Variasi konsentrasi dopan pada sintesis dan karakterisasi fotokatalis Seng Oksida (ZnO) terdoping Vanadium (III) menggunakan metode sonikasi

INDONESIA:

Material ZnO dikenal sebagai senyawa yang dapat digunakan sebagai material fotokatalis dengan energi celah pita sebesar 3,2 eV. Salah satu kelemahan, ZnO sebagai material fotokatalis adalah kurang aktif pada daerah radiasi sinar tampak yang merupakan komponen terbesar dari sinar matahari, sehingga perlu dilakukan modifikasi untuk meningkatkan efisiensi penyerapan cahaya. Pendopingan dengan logam transisi seperti vanadium dapat digunakan untuk menurunkan energi celah pita. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik struktur, morfologi, dan energi celah pita fotokatalis ZnO terdoping vanadium (III) konsentrasi 0, 1, 3, dan 5 % yang disintesis menggunakan metode sonikasi dengan suhu kalsinasi 500 °C.

Sintesis material ZnO dalam penelitian ini menggunakan metode sonikasi pada variasi konsentrasi dopan 0, 1, 3, dan 5% dengan waktu sonikasi selama 30 menit. Sampel hasil sintesis dikarakterisasi menggunakan XRD, IR, spektroskopi Raman, DRS, dan SEM-EDS.

Hasil penelitian diperoleh data difraksi sinar-X menunjukkan bahwa fasa ZnO telah terbentuk dengan grup ruang P63mc dan tidak ditemukan pengotor. Spektra IR menunjukkan modus vibrasi khas Zn-O pada 420 cm-1. Spektra Raman ZnO menunjukkan pergeseran posisi puncak modus vibrasi 437 cm-1 yang mengindikasikan adanya perubahan panjang ikatan Zn-O. Dari pengukuran DRS diketahui bahwa ZnO-V 3% lebih efektif meningkatkan potensi penyerapan sinar UV sedangkan ZnO tanpa dopan lebih efektif meningkatkan potensi penyerapan sinar tampak dan memiliki energi celah pita yang paling kecil yaitu 2,93 eV (423,49 nm). Distribusi paling homogen adalah ZnO tanpa dopan dan morfologi partikel yang terbentuk adalah spherical dan long-rods.

ENGLISH:

ZnO is used material as photocatalyst with band gap energy of 3.2 eV. One disadvantage of ZnO as a photocatalyst material is less using in active area of visible light radiation which is the largest component of sunlight, so it needs a modifying to improve the efficiency of light absorption. Doping by metals such as vanadium can used to reduce band gap energy. This study aims to determine the structural, morphological, and band gap energy characteristics of ZnO photocatalyst doped vanadium (III) with concentrations of 0, 1, 3, and 5% synthesized using sonication method with calcination temperature of 500 ° C.

In this study, ZnO was synthesized using sonication method on dopant concentration variations of 0, 1, 3, and 5% with sonication time for 30 minutes. Synthesized samples were characterized using XRD, IR, Raman spectroscopy, DRS, and SEM-EDX.

XRD data showed that the ZnO phase had been formed with P63mc space group. IR results indicated a defect on vibration mode ~ 420 cm-1 which is showing the stretching vibration of Zn-O. The results of Raman's spectroscopic analysis showed that the vanadium dopant in ZnO lattice causes a shift of peak position on vibration mode 437.83 cm-1 to smaller wave numbers (less energy). The DRS results showed ZnO-V 3% is effective in increasing UV absorption potential while ZnO without dopant is effective in increasing the absorption potential of visible light and has the smallest band gap energy which is 2.93 eV (423.49 nm). The most homogeneous distribution is ZnO without dopants and morphology of the particles formed is spherical and long-rods.