Sintesis Mn-doped ZrTiO4 dengan Variasi Konsentrasi MnCl2 dan Suhu Kalsinasi sebagai Model Fotokatalis Responsif Sinar Tampak

RAFIF RYAN RADITYA, Dr. Akhmad Syoufian, S.Si.; Prof. Dr. Triyono, SU.

2021 | Skripsi | S1 KIMIA

Sintesis dan karakterisasi material Mn-doped ZrTiO4 sebagai model fotokatalis responsif terhadap sinar tampak telah dilakukan. Tujuan penelitian ini adalah melakukan sintesis Mn-doped ZrTiO4 melalui metode sol-gel serta mengkaji pengaruh variasi konsentrasi MnCl2 sebagai prekursor dopan dan variasi suhu kalsinasi terhadap sintesis Mn-doped ZrTiO4 sebagai model fotokatalis yang responsif terhadap sinar tampak. Penelitian diawali dengan membuat prekursor TiO2 dari Titanium tetraisopropoksida (TTIP) dan etanol, kemudian direaksikan dengan zirkonia (ZrO2) dan dopan MnCl2 dengan variasi konsentrasi 1, 3, 5, 7 dan 9% (b/b). Metode sol-gel digunakan dalam penelitian ini. Material hasil sintesis pada variasi optimum dikalsinasi dengan variasi suhu 500, 700 dan 900 oC. Hasil sintesis dikarakterisasi menggunakan Fourier Transform Infrared Spectrophotometer (FT-IR), Specular Reflectance UV-Visible Spectrophotometer (SR-UV), X-Ray Difractometer (XRD) dan Scanning Electron Microscopy - Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX). Hasil penelitian menunjukkan material Mn-doped ZrTiO4 telah berhasil disintesis. Hasil analisis menggunakan XRD menunjukkan bahwa Mn-doped ZrTiO4 memiliki kestabilan termal yang lebih baik jika dibandingkan dengan Mn-doped TiO2 jika diamati melalui proses perubahan fase rutil yang terbentuk dari fase anatas. Hasil SEM-EDX menunjukkan kandungan unsur Zr 18,70%, O 49,44%, Ti 24,40%, dan Mn 0,50%, dan C 6,90%. Spektra FTIR menunjukkan perubahan yang terjadi pada struktur kristal ditandai perubahan intensitas serapan inframerah pada rentang 420 - 800 cm-1 yang berkaitan dengan ikatan Ti-O-Ti. Analisis SRUV menunjukkan penurunan nilai Eg yang mencapai kondisi optimum pada dopan MnCl2 7% (b/b) pada suhu kalsinasi 500 oC dengan nilai Eg sebesar 2,78 eV pada panjang gelombang 446, 32 nm.

Synthesis and characterization of Mn-doped ZrTiO4 material as a model of visible light-responsive photocatalyst have been carried out. The purposes of this research were to get Mn-doped ZrTiO4 materials by using sol-gel method, examine/study the effect of various MnCl2 concentration as dopant precursor and calcination temperature of Mn-doped ZrTiO4 material as a model of visible light responsive photocatalyst. This research was initiated by making TiO2 precursor using Titanium tetraisopropoxide (TTIP) and ethanol, after that reacted with mixture of ZrO2 and MnCl2 as a dopant in various concentration 1, 3, 5, 7 and 9% (w/w Ti). Synthesized material with optimum concentration of MnCl2 was calcined with various calcination temperatures 500, 700 dan 900 oC. Materials were characterized by using Fourier Transform Infrared Spectrophotometer (FTIR), Specular Reflectance UV-Visible Spectrophotometer (SR-UV), X-Ray Diffractometer (XRD) and Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX). The results showed that Mn-doped ZrTiO4 materials was successfully synthesized. The XRD analysis showed that Mn-doped ZrTiO4 materials have better thermal stability than the Mn-doped TiO2 from process of changing the rutile phase from the anatas phase. SEM-EDX results showed composition of Zr is 18.70%, O is 49.44%, Ti is 24.40%, Mn is 0.50%, and C is 6.90%. FTIR spectra showed changes in intensity of the range between 420 - 800 cm-1 wave number associated with Ti-O-Ti bonds. SRUV spectra showed bandgap energy decreament was occurred with optimum condition at 7% of Mn dopant at 500 oC with Eg value obtained 2,78 eV in the visible light at 446,32 nm.

Kata Kunci : fotokatalis, mangan, metode sol-gel, titania, zirkonia