BAB I Karakteristik TiO 2 1) Rumus umus atau atau nama kimia kimia dari dari TiO TiO2 Rumus atau nama kimia dari TiO 2 adalah titanium dioksida yang termasuk logam transisi dan masuk dalam golongan IV disebut juga titanium anhydride, anhidrida asam titanium, titanium oksida, atau titania yang biasanya tersedia dalam serbuk putih. 2) Strukt Struktur ur atom atom atau krist kristal al dari dari TiO2 i alam alam TiO TiO2 memiliki beberapa beberapa struktur struktur kristal, kristal, yaitu! yaitu! anatase, anatase, rutile, rutile, dan brookite. brookite. Rutile Rutile adalah "asa keseimbang keseimbangan an semua semua su suhu. hu. Sedang Sedangkan kan anatas anatase e dan brook brookite ite adalah adalah "asa "asa metastabil yang dapat diubah menjadi rutile dengan proses pemanasan. Rutile dan anatase merupakan "asa yang sering diproduksi. Rutile #rutilus, bahasa $atin berarti merah) memiliki komposisi 1%& besi dan sejumlah sejumlah niobium niobium serta tantalum. TiO2 strukt struktur ur rutile rutile dan anatas anatase e beru beruk kuran uran nano nanome mete terr dapa dapatt diha dihasi silk lkan an deng dengan an unit unit sel sel yang yang berben berbentuk tuk tetrag tetragona onall melalui melalui prose proses s hidro hidroter termal mal.. 'erbe 'erbedaa daanny nnya a hanya hanya terleta terletak k pada pada suhu suhu serta serta (aktu (aktu pengo pengoena enan. n. *ntuk *ntuk prose proses s "oto "otoka kata talis lisis is,, stru strukt ktur ur anat anatas ase e lebih lebih disu disuka kaii kare karena na lebi lebih h akti akti" " diba diband ndin ingk gkan an stru struktu kturr ruti rutile. le. Stru Strukt ktur ur+s +stru trukt ktur ur ters terseb ebut ut dapa dapatt - digambarkan dengan TiO oktahedral, setiap ion Ti dikelilingi oleh enam ion O2+. 'erbedaan dari kedua struktrur kristalin terletak pada distorsi struktur oktahedronnya. 'ada 'ada rutile,struk rutile,struktur tur oktahedron oktahedronnya nya sedikit sedikit distorsi distorsi orthorombik. orthorombik. Sementara Sementara anatase, anatase, distorsi distorsi jauh lebih besar, sehingga sehingga strukturn strukturnya ya asimetris dibandingkan orthorombik. *ntuk beberapa aplikasi, rutile lebih sering digunakan karena memiliki si"at /sik yang unik, misalnya berkilau, keras dan tahan terhadap "enomena korosi. 0erbeda dengan broo brookit kite, e, stru strukt ktur urny nya a memil memilik ikii simet simetri ri yang yang polim polimor or"" dan dan dapa dapatt berubah menjadi rutile pada temperatur sekitar % 34. Se5ara umum struktur ini tidak jauh berbeda dengan rutile dan anatase dalam hal massa massa jenis jenis dan tingka tingkatt keke kekeras rasan. an. 0entuk 0entuk kristal kristal anatas anatase e dapat dapat diam diamat atii pada pada peman pemanas asan an sol sol TiO2 mula mulaii dari dari suhu uhu 12 12% % 64 dan dan men5apai sempurna pada %% 64. 'ada suhu %% 64 mulai terbentuk kris krista tall ruti rutile le dan dan mula mulaii terj terjad adii penu penuru runa nan n luas luas perm permuk ukaa aan n sert serta a pelemahan aktiitas "otokatalisis se5ara drastis. *ntuk melihat lebih jelas lagi perbedaan dari struktur anatase dan rutile dapat dilihat pada gambar 1.
