Meningkatnya pencemaran lingkungan perairan oleh senyawa farmasi, khususnya obat antiinflamasi nonsteroid (NSAID) seperti naproxen, yang sulit terurai melalui sistem pengolahan air konvensional. Kandungan naproxen yang persisten menimbulkan risiko ekologis terhadap organisme akuatik serta potensi paparan pada manusia, sehingga dibutuhkan metode pengolahan air yang efisien dan berkelanjutan.
Fotokatalisis menjadi solusi menjanjikan karena mampu mendegradasi polutan organik kompleks dengan memanfaatkan energi cahaya. Di antara berbagai material fotokatalis, cerium oksida (CeOâ‚‚) menonjol berkat kestabilan termalnya, aktivitas redoks tinggi, dan kemampuan menghasilkan spesies oksigen reaktif. Namun, efisiensinya masih terbatas akibat rekombinasi muatan yang cepat dan penyerapan cahaya tampak yang rendah. Untuk mengatasinya, berbagai pendekatan seperti rekayasa morfologi, doping unsur, serta pembentukan heterostruktur semikonduktor telah dilakukan guna meningkatkan aktivitas fotokatalitiknya.
Artikel ini menyoroti potensi nanostruktur CeO₂ (CeO₂NSs) yang disintesis melalui metode hidrotermal dengan variasi suhu untuk mempelajari pengaruh morfologi terhadap performa fotokatalitik dalam mendegradasi naproxen. Selain itu, digunakan dua sumber iradiasi berbeda—lampu xenon dan laser biru—untuk mengevaluasi pengaruh jenis cahaya terhadap efisiensi degradasi. Penelitian ini diharapkan memberikan wawasan baru dalam perancangan sistem fotokatalitik yang efisien dan ramah lingkungan guna penanggulangan polutan farmasi di lingkungan perairan.
Metode dan Hasil
Bagian metode dalam artikel ini menjelaskan bahwa nanostruktur cerium oksida (CeO₂NSs) disintesis menggunakan metode hidrotermal dengan variasi suhu antara 363–453 K. Bahan dasar yang digunakan adalah cerium nitrate hexahydrate dan natrium hidroksida. Proses sintesis dilakukan dalam autoklaf berlapis teflon selama 24 jam, kemudian hasilnya dikeringkan dan dikalsinasi untuk memperoleh serbuk CeO₂. Karakterisasi dilakukan menggunakan berbagai teknik, termasuk XRD untuk struktur kristal, FESEM untuk morfologi, FTIR untuk ikatan kimia, serta UV–Vis spektroskopi untuk analisis sifat optik dan band gap. Uji fotokatalitik dilakukan dengan memantau degradasi naproxen di bawah dua sumber cahaya: lampu xenon (UV) dan laser biru (450 nm) selama 150 menit.
Pada bagian hasil, peningkatan suhu sintesis terbukti memengaruhi struktur dan kinerja fotokatalitik CeOâ‚‚NSs. Kristalit mengecil dari 21,23 nm menjadi 4,25 nm, dan morfologi berubah dari nanorod menjadi nanocube. Analisis FTIR menunjukkan berkurangnya gugus hidroksil dan peningkatan kristalinitas pada suhu tinggi. Uji fotokatalitik memperlihatkan bahwa sampel dengan suhu sintesis tertinggi (453 K) mencapai 80% degradasi naproxen di bawah iradiasi laser biru dan 67% di bawah lampu xenon. Efisiensi tinggi ini dikaitkan dengan ukuran partikel yang lebih kecil, luas permukaan lebih besar, serta peningkatan pemisahan muatan dan pembentukan spesies oksigen reaktif. Hasil ini menegaskan bahwa rekayasa morfologi melalui pengaturan suhu sintesis dapat secara signifikan meningkatkan kinerja fotokatalitik CeOâ‚‚ dalam pemurnian air tercemar.
Penulis : Prof. Dr. Retna Apsari, M.Si
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0254058425009836
Usman Niaz, A.A. Salim, Ayesha Jamil, M.S Salleh, Retna Apsari, M.S. Aziz. Optimized photocatalytic degradation of naproxen in aquatic environments using cerium oxide nanostructures: Morphological effects and laser enhanced performance
