Sintesis dan Karakterisasi Nanopartikel Seng Oksida (ZnO) Terdoping Lantanum (III) Menggunakan Metode Sonikasi

ABSTRAK:

ZnO adalah material semikonduktor logam tipe-n golongan II-VI dengan energi celah pita 3,37 eV. ZnO memiliki beberapa kekurangan seperti celah pita lebar yang berarti hanya menyerap sinar UV, Maka untuk meningkatkan aktivitas, perlu penambahan dopan logam tanah jarang seperti lantanum (La3+). Penambahan doping lantanum (La3+) dapat menurunkan energi celah pita dan memperkecil ukuran kristal. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik struktur, serapan sinar, dan energi celah pita fotokatalis ZnO terdoping La3+ yang disintesis menggunakan metode sonikasi high intensity pada variasi waktu sonikasi 15, 30, dan 60 menit dengan suhu kalsinasi 300oC dan tanpa kalsinasi.
Hasil penelitian diperoleh Material fotokatalis ZnO terdoping lantanum (III) dengan variasi waktu sonikasi 15, 30, dan 60 menit dengan kalsinasi 300oC selama 3 jam berhasil disintesis dengan struktur wurtzite dan bergrup P63mc. dan hasil perhitungan crystalite size adalah 45,4 ; 33,2; 30,8 nm. Dan material fotokatalis ZnO terdoping lantanum (III) dengan variasi waktu sonikasi 15, 30, dan 60 menit tanpa kalsinasi. Pada waktu sonikasi 15 menit berhasil disintesis dengan struktur wurtzite dan bergrup P63mc. Berdasarkan data DRS menunjukkan ZnO-La3+ dengan waktu sonikasi 60 menit dengan kalsinasi 300oC selama 3 jam memiliki nilai energi celah pita paling kecil yaitu sebesar 3,04 eV dengan panjang gelombang 408,17 nm.

ABSTRACT :

ZnO is a group II-VI n-type metal semiconductor material with a bandgap energy of 3.37 eV. ZnO has some disadvantages such as a wide bandgap which means it only absorbs UV light, so to increase activity, it is necessary to add dopants of rare earth metals such as lanthanum (La3+). The addition of lanthanum doping (La3+) can lower the bandgap energy and reduce the crystal size. This study aimed to determine the structure, light absorption, and bandgap energy of La 3+ doped ZnO photocatalysts synthesized using high intensity sonication methodat sonication time variations of 15, 30, and 60 min with calcination temperature of 300oC and without calcination.
The results of the study obtained lanthanum (III) doped ZnO photocatalyst material with sonication time variations of 15, 30, and 60 min with calcination of 300oC for 3 hours were successfully synthesized with wurtzite structure and P63mc group. and the result of the crystalite size calculation is 45.4; 33,2; 30.8 nm. And the lanthanum(III) doped ZnO photocatalyst material with sonication time variations of 15, 30, and 60 min without calcination. At 15 min sonication time was successfully synthesized with a wurtzite structure and a P63mc group. Based on DRS data, ZnO-La 3+ with a sonication time of 60 minutes with a calcination of 300oC for 3 hours has the smallest bandgap energy value of 3.04 eV with a wavelength of 408.17 nm.

تجريدي:

ZnO عبارة عن مادة أشباه الموصلات المعدنية من النوع الثاني إلى السادس من النوع n بطاقة فجوة نطاق تبلغ 3.37 eV. يحتوي ZnO على بعض العيوب مثل فجوة النطاق العريض مما يعني أنه يمتص ضوء الأشعة فوق البنفسجية فقط ، لذلك لزيادة النشاط ، من الضروري إضافة مواد من المعادن الأرضية النادرة مثل اللانثانوم .(La3+) يمكن أن تؤدي إضافة منشطات اللانثانوم(La3+) إلى تقليل طاقة فجوة النطاق وتقليل حجم البلورة. هدفت هذه الدراسة إلى تحديد البنية وامتصاص الضوء وطاقة فجوة النطاق لمحفزات ZnO الضوئية المخدرة La3+ التي تم تصنيعها باستخدام طريقةصوتنة عالية الكثافة عند تغيرات وقت الصوتنة من 15 و 30 و 60 دقيقة مع درجة حرارة تكليس 300 درجة مئوية وبدون تكليس.
حصلت نتائج الدراسة على مادة اللانثانوم (III) المخدرة بمادة المحفز الضوئي ZnO مع اختلافات زمنية للصوتنة تبلغ 15 و 30 و 60 دقيقة مع تكليس 300درجةمئوية لمدة 3 ساعات تم تصنيعها بنجاح مع بنية wurtzite ومجموعة P63mc. ونتيجة حساب حجم البلورة هي 45.4 ; 33,2; 30.8 نيوتن. ومادة اللانثانوم (III) المخدرة بمادة المحفز الضوئي ZnO مع اختلافات زمنية للصوتنة تبلغ 15 و 30 و 60 دقيقة بدون تكليس. في وقت صوتنة 15 دقيقة تم تصنيعه بنجاح مع هيكل wurtzite ومجموعة. P63mc استنادا إلى بيانات DRS ، فإن ZnO-La3+مع وقت صوتنة يبلغ 60 دقيقة مع تكليس 300 درجة مئوية لمدة 3 ساعات لديه أصغر قيمة طاقة فجوة نطاق تبلغ 3.04 eV بطول موجة 408.17 نانومتر.