1
Gamba ambarr 1a. 1a. Strukt Struktur ur kristal kristal TiO2 (anatase). (anatase). Model TiO 2 yang digunakan adalah TiO2 sistem tetragonal dengan parameter kisi a = b = 3,7 ! dan " = #,$2 ! 7ambar 1a menunjukkan struktur kristal TiO 2 "asa anatase. Ti ditu ditunj njuk ukk kan pada pada bula bulattan bes besar yang ang (ar (arna kuning ning dan dan O 2 ditunj ditunjukk ukkan an pada pada bulata bulatan n ke5il ke5il yang yang ber(ar ber(arna na ungu. ungu. Si"at Si"at kristal kristal anatas anatase e ini membent membentuk uk delapa delapan n tetrag tetragona onall di pirami piramida da berpus berpusat at badan dengan nomor spa5e group 1-1. +
−
Gamb Gambar ar 1b. 1b. Strukt Struktur ur kristal kristal TiO2 (rut (rutil ile) e).. Mode Modell TiO TiO2 yang digunakan adalah TiO2 sistem tetragonal dengan parameter kisi a = b = %,$#% ! dan " = 2,#$# 7ambar 7ambar 1b menunj menunjukk ukkan an strukt struktur ur kristal kristal TiO TiO2 "ase "ase ruti rutile, le, Tiditunjukkan bulatan besar ber(arna kuning dan O 2 oleh bulatan ke5il ber(arna ungu. Struktur kristal rutile pertama kali ditemukan oleh Vegard pada tahun 181. Setiap atom titanium dikelilingi oleh atom oksi oksige gen n pada pada enam enam su sudu dutt yang yang tera teratu turr dan dan seti setiap ap atom atom oksi oksige gen n dikeli dikeliling lingii tiga tiga atom atom titani titanium um pada pada sudut sudut sama sama sis sisii dengan dengan nomor nomor spa5e group.
+
−
2
Tabel 1.1 Perbedaan Struktur Kristal Rutile, R utile, Anatase, dan Brookite TiO 2 Rutile Anatase Brookite Tetragonal Tetragonal Tetragonal Orthorombik Bentuk kristal
Unit sel a (! b (! " (! #ol $ensit as
- . 9 - + 2 .8 : : 1 9 . 8 : - .2 - :
:.9-2 + 8.1- 1:.2 : .9 8
8.19.-- .1- 2 .: 9 -.12:
:) 'rose 'roses s 'emb 'embuat uatan an TiO TiO2 TiO2 dapa dapatt dipe dipero roleh leh dari dari Ti4l-, berik berikut ut merupak merupakan an proses proses pembuatan dari TiO2 ! 25 ml TiCl TiCl 4
bersuhu
−5 ℃
di5ampurkan dengan 1%% ml air
yang sudah di destilasi. Selanjutnya kedua bahan itu di5ampurkan ke dala dalam m gela gelas s beak beaker er yang yang bera berada da pada pada (ada (adah h beri berisi si es. ari ari pen5am pen5ampur puran an terseb tersebut ut nanti nanti akan akan dihasi dihasilka lkan n laruta larutan n
TiCl4 + H 2 O
yang bersuhu eksoterm. ;emudian ;emudian diletakkan diletakkan pada magneti" stirring #%% rpm) pada suhu ruang lalu dipanaskan dengan suhu konstan yaitu 1%%
℃ . ari pemanasan ini diperoleh diperoleh larutan
TiCl4 + H 2 O
homoge homogen n kemud kemudian ian dipanas dipanaska kan n lagi lagi di dalam dalam tungk tungku u dengan dengan tiga tiga tahap tahap pemana pemanasan san.. Setela Setelah h tiga tiga proses proses pemanas pemanasan an terseb tersebut ut maka maka terbentuklah terbentuklah TiO2 dalam dalam bentuk bentuk gumpal gumpalan. an. *ntuk *ntuk mendap mendapatk atkan an bentuk serbuk maka TiO2 digerus menggunakan &all milling #%% rpm< =R).
:
-) Si"a Si"att bah bahan an TiO2 Si"at /sis TiO 2 ditunjukkan dalam tabel berikut !
