Sintesis Keramik Komposit ZrO2-ZnFe2O4 sebagai Fotokatalis Magnetik untuk Degradasi Metilen Biru

Alchemy: Jurnal Penelitian Kimia Pub Date : 2021-03-08 DOI:10.20961/ALCHEMY.17.1.39240.43-53

A. Hardian, Rina Herdiana Putri, S. Budiman, D. G. Syarif

{"title":"Sintesis Keramik Komposit ZrO2-ZnFe2O4 sebagai Fotokatalis Magnetik untuk Degradasi Metilen Biru","authors":"A. Hardian, Rina Herdiana Putri, S. Budiman, D. G. Syarif","doi":"10.20961/ALCHEMY.17.1.39240.43-53","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Metilen biru merupakan salah satu zat pewarna dalam limbah cair tekstil yang dapat merusak ekosistem perairan dan mempunyai nilai ambang batas 5 mg/L. Salah satu cara untuk mengolah MB dalam larutan yaitu dengan fotokatalisis mengingat sederhana, cepat, dan mudah diregenerasi. Namun, cara ini memiliki kekurangan yakni waktu pemisahan yang lama. Penambahan sifat magnetik ke dalam material fotokatalis yang kemudian disebut fotokatalis magnetik dapat mengatasi kelemahan dari fotokatalis konvensional. Dalam penelitian ini, fotokatalis magnetik berbasis komposit ZrO 2 -ZnFe 2 O 4 telah berhasil disintesis menggunakan metode kopresipitasi sederhana dengan memanfaatkan mineral lokal pasir Zircon. Komposit yang dihasilkan dikarakterisasi menggunakan X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive Spectroscopy (SEM/EDS), Surface Area Analyzer (SAA). Evaluasi terhadap kinerja fotokatalis diamati menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis. ZrO 2 -ZnFe 2 O 4 yang dihasilkan mengandung kristal ZnFe 2 O 4 berstruktur kubik. Partikel komposit memiliki bentuk irregular dan teraglomerasi. Komposit mengandung 6,52 Zr; 9,31 Zn; 23,58 Fe; dan 58,73 O dalam %atom, sesuai dengan stoikiometrinya. Luas permukaan spesifik ZrO 2 -ZnFe 2 O 4 sebesar 112,375 m 2 /g. Sifat magnet dikonfirmasi menggunakan medan magnet ekstenal yang menunjukkan bahwa komposit ZrO 2 -ZnFe 2 O 4 memiliki sifat magnet lemah. Kondisi optimum untuk fotodegradasi MB oleh komposit ZrO 2 -ZnFe 2 O 4 dihasilkan pada pH 10 selama 120 menit dengan %degradasi MB sekitar 94,00%. Synthesis of ZrO 2 -ZnFe 2 O 4 Composite Ceramics as Magnetic Photocatalyst for Methylene Blue Degradation. Methylene blue (MB) is one of the dye compounds in textile wastewater that can damage aquatic ecosystems and has a threshold value of only 5 mg/L. The alternative way to treat MB in aqueous solutions is photocatalysis which has simple, fast, and easy regenerate properties but has a drawback such as a long separation time. Immersing magnetic properties to photocatalyst material called magnetic photocatalyst can solve the weakness of conventional photocatalyst. In this work, the magnetic photocatalyst of ZrO 2 -ZnFe 2 O 4 was synthesized by simply co-precipitation method from local natural sources Zircon sand. The composites were then characterized using X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive Spectroscopy (SEM/EDS), Surface Area Analyzer (SAA). The evaluation of photocatalytic performance was observed by using a spectrophotometer UV-Vis. The obtained ZrO 2 -ZnFe 2 O 4 reveals a cubic structure of ZnFe 2 O 4 . The composites particles have an irregular and agglomerated shape. The obtained ZrO 2 -ZnFe 2 O 4 contained 6.52 of Zr, 9.31 of Zn, 23.58 of Fe, and 58.73 of O in atomic percentage, corresponding to its stoichiometry. The specific surface area of ZrO 2 -ZnFe 2 O 4 was 112.376 m 2 /g. The magnetic properties were confirmed by an external magnetic field showing that the composite has weak magnetic properties. The optimum condition for photodegradation of methylene blue by ZrO 2 -ZnFe 2 O 4 was obtained at pH 10 for 120 minutes with methylene blue degradation percentage (%D) approximately 94.00%.","PeriodicalId":7926,"journal":{"name":"Alchemy: Jurnal Penelitian Kimia","volume":"18 1","pages":"43-53"},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2021-03-08","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"3","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Alchemy: Jurnal Penelitian Kimia","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.20961/ALCHEMY.17.1.39240.43-53","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}

