Struktur dan Kinerja Fotokatalis Komposit MnO2/TiO2 Nanotube (MnO2/Tnt) Terhadap Diazinon yang Disintesis dengan Variasi Massa MnO2

Abstract

Penelitian ini dilakukan melalui dua tahapan hidrotermal. Tahap pertama sintesis TNT dengan rasio mol TiO2 micropowder : NaOH sebesar 0,025:1 selama 24 jam pada suhu 130°C dan pengadukan 20 menit/jam. pH pencucian asam yang digunakan yaitu pH 3 dan dilakukan penetralan pH, kemudian di keringkan pada suhu 80°C selama 12 jam. Tahap kedua yaitu sintesis komposit MnO2/TNT dengan metode hidrotermal pada suhu 110°C selama 2 jam menggunakan prekursor Mn(NO3)2.4H2O dan KMnO4 untuk membentuk MnO2. Pelarut yang digunakan yaitu etanol dan akuades. Material TNT ditambahkan ke dalam larutan dengan variasi persen massa MnO2 terhadap TNT yaitu 0%, 10%, 15%, 20%, dan 25%. Padatan disaring dan dicuci dengan etanol dan akuades, kemudian dioven pada suhu 80°C selama 2 jam dan dikalsinasi pada suhu 400°C selama 2 jam. Hasil sintesis yang diperoleh dikarakterisasi menggunakan XRD, SEM-EDX, TEM, BET, FTIR, UV-Vis DRS, dan diuji aktivitas fotokatalisis terhadap diazinon. Hasil analisis fasa kristal menggunakan XRD, menunjukkan pita difraksi fasa kristal anatase dari TNT dan tetragonal α-MnO2 dari MnO2. Puncak difraksi α MnO2 tampak jelas pada komposit 10% MnO2/TNT serta intensitasnya semakin kuat pada persen massa yang lebih tinggi. Hasil analisis morfologi menggunakan SEM, menunjukkan sampel TNT memiliki bentuk tabung (tube), sedangkan penambahan MnO2 terbentuk bola (spherical) pada permukaan TNT yang tersebar tidak merata. Hasil analisis komposisi unsur, menggunakan EDX diperoleh unsur Ti, O, Mn pada sampel komposit MnO2/TNT. Hasil analisis gugus fungsi menggunakan FTIR, menunjukkan pita serapan regangan O-H (3412 – 3367 cm-1), pita vibrasi lekukan H-O-H (1632–1636 cm-1), pita regangan simetris dari ikatan Mn-O dan Ti-O (534–641 cm-1). Hasil analisis TEM sampel komposit 10% MnO2/TNT diperoleh morfologi TNT menyerupai tabung (tube) dengan diameter luar 7,96 nm, diameter dalam 4,01 nm, dan ketebalan dinding 3,96, sedangkan MnO2 berbentuk bola memiliki diameter 48,02 nm. Hasil analisis energi band gap, menggunakan UV-Vis menunjukkan penurunan energi band gap yang menurun seiring dengan penambahan persen massa MnO2 terhadap TNT yaitu sebesar 3,20; 2,16; 2,05; 1,69; dan 1,56 eV. Luas permukaan spesifik dari komposit 0-25% MnO2/TNT secara berurutan yaitu 122,787; 176,680; 142,559; 146,381; dan 121,385 m2/g. Sampel komposit 10% MnO2/TNT menunjukkan aktivitas efisiensi degradasi tertinggi karena mampu mendegradasi diazinon sebesar 78,61% dalam waktu 160 menit.