Sintesis dan Karakterisasi Nanokomposit TiO₂/rGO sebagai Material Fotokatalisis untuk Degradasi Pewarna Methylene Blue

Synthesis and Characterization of TiO₂/rGO Nanocomposite as a Photocatalytic Material for the Degredation of Methylene Blue 

Pencemaran air telah menjadi ancaman serius, khususnya pembuangan limbah pewarna tekstil yang dapat merusak lingkungan sekitar. Limbah pewarna tekstil ini dapat dieliminasi dengan menguraikan senyawa polutan melalui proses fotokatalisis. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis karakteristik nanopartikel TiO₂ dan nanokomposit TiO₂/rGO dengan variasi jumlah massa GO serta menganalisis pengaruh material tersebut terhadap efektivitas degradasi methylene blue dengan variasi waktu dan konsentrasi. Material katalis TiO₂ dan TiO₂/rGO (1,3 & 5%) dikarakterisasi dengan XRD, FTIR, Raman, SEM dan UV-Vis. Hasil yang diperoleh mengungkapkan bahwa pola difraksi nanokomposit TiO₂/rGO (1,3 & 5%) membentuk fasa anatase seperti nanopartikel TiO₂ akibat jumlah massa GO yang dikompositkan lebih sedikit dibandingkan TiO₂. Dari kempat material katalis tersebut, TiO₂/rGO 5% memiliki rata-rata ukuran kristal terkecil yaitu 12 nm dan energi band gap sebesar 2 eV. Dalam aktivitas fotokatalisis, penambahan katalis TiO₂/rGO 5% pada methylene blue lebih cepat mengalami degradasi dibandingkan katalis lainnya. Pada penyinaran UV menit ke-20 telah mencapai persentase degradasi lebih dari 90%. Hal ini disebabkan oleh penambahan GO dengan jumlah massa terbanyak dan energi band gap yang dimiliki lebih kecil dari katalis lainnya.

Kata kunci: Nanokomposit TiO₂/rGO, nanopartikel TiO₂, Methylene blue, fotokatalisis

Water pollution has become a serious threat, particularly the disposal of textile dye waste that can damage the surrounding environment. This textile dye waste can be eliminated by degrading the pollutant compounds through the photocatalysis process. This research aims to analyze the characteristics of TiO₂ nanoparticles and TiO₂/rGO nanocomposites with varying amounts of GO mass and to analyze the effect of these materials on the effectiveness of methylene blue degradation with variations in time and concentration. The TiO₂ and TiO₂/rGO (1%, 3%, & 5%) catalyst materials were characterized using XRD, FTIR, Raman, SEM, and UV-Vis. The results revealed that the diffraction patterns of TiO₂/rGO (1%, 3%, & 5%) nanocomposites formed an anatase phase similar to TiO₂ nanoparticles due to the smaller amount of GO mass composite compared to TiO₂. Among the four catalyst materials, TiO₂/rGO 5% had the smallest average crystal size of 12 nm and a band gap energy of 2 eV. In photocatalytic activity, the addition of TiO₂/rGO 5% to methylene blue degraded faster than other catalysts. At the 20th minute of UV irradiation, it had reached a degradation percentage of more than 90%. This is due to the addition of the largest GO mass and the smaller band gap energy compared to other catalysts.

Keywords: TiO₂/rGO nanocomposite, TiO₂ nanoparticles, Methylene blue, photocatalysis