Tabel 1.2 Si%at &sik dan mekanik TiO 2 Karakteristik
'ilai
ensitas
- g.5m+:
'orositas
%&
>odulus rekah
1-% >pa
;ekuatan kemampatan
9% >pa
Ratio poisson?s
% ,2
>odulus elastisitas
2:% 7pa
Resistiitas #2 o4)
1%12 ohm.5m
Resistiitas Resistiitas #%%o4)
2, @ 1%- ohm.5m
;onstanta dialektrik #1 >=A)
9 Volt
;ekuatan dialektrik
- kV mm+1
Bkspansi thermal # RT+1%%%o4 )
89 @ 1%+ ; +1
;onduktiitas ;onduktiitas Thermal #2o4)
11, Cm;+1
Titik lebur
19:%+19% o4
Titik didih
:%%% o4
;etangguhan
:.2 >pa.m+1D2
>odulus 7eser
8% 7'a
'i 'ita energi
:,2 + :,9 eV
Tabel 1. Si%at o)tik TiO 2
-
Ta*a)
Bias ( inde+ !
Enatase Rutile
2,-8 -,2
-) Fungs ungsii dar darii TiO TiO2 'ada umumnya TiO2 paling paling banyak banyak digunaka digunakan n sebaga sebagaii 5at dan pernis serta kertas dan plastik< yang diolah sekitar 9%& dari konsumsi titanium dioksida dunia. Fungsi pigmen lainnya seperti tinta 5etak, serat, serat, karet, karet, produ produk k kosme kosmetik tik dan bahan bahan baku baku pangan pangan untuk untuk 9& lainnya. lainnya. Sisa yang digunakan digunakan dalam dalam "ungsi lain, misalnya misalnya produksi produksi titanium murni teknis, ka5a dan keramik ka5a, keramik listrik, katalis, konduktor listrik dan Aat kimia GperantaraH. 1. 'igmen Titanium dioksida ialah pigmen putih yang digunakan se5a se5ara ra luas luas hal hal ini ini dika dikare rena naka kan n ke5era e5eraha hann nnya ya dan dan inde indeks ks re"raksi re"raksi sangat sangat tinggi. tinggi. TiO2 juga merupakan pemburam e"ekti" dalam bentuk serbuk, di mana ia bekerja sebagai pigmen untuk memberikan (arna putih dan keburaman untuk produk seperti 5at, pelapis, plastik, kertas, tinta, obat+obatan #pil dan tablet) serta sebagian besar pasta gigi.
Gambar 2a. "ontoh produk penggunaan
&eberapa TiO2 sebagai pigmen
2. Tabir abir Sur Surya ya
Titanium dioksida dijumpai di hampir setiap tabir surya dengan penghalang /sik disebabkan indeks re"raksinya yang ting tinggi, gi, kuat kuat kema kemamp mpua uan n menye menyera rap p *V dan dan ketah etahan anan anny nya a terhadap kelunturan di ba(ah sinar ultraiolet. ;euntungan ;euntungan ini meningkatkan stabilitas dan kemampuannya untuk melindungi kulit ulit dari dari sina sinarr *V. *V. 'artik artikel el tita titani nium um oksid oksida a bersk berskal ala a nano nano teruta terutama ma diguna digunakan kan dalam lotion tabir surya karena mereka menghamburkan 5ahaya tampak kurang dari pigmen titanium dioksida sambil tetap memberikan perlindungan *V. *V.
Gambar 2b. &eberapa "ontoh produk penggunaan TiO2 sebagai tabir surya 3. Fotokatalis Titanium dioksida , terutama dalam bentuk anatase, adal adalah ah su suat atu u "otok "otokat atali alis s di ba(a ba(ah h sina sinarr ultr ultra a iole iolett #*V) #*V).. Titanium dioksida memiliki potensi untuk digunakan sebagai ! "otoka "otokatal talis, is, dapat dapat melaku melakukan kan hidro hidrolis lisis, is, yaitu yaitu mengur mengurai ai air menjadi hidrogen dan oksigen. engan terkumpulnya hidrogen, dapat dapat diguna digunakan kan sebaga sebagaii bahan bahan bakar bakar.. B/sien B/siensi si proses proses ini dapat diperbaiki oleh doping oksida dengan karbon. B/siensi dan durabilit ilita as selanjutnya telah dipe iperoleh dengan memperk memperkena enalka lkan n ketid ketidak+ ak+ber beratu aturan ranan an strukt struktur ur kisi kisi lapisan lapisan perm permuk ukaa aan n nano nanokr kris ista tall tita titani nium um diok dioksi sida da,, memun memungk gkin inka kan n penyerapan in"ramerah.
