Sintesis Bi4Ti2,95V0,05O12 dengan metode lelehan garam campuran NaCl-KCl pada variasi suhu

INDONESIA:

Senyawa Aurivillius lapis tiga, Bi4Ti3O12 dilaporkan berpotensi sebagai material fotokatalis dengan energi celah pita 2,95 eV sehingga akan bekerja pada daerah sinar tampak. Untuk meningkatkan potensi pemanfaatannya maka energi celah pita-nya harus diturunkan. Salah satu strategi yang banyak dilaporkan untuk menurunkan energi celah pita Bi4Ti3O12 adalah dengan pendopingan logam transisi vanadium (V). Pada penelitian ini akan disintesis Bi4Ti3O12 terdoping vanadium (Bi4Ti2,95V0,05O12) dengan metode lelehan garam campuran NaCl/KCl dengan variasi suhu kalsinasi pada 700, 750, dan 800 ˚C. Hasil sintesis dikarakterisasi dengan teknik difraksi sinar-X (XRD) untuk mengidentifikasi fasa dan struktur kristal produk, scanning electron microscopy-energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS) untuk menentukan morfologi, ukuran partikel, dan komposisi unsur senyawa, serta Ultraviolet-Visible diffuse reflectance spectroscopy (UV-Vis DRS) untuk menghitung energi celah pita. Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi suhu yang digunakan tidak mengubah struktur kristal maupun lokal struktur dari senyawa Bi4Ti2,95V0,05O12 yang dihasilkan. Hasil SEM-EDS menunjukkan morfologi plate-like yang dimiliki sampel semakin teratur dan halus dengan meningkatnya suhu sintesis. Hasil UV-Vis DRS menunjukkan energi celah pita Bi4Ti2,95V0,05O12 masing-masing 2,92 eV (424 nm) untuk BTVO-700; 2,89 eV (424 nm) untuk BTVO-750; dan 2,88 eV (430 nm) untuk BTVO-800. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan suhu yang semakin tinggi berkontribusi dalam menurunkan energi celah. Oleh karena itu, senyawa hasil sintesis dapat memberikan respon cahaya pada wilayah tampak, sehingga memberikan aktivitas fotokatalitik yang lebih baik.

ENGLISH:

The triple-layer Aurivillius compound, Bi4Ti3O12 is reported as a potential photocatalyst material with a bandgap energy of 2.95 eV so that it will work in the visible light region. Band gap energy must be reduced to increase the utilization potential. One strategy reported to reduce the band gap energy of Bi4Ti3O12 is by doping the transition metal vanadium (V). In this research, vanadium-doped Bi4Ti3O12 (Bi4Ti2.95V0.05O12) will be synthesis using the mixed salt NaCl/KCl melting method with variations in calcination temperature at 700, 750, and 800 ˚C. The synthesis results by characterizing using X-ray diffraction (XRD) techniques to identify the phase and crystal structure of the product, scanning electron microscopy-energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS) to determine morphology, particle size, and elemental composition of compounds, as well as ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy (UV-Vis DRS) to calculate the bandgap energy. The results showed that the use of temperature variation did not change the crystal structure or local structure of the resulting Bi4Ti2,95V0,05O12 compound. The SEM-EDS results showed that the plate-like morphology of the samples became more regular and smoother with increasing synthesis temperature. The UV-Vis DRS results show the bandgap energy of Bi4Ti2.95V0.05O12 2.92 eV (424 nm) respectively for BTVO-700; 2.89 eV (424 nm) for the BTVO-750; and 2.88 eV (430 nm) for the BTVO-800. This result indicates that the higher temperatures contribute to lowering the gap energy. Therefore, the synthesized compounds can respond to light in the visible region, thereby providing better photocatalytic activity.

ARABIC:

تم الإبلاغ بأن مركب Aurivillius من الطبقة الثالثة، Bi4Ti3O12 لديها القدرة على أن يكون مادة محفزة ضوئية بطاقة فجوة نطاق تبلغ ٢.٩٥ فولت بحيث يعمل في منطقة الحزمة المرئية. لزيادة إمكانات استخدامها، يجب خفض طاقة فجوة النطاق. تتمثل إحدى الاستراتيجيات التي تم الإبلاغ عنها على نطاق واسع لخفض طاقة فجوة النطاق Bi4Ti3O12 في تعاطي المنشط للفاناديوم المعدني الانتقالي (V). في هذه البحث، سيتم تخليق Bi4Ti3O12 المتعاطي بالفاناديوم (Bi4Ti2,95V0,05O12) بواسطة طريقة ذوبان الملح المختلط NaCl/KCl مع اختلاف درجة حرارة التكليس عند ٧٠٠ و ٧٥٠ و ٨٠٠ درجة مئوية. تتميز نتائج التوليف بتقنية حيود الأشعة السينية (XRD) لتحديد الطور والبنية البلورية للمنتج، والمسح المجهري الإلكتروني - التحليل الطيفي المشتت للطاقة (SEM-EDS) لتحديد التشكل، وحجم الجسيمات، والتكوين الأولي للمركب، والتحليل الطيفي للانعكاس المنتشر فوق المرئي للأشعة فوق البنفسجية (UV-Vis DRS) لحساب طاقة فجوة النطاق. أظهرت النتائج أن اختلاف درجة الحرارة المستخدم لم يغير البنية البلورية ولا البنية المحلية لمركب Bi4Ti2,95V0,05O12 الناتج. أشارت نتائج SEM-EDS إلى التشكل الشبيه باللوحة الذي تمتلكه العينة يصبح أكثر انتظاما وسلاسة مع زيادة درجة حرارة التوليف. وأظهرت نتائج التحليل الطيفي للانعكاس المنتشر فوق المرئي للأشعة فوق البنفسجية أن طاقة فجوة النطاق Bi4Ti2,95V0,05O12 هي ٢.٩٢ eV (٤٢٤ نانومتر) ل BTVO-700؛ ٢.٨٩ eV (٤٢٤ نانومتر) ل BTVO-750؛ و٢.٨٨ eV (٤٣٠ نانومتر) ل BTVO-800. هذا يشير إلى أن استخدام درجات الحرارة المرتفعة بشكل متزايد يساهم في خفض طاقة الفجوة. لذلك، يمكن أن توفر المركبات المركبة استجابة خفيفة للمنطقة المرئية، وبالتالي توفير نشاط تحفيز ضوئي أفضل.