PHOTOCATALYTIC CONVERSION OF CO2 TO METHANOL USING CUO/TIO2 HETEROJUNCTION PHOTOCATALYST - Aurellia, Helena
Dari berbagai metode untuk mengurangi gas rumah kaca karbondioksida (CO2), fotokatalitik merupakan teknologi yang menjanjikan, dengan memanfaatkan katalis berbasis semikonduktor untuk mengubah CO2 menjadi bahan kimia bernilai tambah dengan menggunakan sumber cahaya berlimpah. TiO2 adalah fotokatalis yang paling banyak diteliti karena aktivitas fotokatalitik yang baik, keterjangkauan, dan toksisitas rendah, tetapi membutuhkan modifikasi lebih lanjut untuk menurunkan celah pita lebarnya (~3,2 eV) agar lebih baik dalam menyerap sinar tampak. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan fotokatalis heterojungsi CuO/TiO2 untuk mereduksi CO2 menjadi metanol dengan mempelajari pengaruh: (1) penambahan CuO, (2) jenis prekursor CuO, (3) dan pH awal medium terhadap karakterisitik sifat fisik dan kimia serta kinerja katalis. Fotokatalis CuO/TiO2 dengan jumlah penambahan CuO 1, 5, 7%-massa dengan menggunakan prekursor tembaga(II) asetat dan tembaga(II) nitrat, disintesis dengan metode impregnasi pada permukaan TiO2 Merck komersil dan kemudian dikalsinasi pada temperatur 400oC. Karakterisasi katalis dengan UV-Vis DRS menunjukkan penambahan CuO menurunkan band gap terukur TiO2 (3,34 eV) menjadi 3,17-3,34 eV. Namun, analisis Adsorpsi-Desorpsi Nitrogen menunjukkan penurunan luas permukaan dari 9,76 m2/g menjadi 5,22-9,20 m2/g dengan penambahan CuO. Katalis dievaluasi untuk reduksi fotokatalitik karbon dioksida menjadi metanol di bawah sinar UV-Vis dengan lampu Xenon (Xe) 300 W selama 4 jam. Penambahan optimum CuO pada fotokatalis TiO2 yang terbuat dari prekursor Cu-Asetat berada di antara interval 1-3%-wt dengan perolehan metanol 3,36 mmol/(gcat.h) dan 2,21 mmol/(gcat.h), sedangkan untuk Cu-Nitrat berada di interval antara 3-7%-wt dengan perolehan metanol 3,11 mmol/(gcat.h) dan 2,43 mmol/(gcat.h). Hal ini disebabkan oleh luas permukaan terbesar dan celah pita terendah pada variasi tersebut. Dengan variasi pH media awal (5, 7, 11) menggunakan 3%-wt CuO/TiO2 berbasis Cu-Asetat katalis, pH=5 memberikan hasil terbaik dengan perolehan metanol 4,28 mmol/(gcat.h), terutama karena pHPZC dari katalis 6,70 yang menolak spesies karbonat bermuatan negatif yang dominan dalam kondisi netral dan basa.