-. Titanium Titanium dioksida dioksida dalam dalam larutan larutan atau suspens suspensii dapat digunaka digunakan n untuk mengurai protein yang mengandung asam amino prolin di tempat tempat di mana mana proli prolin n hadir hadir.. Ini terobo terobosan san dalam dalam biaya+ biaya+ e"ekti e"ekti"" meme5a meme5ah h protein protein yang yang berlan berlangsu gsung ng di EriAona EriAona State State *niersity pada tahun 2%%. . Tita itanium nium diok dioksi sida da juga juga digu diguna nak kan seba sebaga gaii baha bahan n dala dalam m memr memris isto tor, r, elem elemen en sirk sirkui uitt elek elektr tron onik ik baru baru.. =al =al ini ini dapa dapatt digunakan untuk konersi energi surya berbasis pada pe(arna, polimer polimer,, atau atau titik titik kuant kuantum um peka peka sel surya surya nanokr nanokrist istal al TiO TiO 2 dengan dengan menggunakan menggunakan polimer polimer terkonjug terkonjugasi asi sebagai sebagai elektrolit elektrolit padat.
BAB II A)likasi ba*an ( Kom)osit !
'eningkatan aktiitas photokatalis dari TiO 2 dan 4uO yang dimasukkan dimasukkan ke dalam spray drying. a) >eto >etode de 'rep 'repara arasi si >etode spray'drying digu diguna naka kan n untu untuk k sint sintes esis is 4uO 4uO yang yang dimasukkan dimasukkan TiO2. 0utiran dari spray'drying -(t& -(t& 4uO+8( 4uO+8(t& t& TiO2 dan TiO 2 murni yang ber"ungsi sebagai a5uan diperoleh oleh dengan kapasitas pengeringan kg spray'drying sentriugal dryer dengan airDhari. airDhari. 'engering 'engering memiliki memiliki diameter diameter ruang 1,- m dengan tinggi tinggi o silinder 2 m dan sudut keru5ut :% . 'engeringan dilakukan dil akukan dengan nossel atomisasi diposisikan di tengah gas panas dispenser. dispenser.
b) >etode >etode ;arak ;arakter terisas isasii 1) $uas permukaan aan spesi/k i/k butiran ran 4uO+T O+TiO2 ditentukan oleh luas permukaan dan ukuran pori analyer #OVE #OVE 22%%e) dan dihitung dengan metode &runauer'*mmett'Teller #0BT) menggunakan ata ata adsorp adsorpsi si 2 di kisara kisaran n dari dari 'D'%J 'D'%J %,%+% %,%+%,8 ,8.. 'ori+ 'ori+por porii kura ura dist distri ribu busi si diam diamet eter er bera berasa sall dari dari 5aba 5abang ng adso adsorp rpsi si dengan metode 0K=. 2) Stru truktur ktur kris krista tall spray'drying 4uO+TiO2 di uji dengan di"raksi sinar+L sinar+L #LR, D ma@ 22%% '4, 4u ;M). >or"ologi >or"ologi dari butiran diamati ti denga dengan n mikr mikros osk kop elekt elektro ron n #SB>, #SB>, spray'drying diama =ita5hi =ita5hi S+:%%, S+:%%, Kepang) Kepang) dan mikrosko mikroskop p elektron elektron transmisi transmisi #TB>, KB>+21%%, =R) . Sebuah * V+:%%) ultra+iolet'+isible #*V+is) spektrometer #ShimadAu *V digu diguna naka kan n untu untuk k meng menguk ukur ur sp spekt ektru rum m peny penyera erapa pan n dala dalam m panjang gelombang antara 22%+9%% nm dan digunakan 0aSOsebagai re"erensi. :) 'roperti "otokatalitik buti butira ran n 4uO+ 4uO+T TiO2 spray'drying dieal diealuas uasii dengan dengan menguk mengukur ur degrad degradasi asi metil metil oranye oranye #>O). #>O). egr egrad adas asii "oto "otoka