Sintesis Komposit ZnO/UiO-66 Dari Pasir Zirkon Sebagai Fotokatalis Untuk Degradasi Metilen Biru Dalam Air

Amrulloh, Razzan (2026) Sintesis Komposit ZnO/UiO-66 Dari Pasir Zirkon Sebagai Fotokatalis Untuk Degradasi Metilen Biru Dalam Air. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5004221111-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Krisis air bersih menjadi tantangan global yang diperparah oleh limbah industri yang mengandung zat warna organik. Pada penelitian ini, kombinasi material digunakan sebagai fotokatalis untuk degradasi metilen biru sebagai polutan organik. Mineral zirkonium yang berasal dari pasir zirkon berhasil diekstraksi sebagai prekursor UiO-66. Material ZnO berhasil disintesis melalui metode presipitasi, UiO-66, dan komposit ZnO/UiO-66 berhasil disintesis dengan metode solvotermal memanfaatkan hasil ekstraksi pasir zirkon. Hasil XRD material komposit menunjukkan puncak khas UiO-66 dengan penurunan intensitas dan sedikit pergeseran akibat interaksi dengan ZnO, sementara puncak khas ZnO mulai muncul pada komposit dengan kandungan ZnO tertinggi, yang menegaskan keberhasilan pembentukan komposit ZnO/UiO-66. Spektrum FTIR mengonfirmasi bahwa struktur UiO-66 tetap stabil setelah pengompositan dengan ZnO, yang ditunjukkan oleh terdeteksinya pita khas ligan karboksilat dan ikatan Zr-O, serta munculnya pita Zn-O sebagai indikasi keberhasilan inkorporasi ZnO dalam komposit. Hasil SEM menunjukkan bahwa UiO-66 memiliki morfologi berupa kristal berukuran kecil yang saling beragregasi, sedangkan komposit 10ZU mempertahankan morfologi dasar UiO-66 namun dengan tingkat aglomerasi yang lebih tinggi akibat keberadaan fase ZnO yang terdispersi pada permukaan UiO-66. Hasil uji adsorpsi seluruh material mencapai kesetimbangan pada menit 50. Seluruh material mengikuti model kinetika adsorpsi orde dua semu yang berlangsung melalui mekanisme kemisorpsi. Pada isotermal adsorpsi, ZnO dan UiO-66 mengikuti model Freundlich dimana proses adsorpsi berlangsung pada permukaan heterogen sedangkan komposit mengikuti model Langmuir yang berlangsung pada permukaan homogen. Hasil uji fotokatalitik terhadap pewarna metilen biru menunjukkan bahwa keberadaan material ZnO pada komposit dapat meningkatkan kinerja fotokatalitik. Fotokatalitik MB oleh ZnO, UiO-66, dan 5ZU mengikuti kinetika orde satu, sedangkan komposit 10ZU serta 20ZU mengikuti kinetika orde dua, dengan komposit 10ZU menunjukkan efisiensi tertinggi mencapai 94,95% degradasi. Aktivitas fotokatalitik yang tinggi dikarenakan luas permukaan besar pada UiO-66 dan banyaknya situs aktif pada ZnO. Penelitian ini membuktikan bahwa UiO-66 yang disintesis dari pasir zirkon efektif sebagai pembawa ZnO untuk meningkatkan aktivitas fotokatalitik dalam degradasi pewarna metilen biru.
==================================================================================================================================
The clean water crisis has become a global challenge exacerbated by industrial wastewater containing organic dyes. In this study, a combination of materials was employed as a photocatalyst for the degradation of methylene blue as an organic pollutant. Zirconium minerals derived from zircon sand were successfully extracted and utilized as precursors for UiO-66 synthesis. ZnO was successfully synthesized via the precipitation method, while UiO-66 and ZnO/UiO-66 composites were synthesized through a solvothermal method using the extracted zircon sand. XRD results of the composite materials revealed characteristic peaks of UiO-66 with reduced intensity and slight peak shifts due to interactions with ZnO, while characteristic ZnO peaks began to appear at the highest ZnO loading, confirming the successful formation of ZnO/UiO-66 composites. FTIR spectra confirmed that the UiO-66 structure remained stable after composite formation with ZnO, as indicated by the presence of characteristic carboxylate ligand bands and Zr–O bonds, along with the appearance of Zn–O bands signifying successful ZnO incorporation. SEM analysis showed that UiO-66 exhibited small aggregated crystalline morphology, whereas the 10ZU composite retained the basic UiO-66 morphology with a higher degree of agglomeration due to the presence of dispersed ZnO phases on the UiO-66 surface. Adsorption tests indicated that all materials reached equilibrium within 50 minutes, and all followed a pseudo-second-order kinetic model associated with a chemisorption mechanism. In adsorption isotherm studies, ZnO and UiO-66 followed the Freundlich model, indicating adsorption on heterogeneous surfaces, while the composites followed the Langmuir model, suggesting adsorption on homogeneous surfaces. Photocatalytic tests on methylene blue demonstrated that the presence of ZnO in the composites enhanced photocatalytic performance. The photocatalytic degradation of methylene blue by ZnO, UiO-66, and 5ZU followed first-order kinetics, whereas the 10ZU and 20ZU composites followed second-order kinetics, with the 10ZU composite exhibiting the highest degradation efficiency of 94.95%. The high photocatalytic activity is attributed to the large surface area of UiO-66 and the abundant active sites provided by ZnO. This study demonstrates that UiO-66 synthesized from zircon sand is an effective support for ZnO, leading to enhanced photocatalytic activity in methylene blue degradation.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	fotokatalis, pasir zirkon, ZnO, UiO-66, ZnO/UiO-66, metilen biru. photocatalyst, zircon zand, ZnO, UiO-66, ZnO/UiO-66, methylene blue.
Subjects:	Q Science > QD Chemistry > QD716 Photocatalysis. T Technology > TD Environmental technology. Sanitary engineering > TD420 Water pollution
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Razzan Amrulloh
Date Deposited:	02 Feb 2026 07:32
Last Modified:	02 Feb 2026 07:32
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/131646

Actions (login required)

View Item