Perbandingan Katalis Hijau ZnO, WO₃, dan MOF: Sintesis, Aplikasi, dan Potensi Lingkungan
Main Article Content
Abstract
Katalis hijau seperti Zinc Oxide (ZnO), Tungsten Oxide (WO₃), dan Metal-Organic Frameworks (MOFs) dikembangkan sebagai solusi inovatif untuk mengatasi tantangan lingkungan dan energi global. Kajian ini memberikan tinjauan komprehensif terhadap karakteristik fisiko-kimia, metode sintesis, dan aplikasi ketiga jenis katalis tersebut dengan berfokus pada efisiensi degradasi polutan dan produksi energi bersih. Kajian ini dilakukan melalui pendekatan naratif-komparatif terhadap literatur terkini (2019-2025) yang mencakup lebih dari 13 studi primer, menghasilkan empat faktor kunci yang mempengaruhi performa katalis: 1) metode sintesis berkelanjutan, (2) karakteristik partikel dan luas permukaan, (3) aplikasi dalam fotokatalisis dan energi terbarukan, serta (4) efisiensi dan tantangan teknis. Hasil penelitian mengungkapkan bahwa ZnO menunjukkan efisiensi tinggi dalam fotodegradasi polutan (≥90%). WO₃ memiliki keunggulan dalam reaksi fotokatalitik menggunakan cahaya tampak, sedangkan MOFs unggul dalam konversi CO₂ dan produksi biodiesel karena struktur berpori dan luas permukaan yang ekstensif. Temuan ini tidak hanya menegaskan peran strategis ketiga material dalam kimia hijau, tetapi juga menyoroti potensi sinergi melalui kombinasi sistem katalitik (seperti MOF-ZnO atau WO₃-MOF) untuk menciptakan solusi yang lebih efektif. Studi ini memberikan kerangka konseptual untuk pengembangan katalis generasi berikutnya yang mengoptimalkan aspek kinerja, keberlanjutan, dan kelayakan ekonomi dalam aplikasi industri skala besar.
Article Details
Section
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0)
References
Adelia, A., & Asri, N. P., 2021, Sintesis Katalis Komposit ZnO / Multi-Walled Carbon Nanotubes (MWCNTs) Tersulfonasi Untuk Transesterifikasi Minyak Kesambi (Schleichera oleosa). Seminar Nasional Sains Dan Teknologi Terapan IX, 443–445.
Alahdal, F. A. M., Qashqoosh, M. T. A., Manea, Y. K., Salem, M. A. S., Khan, A. M. T., & Naqvi, S., 2022, Eco-friendly Synthesis of Zinc Oxide Nanoparticles as Nanosensor, Nanocatalyst and Antioxidant Agent Using Leaf Extract of P. Austroarabica. OpenNano, 8, 100067. https://doi.org/10.1016/j.onano.2022.100067
Ariyanti, D. S., 2012, Pengaruh Penambahan Oksidator H2O2 terhadap Degradasi Zat Warna Methyl Orange dengan Fotokatalis ZnO-Zeolit. Universitas Negeri Semarang.
Bagheri, M., Lourenço, M. A. O., Dangbegnon, J. K., Monti, N. B. D., Mafra, L., Pirri, F., & Zeng, J., 2024, Green Synthesis of MOF-Based Materials for Electrochemical Reduction of Carbon Dioxide. ChemSusChem, 18, e202400684. https://doi.org/10.1002/cssc.202400684
Bairamis, F., & Konstantinou, I., 2021, WO3 Fibers/g-C3N4 Z-Scheme Heterostructure Photocatalysts for Simultaneous Oxidation/Reduction of Phenol/Cr(VI) in Aquatic Media. Catalysts, 11(7), 792. https://doi.org/10.3390/catal11070792
Desadria, R., Yusnimar, & Helianty, S., 2016, Pengujian Katalis ZnO Presipitan Zink Karbonat pada Transesterifikasi CPO FFA Tinggi. JOM FTEKNIK, 3(2).
