Material magnetik ZnFe₂O₄ dan bentuk terdopingnya sebagai fotokatalis kinerja tinggi dalam degradasi zat warna

Abstract

Telah dilakukan sintesis spinel ferrite ZnFe2O4 dan ZnFe2O4 terdoping Co dengan metode hidrotermal serta aplikasinya sebagai fotokatalis yang bersifat magnetis. Sintesis dilakukan degan perkusor FeCl3.6H2O, ZnCl2 dan Co(CH3COOH)2. Karakterisasi dilakukan dengan XRD, PSD, Zeta Potensial, VSM, TGA dan UV-Vis. Material digunakan sebagai fotokatalis pada degradasi bromofenol blue di bawah cahaya UV. Hasil analisis menggunakan XRD menunjukkan fasa tunggal spinel dengan ukuran kristalit rata-rata masing-masing sebesar 27,69 nm untuk ZnFe2O4, 8,95 nm untuk 0,05 M CoZnFe2O4 dan 7,22 nm untuk 0,1 M CoZnFe2O4. Pergeseran posisi puncak difraksi menandakan adanya kontraksi kisi akibat masuknya ion Co2+ ke dalam struktur. Spektrum UV-vis DRS mengindikasikan peningkatan penyerapan cahaya tampak dan penyempitan celah pita seiring dengan doping kobalt. Uji fotodegradasi bromophenol blue (BPB) 10 ppm dibawah iradiasi cahaya tampak menunjukkan efesiensi hingga 99,1% dalam 90 menit dengan kinetika mengikuti model pseudo orde pertama dengan kapp = 0,0325min-1. Katalis mempertahankan 99,8% aktivitas setelah tiga siklus, menunjukkan bahwa doping kobalt mengoptimalkan struktur pita dan pemisahan muatan, sehingga meningkatkan kinerja fotokatalik tanpa tambahan H2O2.