引用次数: 3

Abstract

Metilen biru merupakan salah satu zat pewarna dalam limbah cair tekstil yang dapat merusak ekosistem perairan dan mempunyai nilai ambang batas 5 mg/L. Salah satu cara untuk mengolah MB dalam larutan yaitu dengan fotokatalisis mengingat sederhana, cepat, dan mudah diregenerasi. Namun, cara ini memiliki kekurangan yakni waktu pemisahan yang lama. Penambahan sifat magnetik ke dalam material fotokatalis yang kemudian disebut fotokatalis magnetik dapat mengatasi kelemahan dari fotokatalis konvensional. Dalam penelitian ini, fotokatalis magnetik berbasis komposit ZrO 2 -ZnFe 2 O 4 telah berhasil disintesis menggunakan metode kopresipitasi sederhana dengan memanfaatkan mineral lokal pasir Zircon. Komposit yang dihasilkan dikarakterisasi menggunakan X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive Spectroscopy (SEM/EDS), Surface Area Analyzer (SAA). Evaluasi terhadap kinerja fotokatalis diamati menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis. ZrO 2 -ZnFe 2 O 4 yang dihasilkan mengandung kristal ZnFe 2 O 4 berstruktur kubik. Partikel komposit memiliki bentuk irregular dan teraglomerasi. Komposit mengandung 6,52 Zr; 9,31 Zn; 23,58 Fe; dan 58,73 O dalam %atom, sesuai dengan stoikiometrinya. Luas permukaan spesifik ZrO 2 -ZnFe 2 O 4 sebesar 112,375 m 2 /g. Sifat magnet dikonfirmasi menggunakan medan magnet ekstenal yang menunjukkan bahwa komposit ZrO 2 -ZnFe 2 O 4 memiliki sifat magnet lemah. Kondisi optimum untuk fotodegradasi MB oleh komposit ZrO 2 -ZnFe 2 O 4 dihasilkan pada pH 10 selama 120 menit dengan %degradasi MB sekitar 94,00%. Synthesis of ZrO 2 -ZnFe 2 O 4 Composite Ceramics as Magnetic Photocatalyst for Methylene Blue Degradation. Methylene blue (MB) is one of the dye compounds in textile wastewater that can damage aquatic ecosystems and has a threshold value of only 5 mg/L. The alternative way to treat MB in aqueous solutions is photocatalysis which has simple, fast, and easy regenerate properties but has a drawback such as a long separation time. Immersing magnetic properties to photocatalyst material called magnetic photocatalyst can solve the weakness of conventional photocatalyst. In this work, the magnetic photocatalyst of ZrO 2 -ZnFe 2 O 4 was synthesized by simply co-precipitation method from local natural sources Zircon sand. The composites were then characterized using X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive Spectroscopy (SEM/EDS), Surface Area Analyzer (SAA). The evaluation of photocatalytic performance was observed by using a spectrophotometer UV-Vis. The obtained ZrO 2 -ZnFe 2 O 4 reveals a cubic structure of ZnFe 2 O 4 . The composites particles have an irregular and agglomerated shape. The obtained ZrO 2 -ZnFe 2 O 4 contained 6.52 of Zr, 9.31 of Zn, 23.58 of Fe, and 58.73 of O in atomic percentage, corresponding to its stoichiometry. The specific surface area of ZrO 2 -ZnFe 2 O 4 was 112.376 m 2 /g. The magnetic properties were confirmed by an external magnetic field showing that the composite has weak magnetic properties. The optimum condition for photodegradation of methylene blue by ZrO 2 -ZnFe 2 O 4 was obtained at pH 10 for 120 minutes with methylene blue degradation percentage (%D) approximately 94.00%.

查看原文本刊更多论文

合成陶瓷合成ZrO2-ZnFe2O4作为磁性分解蓝色Metilen的光合作用

蓝色美铁是液体废物纺织中的一种染料，其影响水系，最高可达5毫克/L。在溶液中处理MB的一种方法是通过快速、快速和容易再生的光合作用来处理溶液。然而，这种方法存在长期分离的缺陷。将磁特性添加到所谓的磁光催化剂中，可以克服传统光催化剂的弱点。在这项研究中，基于ZrO 2 -ZnFe 2 - O - 4的磁光催化剂通过利用当地沙质矿物成功合成了。生成的复合材料采用x射线衍射法、扫描电子显微镜微镜(SEM/EDS)、表面分析仪(SAA)进行分类。利用UV-Vis光谱分析法观察到光催化剂性能的评估。产生的ZrO 2 -ZnFe 2 - O - 4晶体中含有立方结构的ZnFe 2 - O - 4晶体。复合颗粒具有多种和多种形式。复合材料含有6.52 Zr;9,31 Zn;23.58 Fe;原子的58.73 O对应于它的化学特征。ZrO 2 -ZnFe 2 O - 4的特定表面积为112.375米2 /g。磁铁的性质被证实使用了广泛的磁场，表明ZrO 2 -ZnFe 2 - O - 4复合材料具有弱磁铁特性。ZrO 2 -ZnFe 2 O - 4复合材料在pH 10 120分钟内产生的最佳降解条件约为94.00%。ZrO 2 -ZnFe 2 - O - 4合成神经毒剂甲基蓝(MB)是在textile wastewater中滴着的一种化合物，可能会破坏水质生态系统，并被认为只有5毫克/L。在含水层解决方案中留下MB的其他方法是简单、快速和容易重复的特性，但也有如此长时间的拖带。这种被称为磁性照片目录的材料的电磁特性可以解决光合作用的弱点。在这项工作中，ZrO 2 -ZnFe 2 - O - 4的磁性照相排版是由当地自然资源Zircon sand的有限解析方法合成的。该组合当时被x光分析、扫描电子显微扫描显微扫描(SEM/EDS)、表面分析器(SAA)。用uv - vim光谱仪观察照片表现。禁止ZrO 2 -ZnFe 2 - O - 4揭示ZnFe 2 O - 4的cubic结构。composites particles有一个正常化的、卷曲的形状。ZrO 2 -ZnFe 2 - O - 4包含了6.52的Zr, Zn 9.31的Zn, 23.58的Fe, 58。ZrO 2 -ZnFe 2 O 4的特别表面区域是112,376米由一个外部磁场显示的磁场证实了磁场的特性。ZrO 2 -ZnFe 2 - O - 4对蓝色甲基二甲基二O - 4进行pH值120分钟与蓝色降解甲基(%D)相准94.00%。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

求助全文

约1分钟内获得全文求助全文

来源期刊

Alchemy: Jurnal Penelitian Kimia

自引率

0.00%

发文量