kata tali liti tik k dila dilak kukan ukan di ba(a ba(ah h radi radias asii lampu lampu @enon dengan sistem sumber 5ahaya paralel. $ampu @enon #4B$$ #4B$$ L*V+:%%C L*V+:%%C)) dilengkapi dilengkapi dengan sebuah sebuah band pass lter dari : nm. -) Tiga iga samp sampel el buti butira ran n diuk diukur ur term termas asuk uk buti butira ran n 4uO 4uO murn murni, i, butiran butiran TiO TiO2 murni, murni, butiran butiran 4uO+TiO 4uO+TiO2. Selain Selain itu, itu, per5ob per5obaan aan deng dengan an >O tanp tanpa a pena penamba mbaha han n apap apapun un dila dilaku kuka kan n untu untuk k perban perbandin dingan gan,, di mana mana >O laruta larutan n ditempa ditempatk tkan an di ba(ah ba(ah lampu lampu @enon @enon dengan dengan tidak tidak menamba menambahk hkan an butira butiran n apapun apapun.. ;onsentrasi pertama dari >O larutan adalah 1mgD$ dan nilai p= adalah . ;onsentrasi katalis adalah 2gD $. ) 0utiran 0utiran pertama pertama yang hampir hampir jenuh jenuh dalam dalam 1% ml >O, larutan larutan air di hindarkan dari 5ahaya selama 1 jam dengan peng pengad aduk ukan an magn magnet etik ik untu untuk k men5 men5ap apai ai keset esetim imba bang ngan an adsorpsi+d adsorpsi+desorps esorpsi. i. ;emudian lampu @enon @enon dihidupkan dihidupkan untuk memu memula laii degra degrada dasi si dan 1.% ml dike dikelua luark rkan an setia setiap p 1% m sebagai sebagai sampel untuk pengukuran. pengukuran. Ebsorbansi Ebsorbansi 5ahaya 5ahaya dari sampel diukur dengan spektrometer *V+is dengan panjang gelombang - nm. 'ersentase degradasi #&) diealuasi oleh persamaan berikut ini ! D =
A 0− A t A 0
× 100
9
di mana mana adal adalah ah pers persen enta tase se degr degrad adas asi, i, E% dan E t adalah absorbansi dari sampel pada radiasi *V dengan (aktu masi masing ng+m +mas asing ing adal adalah ah % dan dan t. Sela Selanj njut utny nya, a, anal analis isis is L' L'S S dilakukan untuk menggambarkan permukaan unsur kimia di "otokatalis 4uO+TiO2 setelah reaksi degradasi. 5) ;esim esimpu pula lan n 0utiran 4uO+TiO 4uO+TiO2 terjag terjaga a keama keamanan nannya nya pada metode metode spray' drying ini. =asil LR menunjukkan bah(a tidak ada trans"ormasi "asa terjadi. terjadi. Terdapat erdapat titanium titanium dalam bentuk bentuk anatase anatase TiO2 dan tembaga tembaga sebagai 4uO setelah setelah proses spray'drying. 0utiran 4uO+ TiO2 yang terbukti bahan mesopori terdiri dari banyak nanopartikel dan dan ukur ukuran an pori+ pori+po pori ri yang yang sama sama.. ari ari *V+ *V+is is,, dapa dapatt diam diamat atii dengan jelas pergeseran spektrum merah di tepi penyerapan 4uO+ TiO2, bila bila diband dibanding ingkan kan dengan dengan TiO TiO2. 4uO+TiO 4uO+TiO2 memperlihatkan degradasi "otokatalitik yang unggul dari TiO2 diba(ah iradiasi *V. L'S spektr spektrum um menyar menyarank ankan an bah(a bah(a 4u2 dan spesies spesies 4u D 4u di5a di5amp mpur urka kan n dala dalam m reaks eaksii "oto "otoka kata tali lis s 4uO+ 4uO+T TiO2. Ekt Ektiit iitas as peningkatan "otokatalis 4uO+TiO2 ini disebabkan koeksistensi 4u 2 dan spesies 4u D 4u.
