Sintesis SrTiO3 terdoping Fe dengan metode lelehan garam

ABSTRAK:

Salah satu material fotokatalis yang berpeluang dikembangkan adalah strontium titanat (SrTiO3) yang mempunyai energi celah pita 3,2 eV sehingga bekerja pada daerah sinar ultraviolet (UV). Hal ini menyebabkan SrTiO3 kurang efisien bekerja dengan sumber sinar matahari karena hanya ada sekitar 4% sinar UV. Pendopingan adalah cara yang banyak digunakan untuk meningkatkan penyerapan cahaya ke arah sinar tampak, dengan mensubtitusikan dopan ke dalam semikonduktor. Dalam penelitian ini, sintesis senyawa SrTix-1FexO3 (x=0; 0,05; 0,1; 0,15; dan 0,2) menggunakan metode lelehan garam. Sampel hasil sintesis dikarakterisasi menggunakan teknik Difraksi Sinar-X (XRD) untuk menganalisa fasa yang terbentuk, scanning electron microscopy-energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS) untuk menganalisa morfologi serta komposisi unsur, dan UV-Visible diffuse reflectance spectroscopy (UV-Vis DRS) untuk mengetahui pola serapan sinar sampel hasil sintesis. Difraktogram senyawa SrTix-1FexO3 (x=0; 0,05; 0,1; 0,15; dan 0,2) menunjukkan bahwa sampel berhasil disintesis akan tetapi pada x=0,2 ditemukan sedikit pengotor TiO2 anatas. Gambar SEM menunjukkan bahwa morfologi partikel berbentuk kubus dan dopan Fe menyebabkan aglomerasi. Spektra EDS menunjukkan bahwa unsur penyusun senyawa adalah Sr, Ti, Fe, dan O yang merata. Spektra UV-Vis DRS menunjukkan bahwa adanya pola serapan pada panjang gelombang cahaya tampak yang disebabkan oleh adanya dopan Fe.

ABSTRACT:

One of the photocatalyst material that has the opportunity to be developed is strontium titanate (SrTiO3) which has a band gap energy of 3.2 eV so that it works in the area of UV light. This causes SrTiO3 to be inefficient in working with sources of sunlight because there is only about 4% of UV light. Doping is a widely used way to increase the absorption of light towards visible light, by substituting dopants into the semiconductor. In this study, the synthesis of SrTix-1FexO3 compounds (x = 0; 0.05; 0.1; 0.15; and 0.2) using the molten salt method. Synthesized samples were characterized using X-Ray Diffraction (XRD) techniques to analyze the formed phases, scanning electron microscopy-energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS) to analyze the morphology and composition of elements, and UV-Visible diffuse reflectance spectroscopy (UV-Vis DRS ) to find out the absorption pattern of the synthesized sample. Diffractogram of SrTix-1FexO3 compounds (x = 0; 0.05; 0,1; 0,15; and 0,2) showed that the sample was successfully synthesized but at x = 0.2 a little impurities of TiO2 were found. SEM images show that cubic and dopant Fe particle morphology cause agglomeration. The EDS spectra show that the constituent elements are Sr, Ti, Fe, and O which are evenly distributed. UV-Vis DRS spectra show that there is an absorption pattern at the wavelength of visible light caused by Fe dopant.

مستخلص البحث:

واحدة من المواد فوتوكاتليس التي تم تطويرها هي تيتانات سترونتيوم (SrTiO3) التي لديها فجوة في الطاقة من 3.2 eV الشريط بحيث يعمل على مناطق الأشعة فوق البنفسجية. وهذا يسبب SrTiO3 للعمل بكفاءة أقل مع مصدر أشعة الشمس لأن هناك فقط حوالي 4% من الأشعة فوق البنفسجية. المنشطات هو وسيلة تستخدم على نطاق واسع لزيادة امتصاص الضوء نحو الأشعة المرئية، عن طريق اِسطية المنشطات في أشباه الموصلات. في هذه الدراسة، فإن تركيب المركبات SrTix-1FexO3 (0 = x؛ 0.05؛ 0.1؛ 0.15؛ و 0.2) يستخدم طريقة ذوبان الملح. تتميز نتائج توليف العينة باستخدام تقنيات الحيود بالأشعة السينية (XRD) لتحليل المراحل المشكلة، ومسح التحليل الطيفي المجهري للطاقة الإلكترونية (SEM-EDS) لتحليل المورفولوجيا وكذلك تكوين العناصر، ومنظار طيف الانعكاس المنتشر المرئي للأشعة فوق البنفسجية (UV-Vis DRS) لتحديد نمط امتصاص العينة لنتيجة التوليف. وتشير مركبات رسم الويراككتوغرام من SrTix-1FexO3 (0 = x؛ 0.05؛ 0.1؛ 0.15؛ و0.2) إلى أن العينات قد تم تصنيعها بنجاح ولكن عند 0.2 = x تم العثور على القليل من TiO2. تُظهر صورة SEM أن مورفولوجيا الجسيمات على شكل مكعبات و Fe المنشطات تسبب التكتل. ويبين الطيف EDS أن العناصر المكونة للمجمع هي Sr، و Ti، و Fe، و O. تظهر الأشعة فوق UV-Vis DRS أن هناك نمط امتصاص في الطول الموجي للضوء المرئي الناجم عن وجود المنشطات Fe.