Fotodegradasi polutan organic menggunakan berbagai bahan semikonduktor sebagai katalis telah berkembang pesat untuk pemberantasan polutan dari air limbah. Kebutuhan energy yang tinggi, penipisan bahan bakar fosil, dan degradasi lingkungan telah muncul sebagai masalah yang serius. Pemanfaatan energy surya juga dapat menghindari konsekuensi gas rumah kaca. Penelitian mengenai pemisahan air untuk menghasilkan hydrogen telah muncul sebagai teknologi energy terbarukan.
Grafit Karbon Nitrida (GCN) memiliki sifat fotokatalitik rendah yang menyebabkan penyerapan cahaya yang tidak memadai dan risiko yang signifikan dari rekombinasi pasangan electron dan fotogenerasi. Secara umu, kokatalis telah diuji secara luas untuk menghasilkan GCN untuk oksidasi dan reduksi situs aktif. Doping unsur dapat secara signifikan mengubah struktur pita celah GCN. Doping F ke matriks GCN menghasilkan pembentukan ikatan CF yang dapat meningkatkan rentang penyerapan cahaya Dalam studi lain, logam Fe yang dimuat ke GCN (Fe-GCN) menunjukkan efisiensi fotokatalitik yang sangat baik dalam bidang pembersihan.
Pada akhirnya, untuk memberikan evaluasi yang lengkap dan diperbarui dalam fotokatalis berbasis GCN yang didoping logam untuk fotokatalis heterogen. Tinjauan ini memberikan beberapa ide baru mengenai bentuk pengembangan bahan baru untuk sel bahan bakar, pemancar sel, sel surya, penginderaan, dan baterai terkait energy berkelanjutan.
GCN memiliki celah pita sebesar 2,7 eV dan panjang gelombang optik 460 nm. Efisiensi fotokatalitik berbasis GCN sangat ditentukan oleh struktur kristal, stabilitas elektrokimia dan fotoelektrokimia, adsorpsi fisikokimia optik dan permukaan, dan karakteristik elektronik GCN. GCN menunjukkan kemungkinan paling menjanjikan untuk mengembangkan dan memproduksi fotokatalis komposit canggih untuk spectrum penggunaan yang luas.
Namun, ada beberapa pertanyaan juga yang masih belum terjawab dan area di mana studi lanjut dapat dilakukan. Kesulitan memperoleh fotokatalis turunan GCN yang sangat efisien dan stabil yang memiliki celah pita yang menyempit, pengembangan atau desain baru polimer dapat memberikan konsep alternative untuk mempercepat peningkatan fotokatalis berdasarkan semikonduktor organic.
Aplikasi fotokatalis berbasis GCN sebagian besar berpusat pada pembangkitan hydrogen degradasi polutan. Karakter dasar permukaan GCN menentukan pengembangan yang menjanjikan kedepannya. Selanjutnya, beberapa faktor kunci yang berkontribusi pada peningkatan aktivitas fotokatalitik, seperti dinamika transfer muatan, penyerapan optik, dan struktur pita elektronik, dapat diselidiki lagi secara menyeluruh.
Penulis: Prof. Dr. Retna Apsari, M.Si
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
Geetha Palani, Retna Apsari, Marlia M. Hanafiah, Katta Venkateswarlu, Sivarama Krishna Lakkaboyana, Karthik Kannan, Anilkumar Thaghalli Shivanna, Abubakr M. Idris, Chappidi Hazarathaiah Yadav
