Sintesis dan karakterisasi Fotokatalis titanium dioksida (Tio2) Anatas terdoping vanadium (Iii) dengan metode reaksi padatan-sonikasi

INDONESIA:

Material semikonduktor TiO2 anatas memiliki energi celah pita yang lebar yaitu sekitar 3,2 eV yang setara dengan cahaya UV dengan panjang gelombang 388 nm. Modifikasi TiO2 anatas diperlukan untuk memperlebar aktivitas di daerah sinar tampak (400-900 nm). Salah satu upaya untuk meningkatkan aktivitas fotokatalis TiO2 anatas di daerah sinar tampak adalah dengan menambahkan dopan vanadium (III). Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis dan mengetahui karakteristik struktur, daerah serapan sinar, dan energi celah pita pada material semikonduktor TiO2 anatas yang di doping dengan vanadium (III).

Penelitian ini menggunakan metode sintesis reaksi padatan-sonikasi. Tahapan metode penelitian ini meliputi penggerusan dan pemanasan pada temperatur yang tinggi. Hasil pemanasan di sonikasi menggunakan cleaning bath ultrasonic yang bekerja dengan gelombang ultrasonik. Konsentrasi dopan vanadium yang digunakan dalam penelitian ini adalah 0,3, 0,5, 0,7, dan 0,9 %. Karakterisasi yang digunakan adalah X-Ray Difraction (XRD) bubuk untuk mengetahui karakteristik struktur dan Diffuse Reflectance Spectron (DRS) untuk mengetahui energi celah pita dan daerah serapan sinar.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa doping vanadium (III) tidak merubah srtruktur TiO2 anatas. Akan tetapi, terdapat perubahan ukuran kristal, energi celah pita dan daerah serapan sinar. Ukuran kristal masing-masing TiO2 tanpa doping, V-TiO2 0,3, 0,5, 0,7 dan 0,9% adalah sebesar 53,21, 36,94, 43,85, 47,86 dan 68,40 nm. Energi celah pita masing-masing TiO2 tanpa doping, V-TiO2 0,3, 0,5, 0,7 dan 0,9% adalah 3,216, 3,167, 3,136, 3,133 dan 3,126 eV. Penurunan energi celah pita yang semakin kecil akan memicu aktivitas katalisnya membutuhkan energi yang lebih kecil atau sinar dengan panjang gelombang yang lebih besar di bandingkan TiO2 tanpa doping. Serapan panjang gelombang TiO2 tanpa doping adalah 385,6 nm, terdoping V-TiO2 0,3, 0,5, 0,7 dan 0,9% adalah, 391,8, 395,7, 396,1 dan 396,9 nm.

ENGLISH:

Semiconductor material of anatase TiO2 has wide band gap energy at 3,2 eV that is equal to UV light with 388 nm wavelength. Modification of anatase TiO2 is needed to enlarge its activity at visible light (400-900 nm). One of the methods used to increase the activity of anatase TiO2 at visible light is doped by vanadium (III). This research aim to synthesis and characterize the structure, the light absorption area, and band gap energy of semiconductor material of vanadium (III) doped anatase TiO2.

The synthesis method used is solid state assisted by sonication. The stages of synthesis are grinding and heating at high temperature. The heating result then sonicated by cleaning bath ultrasonic that works with ultrasonic wave. Vanadium (III) added into TiO2 at various concentration of 0,3, 0,5, 0,7, and 0,9 %. Powder X-Ray Difraction (XRD) used to characterize the structure of synthesized material. The character of light absorption area and band gap energy characterized by Diffuse Reflectance Spectron (DRS).

Doping vanadium (III) into anatase TiO2 result in the character of anatase structure. Slightly alteration found in the crystal size band gap energy and the light absorption area corresponding to vanadium (III) concentration. The crystal size of undoped TiO2 and vanadium doped TiO-2 (0,3, 0,5, 0,7, and 0,9 %) respectively were 53,21, 36,94, 43,86, 47,86, and 68,40 nm. The band gap energy of those materials respectively were 3,216, 3,167, 3,136, 3,133, and 3,126 eV. Increasing the concentration of vanadium (III) result in lowering in band gap energy of doped TiO2. It makes the wavelength of absorption area increase to 391,8, 395,7 396,1 and 396,9 nm. All materials of Vanadium doped TiO2 has wider absorption area than undoped TiO2 (385,6 nm) and has higher intensities of absorption spectra in visible region.