Sintesis dan karakterisasi srbi4ti4o15 terdoping fe3+ dengan metode lelehan garam na2so4-k2so4

INDONESIA:

SrBi4Ti4O15 merupakan senyawa Aurivillius lapis empat yang berpotensi besar dimanfaatkan sebagai material fotokatalis. Hal ini berkaitan dengan sifatnya sebagai material semikonduktor dan memiliki situs aktif fotokatalis yang besar serta stabilitas fotokimia yang tinggi. Akan tetapi, SrBi4Ti4O15 memiliki kelemahan dengan energi celah besar (Eg= 3,0 eV) yang hanya dapat bekerja pada sinar UV. Hal ini kurang efektif karena sinar matahari yang sampai ke bumi terdiri dari sinar tampak (43%) dan sinar UV (3%). Salah satu usaha untuk meningkatkan pemanfaatannya yaitu dengan menurunkan energi celah menggunakan teknik doping. Logam Fe berpotensi digunakan sebagai dopan karena memiliki jari-jari ion yang mirip dengan Ti. Dalam penelitian ini telah disintesis SrBi4Ti4-xFexO15 (x= 0; 0,05; 0,1; 0,15; 0,2) dengan metode lelehan garam Na2SO4-K2SO4. Difraktogram senyawa SrBi4Ti4-xFexO15 (x= 0; 0,05; 0,1; 0,15; 0,2) menunjukkan bahwa sampel berhasil disintesis dan tidak ditemukan fasa pengotor. Mikrograf SEM menunjukkan bahwa sampel memiliki morfologi plate-like dan cenderung terbentuk aglomerasi. Sedangkan spektra UV-Vis DRS menunjukkan bahwa dopan Fe terbukti efektif menurunkan energi celah dan dapat menggeser serapan ke daerah sinar tampak (530-705 nm) material SrBi4Ti4O15.

ENGLISH:

SrBi4Ti4O15 is a four-layer Aurivillius compound which has great potential to be used as a photocatalyst material. This is related to its nature as a semiconductor material and has a large photocatalytic active site and high photochemical stability. However, SrBi4Ti4O15 has a large band gap energy (Eg = 3,0 eV) which can only work on UV light. This is less effective because sunlight reaching the earth consists of visible light (43%) and UV light (3%). One of the efforts to increase its utilization is by reducing the gap energy using doping techniques. Fe metal is used as a dopant because it has an ionic radius similar to that of Ti. In this work, SrBi4Ti4-xFexO15 (x= 0; 0,05; 0,1; 0,15; 0,2) was synthesized using the molten salt Na2SO4-K2SO4 method. Diffractogram of SrBi4Ti4-xFexO15 (x= 0; 0,05; 0,1; 0,15; 0,2) compound showed that the sample was successfully synthesized and no impurity phase was found. Micrographs of SEM showed that the samples have plate-like morphology and tend to form agglomerations. Meanwhile, the DRS UV-Vis spectra showed that the dopant Fe was proven to be effective in reducing the band gap energy and could shift the absorption to the visible light area (530-705 nm) of SrBi4Ti4O15 material.

ARABIC:

SrBi4Ti4O15 عبارة عن مركب Aurivillius رباعي الطبقات وله إمكانات كبيرة لاستخدامه كمواد محفز ضوئي. يرتبط هذا بطبيعته كمواد شبه موصلة وله موقع نشط تحفيزي ضوئي كبير واستقرار كيميائي ضوئي عالي. ومع ذلك ، فإن SrBi4Ti4O15 له عيوب فجوة طاقة كبيرة (Eg = 3.0 eV) والتي يمكن أن تعمل فقط على ضوء الأشعة فوق البنفسجية. هذا أقل فعالية لأن ضوء الشمس الذي يصل إلى الأرض يتكون من ضوء مرئي (43٪) وضوء فوق بنفسجي (3٪). أحد الجهود لزيادة الاستفادة منها هو تقليل فجوة الطاقة باستخدام تقنيات المنشطات معدن الحديد لديه القدرة على استخدامه كمشوب لأنه يحتوي على نصف قطر أيوني مشابه لنصف قطر Ti. في هذا البحث تم تصنيع SrBi4Ti4-xFexO15 (x = 0؛ 0.05؛ 0.1؛ 0.15؛ 0.2) باستخدام طريقة تذويب الملح Na2SO4-K2SO4. أظهر الحيود المركب SrBi4Ti4-xFexO15 (x = 0؛ 0.05؛ 0.1؛ 0.15؛ 0.2) أنه تم تصنيع العينة بنجاح ولم يتم العثور على مرحلة شوائب. تُظهر الصور المجهرية SEM أن العينات لها شكل يشبه الصفيحة ولا تميل إلى تكوين تكتلات. وفي الوقت نفسه ، أظهرت أطياف DRS UV-Vis أن الحديد المشوب أثبت فعاليته في تقليل فجوة الطاقة وتحويل الامتصاص إلى منطقة الضوء المرئي (530-705 نانومتر) لمادة SrBi4Ti4O15.