Sintesis, karakterisasi dan uji aktivitas fotokatalis Titanium Dioksida (TiO2) anatas terdoping vanadium (III) menggunakan Metode 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). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik struktur, ukuran partikel dan aktivitas fotodegradasi material semikonduktor TiO2 anatas yang di doping dengan vanadium (III) hasil sintesis terhadap zat warna metilen biru.

Sintesis material fotokatalis pada penelitian ini menggunakan metode sonikasi menggunakan cleaning bath ultrasonic. Konsentrasi dopan vanadium yang digunakan dalam penelitian ini adalah 1; 1,5 dan 2 %. Karakterisasi yang digunakan adalah X-Ray Difraction (XRD) bubuk untuk mengetahui karakteristik struktur dan ukuran partikel. Uji aktivitas fotokatalis menggunakan metode spektoskopi UV-Vis yang dilakukan di bawah radiasi sinar UV dan sinar matahari.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa doping vanadium (III) tidak merubah srtruktur TiO2 anatas, tetapi terjadi pergeseran 2θ kearah yang lebih kecil. Penambahan konsentrasi V (III) sebanyak 2 % menginduksi pertumbuhan fasa rutil pada 2θ = 27,500 8,41 %. Sedangkan ukuran kristal fotokatalis mengalami perubahan akibat adanya dopan vanadium. Ukuran kristal untuk TiO2 tanpa doping, V-TiO2 1; 1,5 dan 2 % secara berturut-turut yaitu 34,26; 29,41; 26,49; dan 29,88 nm. Ukuran partikel yang semakin kecil mengakibatkan luas permukaan yang semakin besar, sehingga akan memicu aktivitas katalisnya. Persentase hasil fotodegradasi material hasil sintesis terhadap zat warna metilen biru pada radiasi sinar UV untuk TiO2 tanpa doping, V-TiO2 1; 1,5 dan 2 % secara berturut-turut yaitu 35,21; 60,78; 39,78; dan 76,71 %. Sedangkan pada radiasi sinar matahari yaitu 69,36; 50,71; 48,64; dan 63,22 %.

ENGLISH:

Anatas TiO2 semiconductor material has a wide band gap energy about 3.2 eV which is equivalent to UV light with a wavelength of 388 nm. Anatas TiO2 modifications is needed to widen the activity int visible light (400-900 nm) area. The aims of this study are to determine the characteristics of the structure, particle size and photo degradation activity of anatas TiO2 semiconductor material which is doped by vanadium (III) the synthesis product of the methylene blue dye.

Synthesis of photocatalyst material in this study use sonication method using ultrasonic cleaning bath. Dopant concentration of vanadium which is used in this study is 1; 1.5 and 2%. Characterization which is used are X-Ray Difraction (XRD) powder to know the characteristics of the structure and particle size. Photocatalytic activity test use UV-Vis Spectroscopy method carried out under UV light radiation and sunlight.

The results research showed that the doping vanadium (III) did not change anatas TiO2 structure, but there was a friction 2θ to the smaller direction. The concentration addition of Vanadium (III) by 2% to induce the growth of the rutile phase at 2θ = 27,500 8.41%. While the size of the photocatalyst crystals was changed due to dopant vanadium. Crystal size of TiO2 without doping, V-TiO2 1; 1.5 and 2% respectively were 34.26; 29.41; 26.49; and 29.88 nm. The particle size which was smaller made the particle size results in greater surface area, so it would trigger the activity of the catalyst. The result percentage of material Photodegradation from synthesis product to methylene blue dye in UV radiation for TiO2 without doping, V-TiO2 1; 1.5 and 2% respectively were 35.21; 60.78; 39.78; and 76.71%. While from the sunlight radiation were 69.36; 50.71; 48.64; and 63.22%.