Sintesis dan karakterisasi TiO2 terdoping vanadium variasi konsentrasi menggunakan metode reaksi keadaan padatan

INDONESIA:

Titanium dioksida (TiO2) adalah salah satu material semikonduktor yang memiliki energi celah pita yang lebar (3,2 eV) dan hanya aktif di daerah UV (280-380 nm). Oleh karena itu, perlu dilakukan upaya agar TiO2 memiliki aktivitas fotokatalis pada daerah sinar tampak (400-700 nm) secara efektif dan efisien. Doping ion logam dilaporkan dapat menurunkan energi celah pita sehingga penyerapan cahaya akan bergeser ke daerah cahaya tampak. Dopan vanadium (III) memiliki efek lebih besar terhadap pergeseran serapan sinar material fotokatalis TiO2 pada rentang 400-700 nm daripada dopan vanadium (IV) dan vanadium (V). Berdasarkan hal tersebut, maka pada penelitian ini akan dipelajari perubahan karakteristik TiO2 meliputi struktur kristal, lokal struktur, dan serapan sinar material TiO2 terhadap variasi konsentrasi dopan vanadium (III) yang diberikan (1; 2,5; 5; 7,5; dan 10%) dengan metode sintesis reaksi keadaan padatan. TiO2 sebelum dan sesudah terdoping V2O3 akan dikarakterisasi dengan teknik difraksi sinar-X (XRD), spektroskopi Inframerah (IR), spektroskopi Raman, dan UV-Vis Diffuse Reflectance Spectroscopy (DRS).

Hasil penelitian ini diperoleh data difraksi sinar-X yang menunjukkan bahwa fasa TiO2 anatas telah terbentuk dengan grup ruang I41/amd dan ditemukan pengotor berupa V2O5 pada TiO2-V 2,5%. Spektra IR menunjukkan modus vibrasi khas Ti-O dan Ti-O-Ti pada rentang 500-800 cm-1. Spektra Raman TiO2 anatas menunjukkan pergeseran pergeseran posisi puncak modus vibrasi pada bilangan gelombang 144 cm-1 yang mengindikasikan adanya perubahan panjang ikatan Ti-O. Dari pengukuran DRS diketahui bahwa TiO2 tanpa doping vanadium lebih efektif meningkatkan potensi penyerapan sinar UV sedangkan TiO2 terdoping vanadium lebih efektif meningkatkan potensi penyerapan sinar tampak dan memiliki energi celah pita yang semakin kecil dengan bertambahnya konsentrasi vanadium.

ENGLISH:

Titanium dioxide (TiO2) is one of the semiconductor materials which has a wide band gap energy (TiO2 anatas 3.2 eV) which is only active in the UV area (280-380 nm). Therefore, efforts need to be made so that TiO2 has a photocatalyst activity in the visible light region (400-700 nm) effectively and efficiently. Doping metal ions is reported can reduce the band gap energy so that light absorption will shift to the visible light region. The vanadium (III) dopant has a greater effect on the shift in light absorption of TiO2 photocatalyst material in the range 400-700 nm than the vanadium (IV) and vanadium (V) dopants. Based on this, in this research we will study the characteristics of TiO2 changes including crystal structure, local structure, and light absorption of TiO2 material to variations in the concentration of vanadium (III) dopants given (1; 2.5; 5; 7.5; and 10%) with the solid state reaction synthesis method. V2O3 before and after doped in TiO2 will be characterized by X-ray diffraction (XRD) techniques, Infrared (IR) spectroscopy, Raman spectroscopy, and UV-Vis Diffuse Reflectance Spectroscopy (DRS).

The results of this research showed that X-ray diffraction data showed the phase of TiO2 anatas had been formed with a space group of I41/amd and found an impurity in the form of V2O5 on TiO2-V 2.5%. The IR spectra shows the typical vibration mode of Ti-O and Ti-O-Ti in the range 500-800 cm-1. The Raman spectra of TiO2 shows a shift in the vibrational peak position shift at 144 cm-1 which indicates a change in Ti-O bond length. From the DRS measurements it is known that TiO2 without vanadium is more effective in increasing the potential of UV light absorption while vanadium doped TiO2 is more effective in increasing the absorption potential of visible light and has a smaller band gap energy with increasing vanadium concentration