Sintesis dan uji aktifitas material fotokatalisis Bi4Ti3O12, SrBi4Ti4O15, dan Sr2Bi4Ti5O18 dalam mendegradasi rhodamin B

ABSTRAK:

Senyawa Bi4Ti3O12, SrBi4Ti4O15, dan Sr2Bi4Ti5O18, merupakan senyawa keluarga Aurivillius yang memiliki potensi sebagai material fotokatalis. Dalam penelitian ini, dilakukan sintesis fotokatalis Bi4Ti3O12, SrBi4Ti4O15, dan Sr2Bi4Ti5O18, dengan metode lelehan garam campuran NaCl-KCl dan dilakukan uji aktivitas fotokatalitiknya dalam mendegradasi rhodamine-B. Pola difraksi sinar-X menunjukkan senyawa target Bi4Ti3O12, SrBi4Ti4O15, dan Sr2Bi4Ti5O18 telah berhasil disintesis, namun masih ditemukan pengotor pada sampel (a) Bi4Ti3O12 dengan pengotor TiO2 rutile (b) SrBi4Ti4O15 dengan pengotor Bi4Ti3O12 dan TiO2 brookite dan (c) SBT5 dengan pengotor BIT, Bi2O3 dan TiO2 brookite . Hasil karakterisasi SEM menunjukkan morfologi senyawa Bi4Ti3O12, SrBi4Ti4O15, dan Sr2Bi4Ti5O18 berbentuk plate-like. Hasil perhitungan spektra DRS menggunakan persamaan Kubelka-Munk menunjukkan senyawa Bi4Ti3O12, SrBi4Ti4O15, dan Sr2Bi4Ti5O18 memiliki energi celah pita secara berurutan adalah 2,98; 2,60; dan 2,65 eV. Hasil uji degradasi larutan rhodamin B menunjukkan senyawa Bi4Ti3O12, SrBi4Ti4O15, dan Sr2Bi4Ti5O18 memiliki persentase degradasi secara berurutan sebesar 43,46; 41,93 dan 46,08% selama 60 menit.

ABSTRACT:

Bi4Ti3O12, SrBi4Ti4O15, and Sr2Bi4Ti5O18 is a compound of the Aurivillius family that has potential as a photocatalyst. In this study, the synthesis of Bi4Ti3O12, SrBi4Ti4O15, and Sr2Bi4Ti5O18 photocatalysts was carried out using the NaCl-KCl mixed salt melt method and their photocatalytic activity was tested in degrading rhodamine-B. X-ray diffraction patterns show that the target compounds Bi4Ti3O12, SrBi4Ti4O15, and Sr2Bi4Ti5O18 have been successfully synthesized, but still found impurities in samples (a) Bi4Ti3O12 with TiO2 rutile impurities (b) SrBi4Ti4O15 with Bi4Ti3O12 and TiO2 brookite impurities and (c) Sr2Bi4Ti5O18 with Bi4Ti3O12, Bi2O3 and TiO2 brookite impurities. SEM characterization results show the morphology of the Bi4Ti3O12, SrBi4Ti4O15, and Sr2Bi4Ti5O18 compounds is plate-like. The results of the DRS spectra calculation using the Kubelka-Munk equation show that the Bi4Ti3O12, SrBi4Ti4O15, and Sr2Bi4Ti5O18 compounds have band gap energies of 2.98; 2.60; and 2.65 eV, respectively. The degradation test results of rhodamine B solution showed that Bi4Ti3O12, SrBi4Ti4O15, and Sr2Bi4Ti5O18 compounds had a degradation percentage of 43.46; 41.93 and 46.08% respectively for 60 minutes.

مستخلص البحث:

المركبات Bi4Ti3O12 و SrBi4Ti4O15 و Sr2Bi4Ti5O18، هي مركبات من عائلة أوريفيليوس التي لها إمكانية كمواد محفزة ضوئية. في هذا البحث، تم إجراء تخليق المحفزات الضوئية Bi4Ti3O12 و SrBi4Ti4O15 و Sr2Bi4Ti5O18 باستخدام الملح المختلط بطريقة NaCl-KCl وتم اختبار النشاط التحفيزي الضوئي في تحلل رودامين- ب. أظهر نمط حيود الأشعة السينية أن المركبات المستهدفة Bi4Ti3O12 و SrBi4Ti4O15 و Sr2Bi4Ti5O18 قد تم تصنيعها بنجاح، ولكن لا تزال توجد شوائب في العينات (أ) مع شوائب روتيل TiO2 (ب) SrBi4Ti4O15 مع Bi4Ti3O12 و TiO2 شوائب بروكيت و ( ج) Sr2Bi4Ti5O18 مع شوائب Bi4Ti3O12 ، Bi2O3 و TiO2 بروكيت. أظهرت نتائج توصيف SEM التشكل الشبيه بالصفائح للمركبات Bi4Ti3O12 و SrBi4Ti4O15 و Sr2Bi4Ti5O18. تظهر نتائج الحسابات الطيفية DRS باستخدام معادلة Kubelka-Munk أن المركبات Bi4Ti3O12 و SrBi4Ti4O15 و Sr2Bi4Ti5O18 لها طاقة فجوة نطاق تبلغ 2.98 على التوالي ؛ 2.60 ؛ و 2.65 فولت. أظهرت نتائج اختبار التحلل لمحلول رودامين ب أن المركبات Bi4Ti3O12 و SrBi4Ti4O15 و Sr2Bi4Ti5O18 لها نسبة تحلل 43.46 على التوالي. 41.93 و 46.08٪ لمدة 60 دقيقة.