Sintesis dan karakterisasi material Fotokatalis Stronsium Titanat (Srtio3) menggunakan Metode Sonikasi

ABSTRAK

Isu ketersediaan energi menjadi sangat penting saat ini dikarenakan jumlah energi fosil yang semakin menipis. Salah satu sumber energi yang berpotensi adalah hidrogen yang dihasilkan dari proses fotokatalisis pemisahan H2O (water splitting). SrTiO3 dikenal sebagai material fotokatalis yang dapat digunakan untuk proses fotokatalisis tersebut. Dalam penelitian ini dipelajari pengaruh suhu dan waktu kalsinasi dalam sintesis material SrTiO3.

Sintesis SrTiO3 dilakukan menggunakan metode sonikasi dengan (a) variasi suhu pada 500, 600, 700, dan 800 ℃, (b) variasi waktu kalsinasi 6, 24, dan 48 jam. Hasil sintesis dikarakterisasi dengan menggunakan teknik difraksi sinar-X (XRD), diffuse reflectance spectroscopy (DRS), dan Raman.

Dari data XRD didapatkan hasil bahwa semakin tinggi suhu kalsinasi maka pertumbuhan fasa SrTiO3 semakin tinggi, namun fasa pengotor juga muncul yaitu TiO2 anatas dan pada suhu 800 ℃ muncul fasa TiO2 rutil. Pada variasi waktu kalsinasi juga menunjukkan dengan meningkatnya waktu kalsinasi maka semakin tinggi pertumbuhan fasa SrTiO3 dan rutil. Crystallite size SrTiO3 yang disintesis pada (a) variasi suhu 500, 600, 700, dan 800 ℃ berturut-turut adalah 5,52; 6,30; 3,67; dan 9,44 nm dan (b) pada variasi waktu kalsinasi 6, 24, dan 48 jam berturut-turut adalah 21,30; 10,79; dan 10,41 nm. Analisis modus vibrasi Raman menunjukkan pada suhu 500-800 ℃ terdapat fasa pengotor TiO2 anatas dan pada suhu 800 ℃ muncul fasa TiO2 rutil. Energi celah pita optimum yang diperoleh adalah 2,65 eV (467,92 nm) pada suhu 800 ℃.

ABSTRACT

The issue of energy availability became very important because fossil energy decreasing continously. One of potential energy source was hydrogen which can be resulted from water splitting process. SrTiO3 is known as photocatalyst materials that can be used for water splitting. This research is studied the effect of temperature and time of calcination in synthesis SrTiO3 material.

SrTiO3 was synthesized by sonochemical method with (a) temperature calcination were varied at 500, 600, 700, and 800 ℃, (b) time of calcination varied at 6, 24, and 48 hours. The result were characterized by X-ray diffraction (XRD), diffuse reflectance spectroscopy (DRS), and Raman spectroscopy.

The XRD data showed that SrTiO3 phase growth as increasing calcination temperature. The impurity phase of anatase was also detected at all various temperature and at temperature of 800 ℃ transformed rutile phase. Increasing of time calcination at 800 ℃ resulted in the growth of SrTiO3 and rutile phase. Crystallite size SrTiO3 at (a) calcination temperature variations 500, 600, 700, and 800 ℃ are 5,52; 6,30; 3,67; and 9,44 nm, (b) calcination time 6, 24, and 48 hours are 21,30; 10,79; and 10,41 nm. Analysis of the Raman vibration showed the impurity phase of anatase and at 800 ℃ reveal the rutile phase. The optimum band gap energy is 2,65 eV (467,92 nm) at temperature 800 ℃.

مستخلص البحث

مسألة توافر الطاقة مهمة جدا في هذا الوقت لأن عدد المستنفدة الطاقة الأحفورية. واحدة من مصادر الطاقة المحتملة الهيدروجين المنتج من عملية الضوئية تقسيم H2O (تقسيم المياه ) .يعرف SrTiO3 كمادة ضوئي التي يمكن استخدامها لعملية الضوئية المذكورة. في هذا البحث دراسة تأثير درجة الحرارة والوقت من تكليس في تركيب المواد SrTiO3 .

وقد أجري تركيب SrTiO3 بطريقة الصوتنة. قامت ( أ) الاختلافات في درجة حرارة التكليس بها في 500، 600، 700، و 800 ℃ و( ب) اختلافات الوقت التكليس تقام بها في 6، 24، و 48 ساعة. المنتاجة تشخص بحيود الأشعة السينية (XRD)، منتشر الانعكاس الطيفي (RSD)، ورامان.

من نتائج بحيود الأشعة السينية التكليس أنما يزيد ارتفاع درجة الحرارة من التكليس فازداد النمو فاسا SrTiO3، ولكن يبدو أيضا فاسا الشوائب هي TiO2 أناتاس وعند درجة الحرارة 800 ℃ يبدو TiO2 روتيل. نتائج اختلافات الوقت التكليس في حيود الأشعة السينية هو أنما يزداد وقت التكليس فازداد نمو SrTiO3 والروتيل. حجم معدن دقيق SrTiO3 ( أ) اختلافات درجة الحرارة 500، 600، 700، و 800 ℃ كانت على التوالي هي 5.52 nm، 6.30 nm، 3.67 nm، و 9.44 nm, ( ب) واختلاف الوقت من 6، 24، و 48 ساعة كانت على التوالي هي21. 30 nm، 10.79 nm و 10.41 nm. يدل تحليل لاهتزاز الوضع رامان على درجة حرارة 500-800 ℃ وجود فاسا الشوائب TiO2 أناتاس وعند درجة الحرارة 800 ℃ يبدو TiO2 روتيل. الأحرف المادية تنتج الفرقة المثلى فجوة الطاقة 2.65 eV وهو ما يعادل طول موجة من 467.92nm عند درجة الحرارة 800 ℃.