Electronic Theses and Dissertation

Sintesis fotokatalis komposit kitosan/ZnO melalui metode presipitasi dan uji aktivitas fotokatalitiknya pada degradasi zat warna Rhodamin B (RhB) telah dilakukan. Seng oksida, ZnO disintesis melalu metode presipitasi menggunakan Zn(NO3)2 sebagai prekursor dan natrium hidrksida, NaOH sebagai agen presipitasi. Komposit kitosan/ZnO dipreparasi dengan perbandingan kitosan : ZnO (b/b) 1:1, 1:2 dan 2:1. Seng oksida dan komposit kitosan/ZnO 1:2 dikarakterisasi menggunakan difraksi sinar-X, scanning electron microscopy-energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS), Brunaeur Emmet Teller (BET) dan spektoskopi difus reflektansi UV Vis (DRS UV-Vis). Hasil karakterisasi menunjukkan ZnO yang diperoleh memiliki fasa kristal zincite dengan rata-rata ukuran kristal 55,91 nm dan bentuk partikel bulat. Modifikasi kitosan pada struktur ZnO perbandingan (b/b) 1:2 mengakibatkan menurunnya ukuran kristal komposit yang dihasilkan menjadi 32,10 nm, meningkatnya energi celah pita dari 3,21 eV menjadi 3,23 eV dan meningkatnya luas permukaan dari 5,48 m2/g menjadi 10,43 m2/g. Hasil uji aktivitas fotokatalitik pada penghilangan zat warna RhB menunjukkan komposit kitosan/ZnO dengan perbandingan (b/b) kitosan : ZnO 1:2 memiliki aktivitas yang paling tinggi dibandingkan dengan perbandingan (b/b) 1:1 dan 2:1. Komposit kitosan/ZnO 1:2 dapat mendegradasi zat warna RhB hingga 95% dibawah irradiasi sinar UV pada kondisi optimum pH larutan RhB 1, massa fotokatalis 350 mg, konsentrasi zat warna RhB 3 ppm dan waktu irradiasi selama 180 menit. Komposit kitosan/ZnO memiliki aktivitas lebih tinggi di bawah irradiasi sinar matahari dibandingkan dengan sinar UV. Modifikasi ZnO dengan kitosan terbukti dapat meningkatkan aktivitas fotokatalitik ZnO pada penghilangan zat warna RhB.

Kata kunci: ZnO, komposit kitosan/ZnO, Rhodamine B dan fotokatalis

Synthesis of chitosan/ZnO composite photocatalyst by using the precipitation method and its photocatalytic activity properties on the degradation of Rhodamine B (RhB) dye has been carried out. Zinc oxide, ZnO was synthesized by precipitation method using Zn(NO3)2 as a precursor and sodium hydroxide, NaOH as precipitation agent. Using the precipitation method. Chitosan/ZnO composites were prepared in chitosan : ZnO ratio (w/w) of 1:1, 1:2 and 2:1. Zinc oxide, ZnO and chitosan/ZnO composite were characterized X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy-energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS), Brunaeur Emmet Teller (BET) and Diffuse Reflectance Spectroscopy UV-Vis (DRS UV-Vis). The results showed that the synthesized ZnO was zincite crystal phase, with the average crystallite size of 55.91 nm, and spherical shape particles. Modification of chitosan on ZnO structure 1:2 results in a decrease in average crystallite size to 32.10 nm, an increase in band gap energy from 3,21 eV to 3,23 eV, and an increase in the specific surface are from 5,48 m2/g to 10,43 m2/g. The results of the photocatalytic activity evaluation on the removal of RhB dye showed that the chitosan/ZnO composite with the weight ratio (b/b) 1 : 2 had the highest photocatalytic activity compared to the weight ratio (b/b) 1:1 and 2:1. The chitosan/ZnO 1 : 2 composite can degrade RhB dye up to 95% under UV light irradiation at the optimum conditions of RhB dye solution pH 1, photocatalyst mass 350 mg, RhB dye concentration 3 ppm and irradiation time of 180 minutes. The chitosan/ZnO 1 : 2 composite had a higher photocatalytic activity under sunlight irradiation than that of UV light irradiation. Modification of ZnO with chitosan has been proven to increase the photocatalytic activity of ZnO in removing RhB dye. Keywords : ZnO, chitosan/ZnO composite, Rhodamine B and photocatalyst