilen Biru. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5004211158-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Pencemaran lingkungan akibat limbah industri, khususnya zat pewarna sintetis seperti metilen biru (MB), menimbulkan ancaman serius terhadap ekosistem perairan karena sifatnya yang toksik, karsinogenik, dan sulit terdegradasi. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis material berbasis Metal Organic Framework (MOF) ZIF-8 yang dimodifikasi dengan Bentonit (BNT) dan titanium dioksida (TiO2), serta menguji kinerjanya sebagai fotokatalis dalam proses degradasi MB. Sintesis komposit TiO2/BNT/ZIF-8 dilakukan dengan penambahan BNT secara in situ ke dalam ligan 2-metilimidazol sebelum direaksikan dengan seng (II) nitrat tetrahidrat, diikuti dengan penambahan TiO2 ke dalam endapan BNT/ZIF-8 melalui metode impregnasi. Keberhasilan sintesis dikonfirmasi melalui karakterisasi XRD, FTIR, SEM-EDX, dan UV-DRS yang sesuai dengan penelitian sebelumnya. Hasil karakterisasi menunjukkan puncak khas ZIF-8 pada 2θ = 6,94°, 9,98°, 12,36°, 16,06° dan 17,64°. Adanya penambahan BNT dan TiO2 menyebabkan penurunan kristalinitas pada ZIF-8 serta peningkatan ukuran partikel. Modifikasi tersebut juga menyebabkan penurunan band gap yang meningkatkan penyerapan cahaya UV. Material komposit kemudian digunakan sebagai fotokatalis untuk mendegradasi pewarna MB. Hasil uji adsorpsi menunjukkan bahwa ZIF-8, BNT/ZIF, TiO(5)/BNT/ZIF, TiO(15)/BNT/ZIF, dan TiO(25)/BNT/ZIF masing-masing memiliki kapasitas adsorpsi sebesar 22,51; 27,01; 25.65; 24,29; dan 22,84 mg/g, dengan semua material mengikuti model kinetika adsorpsi orde dua semu dan isotermal Langmuir. Pada uji fotokatalitik, ZIF-8, BNT/ZIF, TiO(5)/BNT/ZIF, TiO(15)/BNT/ZIF, dan TiO(25)/BNT/ZIF masing-masing menunjukkan efisiensi degradasi sebesar 78%, 81,14%, 85,07%, 90,1%, dan 80,92% setelah 120 menit iradiasi, dengan semua material mengikuti model kinetika orde satu. Penelitian ini memberikan informasi baru dalam pengembangan fotokatalis berbasis MOF melalui modifikasi dengan lempung dan semikonduktor.
======================================================================================================================================
Environmental pollution caused by industrial waste, particularly synthetic dyes such as methylene blue (MB), poses a serious threat to aquatic ecosystems due to their toxic, carcinogenic, and persistent nature. This study aims to synthesize a Metal-Organic Framework (MOF)-based material, ZIF-8, modified with bentonite (BNT) and titanium dioxide (TiO₂), and to evaluate its performance as a photocatalyst in the degradation of MB. The TiO₂/BNT/ZIF-8 composite was synthesized by adding BNT into a 2-methylimidazole ligand system before reacting with zinc(II) nitrate, followed by the incorporation of TiO₂ into the BNT/ZIF-8 precipitate via an impregnation method. The success of the synthesis was confirmed through XRD, FTIR, SEM-EDX, and UV-DRS characterizations, which were consistent with previous studies. XRD analysis revealed characteristic ZIF-8 peaks at 2θ = 6.94°, 9.98°, 12.36°, 16.06°, and 17.64°. The addition of BNT and TiO₂ resulted in decreased crystallinity and increased particle size of ZIF-8, along with a reduction in band gap energy that enhanced UV light absorption. The resulting composite material was then applied as a photocatalyst for the degradation of MB dye. Adsorption tests showed that ZIF-8, BNT/ZIF, TiO(5)/BNT/ZIF, TiO(15)/BNT/ZIF, and TiO(25)/BNT/ZIF had adsorption capacities of 22.51, 27.01, 25.65, 24.29, and 22.84 mg/g, respectively, all following pseudo-second-order kinetics and Langmuir isotherm models. Photocatalytic tests demonstrated degradation efficiencies of 78%, 81,14%, 85,07%, 90,1%, and 80,92% for the respective materials after 120 minutes of irradiation, with all following first-order kinetic models. This study provides new insights into the development of MOF-based photocatalysts through modification with clay and semiconductor materials.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Bentonit, Fotokatalis, Metilen Biru, TiO2, ZIF-8. Bentonite, photocatalyst, methylene blue, TiO2, ZIF-8
Subjects:	Q Science > QD Chemistry > QD502 Chemical kinetics Q Science > QD Chemistry > QD716 Photocatalysis.
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Nadia Putri Rahmalina
Date Deposited:	05 Aug 2025 10:39
Last Modified:	05 Aug 2025 10:39
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/127509

Actions (login required)

View Item