Sintesis dan karakterisasi material fotokatalis Seng Oksida (ZnO) menggunakan metode sonikasi untuk degradasi metilen biru

مستخلص البحث

الضوئي هو عملية التفاعل الكيميائي الذي يطوره لأنه لديه العديد من الفوائد، لحل المشاكل البيئية خاصة. الزنك أكسيد هي واحدة من المركبات التي تستخدم على نطاق واسع كمادة ضوئي. في هذه الدراسة تصنع باستخدام صوتنة فى الاختلاف في 30، 60، 180، 360 دقائق، و 360 دقائق من دون صوتنة.أقام بمقدمة الزنك خلات ثنائي هيدرات وهيدروكسيد الصوديوم التى تجمع باستخدام توالف الحمام bath مع تردد الموجات فوق الصوتية من 42 كيلوهرتز و power output هى 100 واط. تتميز نتيجة التجمع باستخدام تقنية حيود الأشعة السينية (XRD)، diffuse reflectance spectroscopy (DRS)، scanning electron spectroscopy (SEM)، وتختبر النشاط فى تدهور الميثيلين الأزرق.

المركبات من نتائج التوليف لديها الزنك أكسيد wurtzite مع مجموعة الفضاءP63mc . مورفولوجي الزنك أكسيد من النتائج التوليف باستخدام طريقة صوتنة خير من دونها. أنتج طويل زمان صوتنة التكتل في مورفولوجي الزنك أكسيد. أفضل وقت الزنك أكسيد ينال في اختلاف الزنك أكسيد 30 دقائق الذي ينتج مورفولوجي بالتساوي. قيمة فجوة الطاقة الفرقة والطول الموجي التى وجدت فى الزنك أكسيد 30 دقائق، يعني 2,79 eVالمعادل مع 444,44 nm. حصلت أفضل الاختبار النشاط الضوئي فى الزنك أكسيد من النتائج الصوتنة على 30 دقائق مع مركب الاختبار الميثيلين الأزرق.

ABSTRACT

Photocatalysis is a reaction of chemical process which has been developed. Photocatalysis has many advantages, particularly to solve various environment problems. ZnO is compound which commonly used as photocatalyst material. In this study, ZnO was synthesized using sonication method at time variation respectively 30, 60, 160, 360 minute and 360 minute without sonication. The synthesis using zinc acetate dihidrate and NaOH as precursor that uses bath sonicator with frequency of ultrasonic wave 42 kHz and power output 100 W. The result of the synthesis was characterized by X-ray Diffraction (XRD), diffuse reflectance spectroscopy (DRS), scanning electron micrsocopy (SEM), and activity test in methylene blue degradation.

The synthesis results have ZnO wurtzite structure with P63mc space group. ZnO morphology which synthesized using sonication method has better distribution than without sonication method. The longer time of sonication produce agglomeration on ZnO morphology, while optimum distribution achieved at 30 minute of ultrasonic irradiation. The lowest band gap energy obtained at 30 minute sonication with value 2,79 eV which equivalent of wavelength 444,44 nm. The optimum activity of photocatalyst of methylene blue degradation was gained from ZnO synthesized at 30 minute at value 77,93 %.

ABSTRAK

Fotokatalis merupakan suatu proses reaksi kimia yang telah banyak dikembangkan karena memiliki banyak manfaat, khususnya sebagai solusi untuk berbagai permasalahan lingkungan. ZnO adalah salah satu senyawa yang banyak digunakan sebagai material fotokatalis. Dalam penelitian ini, ZnO disintesis dengan menggunakan metode sonikasi pada variasi waktu 30, 60, 180, 360 menit, dan 360 menit tanpa sonikasi. Sintesis dilakukan dengan prekursor seng asetat dihidrat dan NaOH yang disonikasi menggunakan sonikator bath dengan frekuensi gelombang ultrasonik sebesar 42 kHz dan power output 100 W. Hasil sintesis dikarakterisasi menggunakan teknik difraksi sinar-X (XRD), diffuse reflectance spectroscopy (DRS), scanning electron microscopy (SEM), dan dilakukan uji aktivitas pada degradasi metilen biru.

Senyawa hasil sintesis mempunyai struktur ZnO wurtzite dengan grup ruang P63mc. Distribusi morfologi ZnO hasil sintesis menggunakan metode sonikasi lebih baik dari pada tanpa sonikasi. Semakin lama waktu sonikasi menghasilkan aglomerasi pada morfologi ZnO. Waktu sonikasi terbaik diperoleh pada ZnO 30 menit yang menghasilkan morfologi ZnO yang terdistribusi merata. Besarnya nilai energi celah pita pada ZnO waktu sonikasi 30 menit adalah 2,79 eV yang setara dengan panjang gelombang 444,44 nm. Uji aktivitas fotokatalitik optimum pada metilen biru didapatkan pada ZnO hasil sonikasi 30 menit sebesar 77,93%.