Pencemaran lingkungan akibat limbah zat warna menjadi masalah global serius, dengan sekitar 2 × 10⁵ metrik ton zat warna organik dilepas ke lingkungan dan berpotensi membahayakan kesehatan karena sifat karsinogenik, teratogenik, dan mutageniknya. Degradasi fotokatalitik menjadi metode yang menjanjikan untuk menguraikan zat warna menjadi senyawa tidak berbahaya seperti CO₂ dan H₂O. Bismuth oksibromida (BiOBr) merupakan fotokatalis potensial berkat struktur berlapis dan celah pita sempitnya (~2,75 eV), namun kinerjanya masih dibatasi oleh rekombinasi cepat elektron–hole dan penyerapan cahaya yang kurang optimal. Karena itu, modifikasi morfologi dan permukaan BiOBr menjadi strategi penting untuk meningkatkan aktivitas fotokatalitiknya.
Penelitian ini mengembangkan komposit BiOBr berbentuk flower-like yang dijangkarkan pada ZSM-5 (BPZ) melalui metode kopresipitasi sederhana pada suhu kamar, berbeda dari metode umum berbasis hidrotermal atau solvotermal yang lebih kompleks dan berenergi tinggi. PVP digunakan sebagai capping agent untuk mengarahkan pertumbuhan BiOBr menjadi nanosheet tipis, sementara ZSM-5 berperan sebagai support berpori yang menyediakan permukaan luas bagi pembentukan struktur tersebut.
Uji fotokatalitik terhadap degradasi Methylene Blue (MB) selama 120 menit menunjukkan bahwa BPZ memiliki kinerja paling unggul, dengan efisiensi degradasi 87,29%. Nilai ini jauh lebih tinggi dibandingkan BiOBr tak beraturan (31,82%), BiOBr berbentuk bunga tanpa ZSM-5 (50,96%), dan komposit BiOBr tak beraturan/ZSM-5 (77,41%). Perbedaan ini menegaskan adanya efek sinergis kuat dari modifikasi morfologi dan penambahan support ZSM-5 dalam meningkatkan aktivitas fotokatalitik BPZ.
Aktivitas tinggi BPZ disebabkan oleh dua efek sinergis: luas permukaan yang meningkat dan transfer muatan yang lebih efisien. ZSM-5 memberikan luas permukaan besar (163,07 m²/g), sehingga adsorpsi MB meningkat, sementara morfologi flower-like dari lapisan nanosheet tipis yang dibentuk PVP membantu mempercepat transfer muatan dan menekan rekombinasi elektron–hole. Spesies aktif utama dalam degradasi MB adalah radikal •OH, hole (h⁺), dan elektron (e⁻). Melalui modifikasi morfologi dan permukaan BiOBr dengan metode kopresipitasi sederhana, diperoleh komposit BiOBr/ZSM-5 (BPZ) yang menunjukkan aktivitas fotokatalitik tinggi (87,29%) dan berpotensi untuk aplikasi skala besar dalam penanganan polusi zat warna.
Penulis:
Wahyu Prasetyo Utomo a, Nor Farida a, Binta Aisyah a, Ahmad Azzam Babgei a, Nur Karimah a, Ade Irma Rozafia a, Imam Susilo b, Tri Widjaja c, Hadi Nur d, Retno Sari e, Rui Liu f, Djoko Hartanto
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1026918525000678
Wahyu Prasetyo Utomo a, Nor Farida a, Binta Aisyah a, Ahmad Azzam Babgei a, Nur Karimah a, Ade Irma Rozafia a, Imam Susilo b, Tri Widjaja c, Hadi Nur d, Retno Sari e, Rui Liu f, Djoko Hartanto). Facile synthesis of flower-like bismuth oxybromide anchored on ZSM-5 for enhanced photocatalytic dye degradation
South African Journal of Chemical Engineering , Volume 53, July 2025, Pages 386-399 https://doi.org/10.1016/j.sajce.2025.05.012