'embu 'embuata atan n graphe graphene ne dan TiO TiO2 dengan dengan lapisa lapisan n kompo komposit sit yang yang memilik memilikii e/siensi "otokatalitis sangat tinggi a) >eto >etode de 'rep 'repara arasi si 'reparasi 7raphene O@ida 7rap 7raphen hene e oksi oksida da disi disint ntes esis is dari dari bubu bubuk k gra/ gra/tt alam alamii menggu menggunak nakan an metode metode palu palu yang yang dimodi/ dimodi/kas kasi. i. ;emudian emudian di5ampur bubuk gra/t dengan = 2SO-, ; 2SO-, lalu diaduk dan dien dien5e 5erk rkan an deng dengan an air air su suli ling ngan an.. ;emud emudia ian n di sari saring ng,, dikeringkan, dan dipe5ah kembali menggunakan = 2SO- dan ; 2SO-, selanjutnya diaduk lagi dan dien5erkan dengan air sulinga sulingan n hingga hingga beruba berubah h (arna (arna dari dari kunin kuning g ke5ok ke5oklat latan an menjadi menjadi kuning kuning 5erah. 5erah. >en5ampurka >en5ampurkan n =4l dan air sulingan sulingan hingga '= nya berubah menjadi netral lalu dikeringkan.
8
'reparasi lapis demi lapis komposit TiO2D7raphene $uas lapisan 7raphene Oksida dan /lm tipis TiO 2 dibuat oleh oleh pros proses es dipu diputa tarn rnya ya lapi lapisa san n se5a se5ara ra berg bergan anti tian an #spin "oating). Suspensi etanol dari 7O and TiO 2 disiapkan pada konse konsentr ntrasi asi %, 1%&, 2%&, :%& and %&, %&, dan spin "oating dilakukan di udara dengan membanjiri permukaan substrat #substrat #substrat Si) dengan dua suspensi suspensi etanol pada gilirannya gilirannya dan dan berpu erputa tarr pada pada : :%% %% rDmi rDmin n selam elama a :% s. Sete Setela lah h pemaparan dari TiO2 D 7O /lm multilayer untuk iradiasi sinar *V yang memungkinkan memungkinkan pengurangan pengurangan 7O untuk graphene, strukt struktur ur "otoka "otokatal taliti itik k baru baru sebaga sebagaii graphe graphene ne dan lapisa lapisan n TiO2 dengan lapisan komposit disintesis.
b) >etode >etode ;arak ;arakter terisas isasii 1) Tahap ahap identi identi/k /kasi asi sampel sampel diolah dengan dengan mengguna menggunakan kan -'ray -'ray #LR),#EL #ELS S 9 $anjut $anjutan an LR, LR, Kerman Kerman)) dengan dengan dira"tometer #LR), radiasi 4u ;M. 2) >or"ol >or"ologi ogi penampan penampang g dari dari lapis lapis demi lapis lapis komposi kompositt diamat diamatii deng dengan an meng menggu guna naka kan n s"a s"anni nning ng el"tro el"tron n mi"ros" mi"ros"opy opy #Sirion SB>, FBI, 0elanda), dan pengamatan struktur mikro dilakukan dengan dengan menggunakan menggunakan transmission ele"tron mi"ros"opy #TB>, KB>+2%1%, KBO$, Kepang Kepang ). :) 'engukuran Raman dilakukan dengan menggunakan spektroskopi Raman #=ORI0E Kobin Non $abRE> =R, 'ran5is) dengan parameter 1% mC laser, -99 nm laser eksitasi, dan memper memperlua luas s jangka jangkauan uan s5an s5an 1%%+2%% 1%%+2%%% % 5m+1 dan dan 2s (aktu (aktu pemaparan . -) *V+is diuse #RS)) dan dan sp spek ektr trum um diuse re/e"ta re/e"tan"e n"e spektr spektrum um #RS peny penyer erap apan an terl terlih ihat at biru biru meti metile len n #>0) #>0) dipe diperroleh oleh deng dengan an meng menggu guna naka kan n 01'+is #ShimadAu *V+2%, *V+2%, 01'+is spektrooto spektrootometer meter #ShimadAu Kepang), dan 4uSO- digunakan sebagai standar reektansi di *V+is diuse re/e"tan"e per5obaan. ) Si"at "otokata "otokatalitik litik dari dari sampel yang yang diperiksa diperiksa dengan dengan mengukur mengukur ting tingka katt dek dekompo omposi sisi si biru biru meti metile len n di hada hadapa pan n "oto "otoka kata tali lis s tersebut. alam per5obaan, tekanan tinggi lampu merkuri 2% C yang menghasilkan 5ahaya di kisaran :%+-% nm dengan intensitas maksimum pada : nm digunakan sebagai sumber 5ahaya. $ampu ditempatkan 1% 5m di atas permukaan 5airan. Setiap sampel ditempatkan dalam kuet kuarsa diisi dengan ml >0 berair #1,% P 1%+ molD$), dan setelah setiap :% menit, ariasi konsentrasi >0 diealuasi oleh absorbansi larutan pada nm. 5) ;esim esimpu pula lan n