Dhankar, R. P., Bankar, V. V, & Aswale, M. S., 2024, A Rapid and Effective Catalytic Pathway for the Synthesis of Thiazine Derivatives Employing ZnO Nanoparticles. Environment Conservation Journal, 25(2), 493–499.
Dormanesh, R., & Mohseni, S., 2021, Green Synthesis of Zinc Oxide Nanoparticles and Their Application in Ring Opening of Epoxides. Progress in Chemical and Biochemical Research, 4(4), 381–392.
Hidayat, R., Saputra, A., & Fitria, M., 2022, Material MOFs (Metal Organic Frameworks) dalam Aplikasi Fotokatalisis: Mini Review. Indonesian Journal of Chemical Analysis, 5(2), 120–137. https://doi.org/10.20885/ijca.vol5.iss2.art7
Iqbal, B., Saleem, M., Arshad, S. N., Rashid, J., Hussain, N., & Zaheer, M., 2024, One-pot Synthesis of Heterobimetallic Metal-Organic Frameworks (MOF) for Multifunctional Catalysis. Chemistry - A European Journal. https://doi.org/10.1002/chem.201901939
Jamila, U., Khoja, A. H., Liaquat, R., Naqvi, S. R., Wan Omar, W. N. N., & Amin, N. A. S., 2020, Copper and Calcium-Based Metal Organic Framework (MOF) Catalyst for Biodiesel Production from Waste Cooking Oil: A Process Optimization Study. Energy Conversion and Management, 215, 112934. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2020.112934
Liu, J., Goetjen, T. A., Wang, Q., Knapp, J. G., Wasson, M. C., Yang, Y., Syed, Z. H., Delferro, M., Notestein, J. M., Farha, O. K., & Hupp, J. T., 2022, MOF-Enabled Confinement and Related Effects for Chemical Catalyst Presentation and Utilization. Chemical Society Reviews. https://doi.org/10.1039/x0xx00000x
Matei, E., Șăulean, A. A., Râpă, M., Constandache, A., Predescu, A. M., Coman, G., Berbecaru, A. C., & Predescu, C., 2023, ZnO nanostructured matrix as nexus catalysts for the removal of emerging pollutants. Environmental Science and Pollution Research, 30, 114779–114821. https://doi.org/10.1007/s11356-023-30713-3
Nguyen, T. T., Nam, S. N., Son, J., & Oh, J., 2019, Tungsten Trioxide (WO3)-Assisted Photocatalytic Degradation of Amoxicillin by Simulated Solar Irradiation. Scientific Reports, 9, 9349. https://doi.org/10.1038/s41598-019-45703-1
Ramadhanti, Y., 2023, Peran Katalis Dalam Reaksi Kimia: Mekanisme Dan Aplikasi. Hexatech: Jurnal Ilmiah Teknik, 2(2).
Trisunaryanti, W., Sumbogo, S. D., Novianti, S. A., Fatmawati, D. A., Ulfa, M., & Nikmah, Y. L., 2021, ZnO-Activated Carbon Blended as a Catalyst for Oxidative Desulfurization of Dibenzothiophene. Bulletin of Chemical Reaction Engineering & Catalysis, 16(4), 881–887. https://doi.org/10.9767/bcrec.16.4.11797.881-887
Uli, R., Saputera, W. H., Sasongko, D., & Devianto, H., 2025, Pengembangan Katalis Berbasis Tungsten Oksida (WO3) untuk Degradasi Limbah Palm Oil Mill Effluent (POME) dengan Teknologi Fotokatalitik. Jurnal Teknik, 24(1), 34–42.
Wilsoma, Hindryawati, N., & Subagyono, R. D. J. N., 2019, Studi Variasi Berat Katalis WO3-SBE dalam Proses Sonokatalitik Methylene Blue. Jurnal Atomik, 4(2), 102–106.
Xu, Y., Yan, H., & Chen, T., 2023, Application of ZnO/WO3 Composite Nanofiber Photocatalysts in Textile Wastewater Treatment. Separations, 10(6), 339. https://doi.org/10.3390/separations10060339