Sintesis nanopartikel Cu2ZnSnS4 menggunakan teknik hidrotermal

Abstract

Nanopartikel Cu2ZnSnS4 (CZTS) merupakan semikonduktor yang berpotensi sebagai fotokatalis untuk reaksi fotodegradasi zat pewarna. Semikonduktor ini memiliki sela pita yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan semikonduktor TiO2, sehingga memungkinkan dapat berkerja hanya dengan paparan sinar matahari. Nanopartikel Cu2ZnSnS4 telah berhasil disintesis menggunakan teknik hidrotermal dengan suhu 200 oC selama 24 jam. Larutan Cu2ZnSnS4 dinetralkan menggunakan amonium hidroksida dan dialiri gas N2 sebelum proses hidrotermal. Hasil analisis mikroskop elektron pemayaran menunjukkan nanopartikel Cu2ZnSnS4 mengalami aglomerasi karena memiliki ukuran partikel yang besar. Hasil analisis difraktogram sinar-X menunjukkan bahwa Cu2ZnSnS4 yang dihasilkan memiliki struktur kesterit dengan senyawa fase sekunder yang terbentuk adalah CuS, ZnS, dan Cu2SnS3. Hasil uji fotodegradasi menunjukkan bahwa senyawa hasil sintesis memiliki kemampuan degradasi dibawah sinar matahari lebih baik dibandingkan dengan TiO2. Namun, pada paparan sinar UV, TiO2 mendegradasi biru metilena lebih baik daripada senyawa hasil sintesis. Kapasitas adsorbsi terhadap biru metilena sebesar 2.6780 mg/g menunjukkan bahwa senyawa hasil sintesis tidak mampu mengadsorpsi dengan baik, sehingga disimpulkan bahwa hilangnya biru metilena dari larutan disebabkan oleh fotodegradasi, bukan oleh adsorpsi