1%
'enem 'enemuan uan baru baru graphe graphene ne dan lapisa lapisan n TiO2 dengan lapisan lapisan kompo omposi sitt deng dengan an kand kandun unga gan n grap graphe hene ne yang yang berb berbed eda a yang yang berha erhasi sill dibu dibuat at denga engan n pros proses es spin'"oating. =asi =asill pene peneli litia tian n men menunju unjukk kka an bah( bah(a a pengo engopt ptim imal alan an "oto "otok kata atalis lis memi memili lik ki photoresponding yang panjang dan peningkatan pemisahan dan si"at transportasi se5ara bersamaan. iharapkan bah(a graphene dan TiO2 lapis demi lapis komposit dengan aktiitas "otokatalitik yang tinggi akan berperan penting dalam penghapusan polutan dalam air limbah dan lingkungan.
7d+$a didopping dengan TiO 2 sebagai "otokatalis surya. a) >eto >etode de 'rep 'repara arasi si 7d+$a 7d+$a didopp didopping ing dengan dengan nanopa nanoparti rtike kell TiO TiO2 dengan dengan proses proses sintesis sintesis menggunakan menggunakan metode sol'gel. engan keterangan, 1%ml tetra+n'butyl butyl titani titanium um dilaru dilarutka tkan n dalam dalam 5ampur 5ampuran an 9%ml 9%ml 5airan 5airan etanol, 1ml asa asam nitr itrit pekat dan 2ml air murni #tidak mengandung mineral didalamnya) dan diaduk selama 1 jam dalam suhu su hu kamar kamar.. Saat Saat pros proses es penga pengadu duka kan, n, lant lantha hanu num m nitr nitrat at dan dan gadolinium nitrat ditambahkan kedalam 5ampuran sesuai dengan
11
perban perbandin dingan gan molar molar stokio stokiomet metri. ri. Setelah Setelah satu satu jam, dan stabil stabil,, diperoleh penyelesaian yang jelas. 7el yang yang dihasi dihasilka lkan n selanj selanjutn utnya ya dipers dipersiap iapkan kan dengan dengan 5ara menj menjag aga a sol sol sela selama ma empa empatt jam jam pada pada su suhu hu kama kamarr. Sete Setela lah h mengering pada suhu 9%34 selama dua belas jam, serbuk digiling dan dipanas dipanaskan kan pada pada suhu suhu tinggi tinggi #diba( #diba(ah ah titik titik lebur) lebur) didala didalam m tungk tungku u teredam teredam pada su suhu hu -%34 -%34 selama selama tiga tiga jam pada pada tara" tara" +1 panas sekitar 234 min . 'ada akhirnya, 7d+$a didopping dengan "otokatalis TiO2 diperoleh dan terjaga pada sebuah bejana yang tersegel untuk selanjutnya digunakan pada proses karakterisasi. b) >etode >etode ;arak ;arakter terisas isasii ari penelitian yang telah diamati pada TB> #KB>2%1%, KBO$). Struktur kristal dari preparasi katalis yang di karakterisasi dengan LR QL?pert >' 'ro, 'hilips, 'hilips, 0elanda dengan radiasi λ =0,15418 nm ¿
pengop pengopera erasia sian n dari dari tegangan
2θ
dalam da
5 ° samp sampai ai
40 kV dan arus
dengan 70 °
Cu Kα
rentang
#
pada
dengan dengan menambahkan menambahkan
40 mA . Spektrum penyerapan optik
yang yang ter5at ter5atat at pada spektrootom spektrootometer eter *V+is #Egilent 9-:) pada suhu su hu ruan ruang. g. Trans rans"or "ormas masii Fouri ourier er peng penguk ukura uran n sp spekt ektro rosk skop opik ik Raman Raman pada pada sinar sinar ultra ultraiol iolet et yang yang dilak dilakuka ukan n pada pada Renisha( enisha(in in dengan dengan Ree@ ee@ Spekto Spektomet meter er Raman Raman.. Saring Saringan an bereso beresolus lusii tinggi tinggi digunakan untuk memberikan resolusi spektrum sebesar
−1
2 cm
.
