Sintesis material CaTiO3 terdoping Fe3+ dengan menggunakan metode lelehan garam tunggal NaCl

INDONESIA:

Kalsium titanat (CaTiO3) adalah salah satu material berstruktur perovskit yang memiliki peluang digunakan sebagai material fotokatalis dengan energi celah pita 3,5 eV (350 nm) sehingga hanya bekerja dalam rentang panjang gelombang cahaya ultraviolet. Salah satu cara untuk memperkecil energi celah pita yaitu dengan cara pendopingan dengan atom logam. Dalam penelitian ini, sintesis senyawa CaTi1-xFexO3 (x= 0; 0,05; 0,1; 0,15; dan 0,2) menggunakan metode lelehan garam tunggal NaCl pada suhu 900 °C. Sampel hasil sintesis dikarakterisasi serta dianalisa menggunakan teknik difraksi sinar-X (XRD), spektroskopi Raman, SEM-EDS, dan UV-Vis DRS. Difraktogram senyawa CaTi1-xFexO3 (x=0; 0,05; 0,1; 0,15; dan 0,2) menunjukkan bahwa sampel berhasil disintesis akan tetapi pada x=0,2 ditemukan pengotor Ca2Fe2O5. Spektra Raman menunjukkan pergeseran posisi puncak modus vibrasi 247 cm-1 yang mengindikasikan adanya perubahan panjang Ti-O sebagai akibat pergantian sebagian Ti4+ oleh Fe3+. Gambar SEM menunjukkan bahwa partikel berbentuk polihedral reguler dan dopan Fe3+ menyebabkan aglomerasi. Spektra EDS menunjukkan bahwa unsur penyusun senyawa adalah Ca, Ti, Fe, dan O yang merata. Spektra UV-Vis DRS menunjukkan adanya perubahan pola serapan pada panjang gelombang cahaya tampak yang disebabkan oleh adanya dopan Fe3+.

ENGLISH:

Calcium titanate (CaTiO3) is a perovskite material which potentially applied as photocatalyst material with the band gap energy of 3.5 eV (350 nm) as result it will work in the range of ultraviolet light wavelength. One of techniques to reduce the band gap energy is doped by metal atoms. In this work, we synthesized CaTix-1FexO3 with x=0; 0.05; 0.1; 0.15; and 0.2 using molten single salt NaCl method. Synthesized samples were characterized by X-ray diffraction (XRD) technique, SEM-EDS and UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy (DRS). Diffractogram of CaTix-1FexO3 (x=0; 0.05; 0.1; 0.15; and 0.2) showed that the samples were successfully synthesized however at x=0.2 the impurities of Ca2Fe2O5 were found. The Raman spectra showed shifting the peak position of the vibration mode 247 cm-1 which indicates a change in the length of Ti-O as result of the substitution of Ti4+ by Fe3+. SEM image showed that polyhedral regular particles and iron dopant may cause agglomeration. The EDS spectra showed that the constituent elements are the uniform of Ca, Ti, Fe, and O. The UV-Vis DRS spectra showed the changing of visible light absorption due to iron dopant.

ARABIC:

التيتان الكالسيوم (CaTiO3) هي إحد المواد البيروفسكيتية الصالحة لأن تستخدم لمادة الحفاز الضوئي بطاقة فرجة نطاقي 3.5 إلكترون فولط (350 النانومتر) حتى فقط تعمل في مدى طيلة موج الضوء فوق البنفسجية. ومن إحدى الطرق لتقليل الفرجة النطاقية هي بتذميم الذرة الفلزية. ففي هذا البحث، تستوعب توليفات مستحضر CaTi1-xFexO3 (x = 0؛ 0.5؛ 0.1؛ 0.15؛ و0.2) نهج صهارة الملح المفرد في حرارة 900 درجة سلسيوس. تم وصف العينات من نتيجة التوليفات وتحليلها بطريقة التصوير البلوري بالأشعة السينية (XRD)، مطيافية رامان، المهجر الإلكتروني-نظام ديزل الإلكتروني، مطيافية الانعكاسية الناشرة فوق البنفسجية المرئية. مخطط الانحراف لمستحضر CaTi1-xFexO3 (x = 0؛ 0.5؛ 0.1؛ 0.15؛ و0.2) تدل على أنه نجحت توليفات العينات ولكن في x = 0.2 توجد ملوث CaTi1-xFexO3. وتدل مطيافية رامان تحول مكانة قمة نمط الاهتزاز 247 سنتيمتر-1 التي تدل على التغير الطويل Ti-O عقب تبديل بعض Ti4+ من قبل Fe3+. فصورة المهجر الإلكتروني تدل على أن جسيم السطوح المتعددة العادية ومذمم الحديد تؤدي إلى التكتل وأطياف نظام ديزل الإلكتروني تدل على على العناصر التي تبني المستحضرات هي الكالسيوم، التيتانيوم، الحديد، والأكسوجين العمومية. فأطياف مطيافية الانعكاسية الناشرة فوق البنفسجية المرئية تدل على تغير نمط التسرب في طيلة موج الضياء المرئي بسبب مذمم الحديد.