Sintesis dan karakterisasi ZnO yang diembankan pada zeolit dengan variasi komposisi menggunakan metode sonikasi

INDONESIA :

ZnO merupakan semikonduktor yang dapat digunakan sebagai material fotokatalis dengan energi celah pita sebesar 3,37 eV. Di sisi lain, ZnO masih memiliki keterbatasan dalam pemanfaatannya, salah satunya yakni memilki luas permukaan yang kecil, sehingga kemampuan ZnO untuk mengadsopsi pada proses fotokatalitik relatif rendah. Upaya untuk meningkatkan efisiensi fotokatalitiknya yakni dilakukan modifikasi melalui pengembanan pada material penyangga. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis dan mengetahui perubahan karakter struktur, gugus fungsi, komposisi, serapan sinar material fotokatalis ZnO yang diembankan pada zeolit pada berbagai variasi komposisi antara ZnO dan zeolit.

ZnO yang diembankan pada zeolit alam teraktivasi ini disintesis menggunakan metode sonikasi dengan frekuensi 40 kHz, 100 W. Perbandingan persentase komposisi ZnO/Zeolit yang digunakan dalam penelitian ini yakni 100:0, 25:75, 15:85, 5:95, dan 0:100 dengan waktu sonikasi selama 30 menit. Sampel hasil sintesis dikarakterisasi menggunakan XRD, IR, XRF, DRS UV-Vis.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengembanan ZnO pada zeolit tidak mempengaruhi perubahan struktur baik ZnO yang mempunyai struktur wurtzite dengan grup ruang P63mc maupun zeolit yang mempunyai struktur ortorombik dengan grup ruang CmCm. Spektra IR menunjukkan modus vibrasi khas Zn-O pada daerah bilangan sekitar 475 cm-1 dan modus vibrasi khas zeolit pada daerah bilangan gelombang sekitar 1050 cm-1. Hasil karakterisasi DRS menunjukkan bahwa pengembanan ZnO pada zeolit dapat mempengaruhi karakter serapan sinar dan energi celah pita material pada daerah ultraviolet (UV) dan sinar tampak (visible). Pada variasi komposisi ZnO/zeolit, pola serapan sinar semakin mendekati karakter serapan zeolit murni yang merupakan komponen terbesar dari material ZnO/zeolit.

ENGLISH :

ZnO is a semiconductor that can be used as a photocatalyst material with a band gap energy 3.37 eV. in the other hand, ZnO has limitations in utilization, one of which is having a small surface area, so that ability of ZnO to adsorb in the photocatalytic process is relatively low. Efforts to improve the photocatalytic efficiency is by modification of the supporting material.. Aim of this research is to synthesize and determine the evolution of structure, functional groups, elemental composition, and light absorption of ZnO photocatalyst material which supported on zeolites in various compositions between ZnO and zeolite.

ZnO which is supported on activated zeolite is synthesized using the sonication method with a frequency of 40 kHz, 100 W. Comparison of the percentage of ZnO/zeolite composition that used in this research are 100: 0, 25:75, 15:85, 5:95, and 0 : 100 with 30 minutes sonication time. The synthesized samples were characterized using XRD, IR, XRF, DRS.

The results showed that the ZnO supported on zeolite did not affect the changes in the structure both ZnO which has a wurtzite structure with space group of P63mc and zeolite which has an orthorhombic structure with space group of CmCm. The IR spectra shows the typical vibrational mode of Zn-O in the wavenumber area of about 475 cm-1 and typical vibrational mode of zeolite in the wavenumber area of about 1050 cm-1. The results of DRS characterization show that supporting ZnO on zeolite can affect the light absorption and band gap energy of material in the ultraviolet (UV) and visible range. In the variation of ZnO/zeolite compositions, the light absorption pattern is getting closer to the character of pure zeolite absorption which is the largest component of ZnO/zeolite material.