FOTOREDUKSI ION LOGAM Cr(VI) MENJADI Cr(III) MENGGUNAKAN KATALIS ZnO/KITOSAN
Abstract
Fotoreduksi merupakan metode alternatif dalam pengolahan ion logam kromium heksavalen Cr(VI). Dalam penelitian ini dilakukan fotoreduksi ion logam Cr(VI) menjadi Cr(III) menggunakan katalis ZnO/kitosan dengan penyinaran sinar UV dan dianalisis menggunakan spektrofotometer sinar tampak. Katalis ZnO/kitosan disintesis menggunakan metode sol-gel. Karakterisasi katalis dilakukan dengan menggunakan XRD (X-ray Diffraction) dan FTIR (Fourier Transform Infra-Red). Pengujian fotoreduksi Cr(VI) menjadi Cr(III) dilakukan pada pH, waktu radiasi dan massa katalis optimum. Hasil karakterisasi FTIR ZnO/kitosan menunjukkan keberadaan gugus NH2, -OH, C-H, dan regangan Zn-O. Karakterisasi menggunakan XRD pada ZnO dan ZnO/kitosan menunjukkan keberadaan kristal ZnO yang berbentuk heksagonal Wurtzite. Ukuran kristal ZnO setelah diembankan pada kitosan dari 67,09 nm menjadi 12,61 nm. pH terbaik fotoreduksi Cr(VI) menggunakan katalis ZnO/kitosan terjadi pada pH 3 dengan persentase fotoreduksi (88,61 ± 0,07)%. Waktu optimum ZnO/kitosan untuk mereduksi Cr(VI) adalah 360 menit dengan persentase fotoreduksi sebesar (92,59 ± 0,12)% dan massa katalis untuk mereduksi Cr(VI) menjadi Cr(III) adalah 50 mg dengan persentase fotoreduksi sebesar (92,67 ± 0,12)%. ZnO/kitosan sangat efektif dalam mereduksi Cr(VI) menjadi Cr(III) dengan penyinaran sinar UV, dimana pada kondisi optimumnya memberikan persentase fotoreduksi sebesar (92,92 ± 0,20)%.
Kata kunci: fotoreduksi, kromium heksavalen, ZnO/kitosan.
ABSTRACT
Photoreduction is an alternative method in the treatment of chromium hexavalent ions. In this study, photoreduction of ions Cr(VI) to Cr(III) was carried out using a ZnO/chitosan catalyst under UV light irradiation and analyzed using a visible spectrophotometer. The ZnO/chitosan catalyst, synthesized using the sol-gel method, was characterized using XRD (X-ray Diffraction) and FTIR (Fourier Transform Infra-Red). The photoreduction examinations of Cr(VI) to Cr(III) were done at the optimum pH condition, irradiation time, and catalyst mass. The FTIR characterization results of ZnO/chitosan showed the presence of NH2, -OH, C-H, and Zn-O strains. The characterization using XRD on ZnO and ZnO/chitosan showed the presence of hexagonal Wurtzite ZnO crystals. The size of ZnO crystals after being embedded in chitosan decreased from 67.09 nm to 12.61 nm. The best pH of Cr(VI) photoreduction using a ZnO/chitosan catalyst occurred at pH 3 with a photoreduction percentage of (88.61 ± 0.07)%. The photoreduction of Cr(VI) to Cr(III) reached the optimum condition at 360 minutes with a photoreduction percentage of (92.59 ± 0.12)%. The mass of the catalyst on the photoreduction Cr(VI) was 50 mg with a photoreduction percentage of ( 92.67 ± 0.12)%. ZnO/chitosan was very effective in reducing Cr(VI) to Cr(III) by irradiating UV light, which gave a photoreduction percentage of (92.92 ± 0.20)% at the optimum condition.
Keywords: chromium hexavalent, photoreduction, ZnO/chitosan.
Downloads
References
Anjum, A., Mazari, S. A., Hashmi, Z., Jatoi, A. S., Abro, R., Bhutto, A. W., Mubarak, N. M., Dehghani, M. H., Karri, R. R., Mahvi, A. H., Nasseri, S. 2023. A Review of Novel Green Adsorbents as a Sustainable Alternative for the Remediation of Chromium (VI) from Water Environments. Heliyon, 9: e15575
Diantariani, N. P. 2021. Penghilangan Metilen Biru dan Ion Cr(VI) Secara Simultan Menggunakan Fotokatalis ZnO-Ag/Zeolit Alam. Disertasi. Universitas Gajah Mada. Yogyakarta
Harvey, D. 2000. Modern Analytica Chemistry. McGraw-Hill. New York
Lee, K. M., Lai, C. W., Ngai, K. S., Juan, J. C., 2016, Recent Developments of Zinc Oxide Based Photocatalyst in Water Treatment Technology: A Review, Water Res., 88, 428-448
Liu, H., Zhong, L., Govindaraju, S., Yun, K. 2019. ZnO Rod Decorated with Ag Nanoparticles for Enhanced Photocatalytic Degradation of Methylene Blue, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 129: 46-53
Liu, Y., Wei, S. and Gao, W. 2015. Ag/ZnO Heterostructures and Their Photocatalytic Activity under Visible Light.: Effect of Reducing Medium. J. Hazard. Matter. 27:59-86
Liu, X., Pan, L., Zhao,Q., Lv,T., Zhu, G., Chen, T., Lu, T., Sun, Z., and Sun, C. 2011. UV-assisted Photocatalytic Synthesis of ZnO-reduced grapheme oxide Composites with Enhaced Photocatalytic Activity in Reduction of Cr(VI). J. Chemical Enginnering. 182:238-2
Naimi- Joubani, M., Shirzad-Siboni, M., Yang, J., Gholami, M. and Farzadkia, M. 2015. Photocatalytical Reduction of Hexavalent Chromium with ZnO/TiO2 Composite, J. Ind. Eng. Chem. 22: 317-32
Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Republik Indonesia. Pengolahan Air Limbah Bagi Kegiatan Industri Pertambangan dengan Metode Lahan Basah Nomor 5 tahun 2022. Kementerian Negara Lingkungan Hidup dan Kehutanan. Jakart
Natalina, dan Firdaus, H. 2017. Penurunan Kadar Kromium Heksavalen (6+) dalam Limbah Batik Menggunakan Udang (Kitosan). J. Teknik Lingkungan. 3(2):99-102
Putra, R., Elvia, R., dan Amir, H. 2022. Sintesis Silika-Kitosan Untuk Menurunkan Besi Dalam Air Permukaan. J. Pendidikan dan Ilmu Kimia. 6(1):1-9
Preethi, J., Farzana, M. H., dan Menakshi, S. 2017. Fotoreduksi Cr(VI) Menggunakan Seng Oksida yang didukung Kitosan. J. Makromolekul Biologis. 1-39
Saraswati, A. A. G. I., Diantariani, N. P. and Suarya, P. 2015. Fotodegradasi Zat Warna Tekstil Congo Red dengan Fotokatalis ZnO-Arang Aktif dan Sinar Ultraviolet (UV). J.Kimia. 9(2):175-182
Wahyuni, E.T., Diantariani, N.P., Kartini, I., and Kuncaka, A. 2022. Enhancement of the photostabilility and visible photoactivity of ZnO photocatalyst used for reduction of Cr(VI) ion. Res. I. Eng. 3:2-8
Yuan, X., Jing, Q., Chen, J., and Li, L., 2017. Photophospocatalytic Cr(VI) Reduction by Mixed Metal Oxide Derived from ZnAl Layerd Double Hydroxide. Appl.Clay.Sci. 143:16-174
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License