Spektum yang ter5atat ter5atat pada suhu kamar dari :%% sampai 1%% 5m+1 menggun menggunaka akan n 1 peminda pemindaian ian dengan dengan (aktu (aktu pemapar pemaparan an 1 sekon sekon pada pada setiap setiap pemind pemindaia aian. n. 'er5 'er5oba obaan an L'S dilak dilakuka ukan n pada pada peningkatan R0 sistem BS4E '=I+%%%4 dengan radiasi >g ;M # hυ =1253.6 eV ¿
. Se5a Se5ara ra umum umum,, anod anoda a pada pada L+ray +ray dija dijalan lanka kan n
pada pada daya daya 2% C dan dikontr dikontrol ol pada pada tegang tegangan an tinggi tinggi 1-.% kV dengan sudut deteksi di -3. Bnergi yang terpakai berada tetap di 2:,< -,8< atau 8:,8% eV untuk memastikan ke5ukupan resolusi dan sensitiitas. Tekanan dasar dari ruang analisis adalah sekitar 8
5 × 10 Pa
. Samp Sampel el dite diteka kan n
( 10 × 10 mm ) 2
se5a se5ara ra lang langsu sung ng pada pada 5akr 5akram am
, dipasan dipasang g pada pada penaha penahan n sampel, sampel, dan kemudian emudian
ditran ditrans"er s"er ke ruang ruang analis analisis. is. Bnerg Bnergii yang yang mengik mengikat at dikali dikalibra brasi si dengan menggunakan pengurungan karbon
( C 1 s =248,6 eV ) ) .
5) ;esim esimpu pula lan n
12
Fabrikas abrikasii 7d+$a 7d+$a didoping didoping dengan dengan nanopar nanopartik tikel el TiO2 e/sien untu untuk k "oto "otoka kata tali lis s tela telah h dibu dibukt ktik ikan an.. egra egrada dasi si "oto "otoka kata tali lis s >O mengungka mengungkapkan pkan bah(a 7d+$a "o'doped TiO2 dapat bekerja lebih e/sien e/sien sebagai sebagai "otokatalis "otokatalis dibandingkan dibandingkan dengan dengan undoped dan 7d - atau $a didoping nanopartikel TiO 2 . Ti menggantikan $a : dan 7d: dala dalam m kisi kisi kris krista tall $a2O: dan dan 7d2O: untuk men5iptakan men5iptakan kekoso ekosonga ngan n oksige oksigen n yang yang banyak banyak dan permuk permukaan aan yang yang 5a5at. 5a5at. ;ekos ekosong ongan an oksige oksigen n dapat dapat dengan dengan mudah mudah mengika mengikatt elektr elektron on untuk tingkat energi e"iton ba(ah dalam pita konduksi dari TiO2, sehing sehingga ga mengaki mengakibat batkan kan aktii aktiitas tas e/sien e/sien "otok "otokata atalis lis di ba(ah ba(ah iradiasi 5ahaya matahari. amu amun, n, 5a5a 5a5att perm permuk ukaa aan n memb member erik ikan an situ situs s akti akti"" untu untuk k menyer menyerap ap molek molekul ul dengan dengan lebih lebih 5epat. 5epat. Sebuah Sebuah penelit penelitian ian a(al tentang tentang kinerja "otokatalis "otokatalis mengungka mengungkapkan pkan tentang tentang peningkatan peningkatan signi/kan dalam "otodegradasi >O di ba(ah iradiasi matahari oleh 7d+$a "odoping dan memenuhi aturan dari urutan pertama reaksi kinetik. 'emahaman saat ini, jika energi e"iton lebih rendah pada pemisa pemisahan han muatan muatan dan eksita eksitasi si , menyed menyediak iakan an plat"o plat"orm rm yang yang menjanjikan untuk "abrikasi yang sangat e/sien untuk "otokatalis surya atau anoda untuk sel "otooltalik.
1:
