Degradasi Polutan Udara dengan Fotokatalis TiO2 Terdoping Co(NO3)2 di Bawah Iradiasi Sinar Ultraviolet dan Cahaya Tampak

KAMILA MUNNA, Dr. Chotimah, M.Si.

2021 | Skripsi | S1 FISIKA

Telah dibuat prototype ruang uji berlapis fotokatalis TiO2 terdoping Co(NO3)2 untuk mendegradasi polutan udara. Polutan-polutan udara seperti CO2 dan CH4 dalam ruangan dapat menyebabkan gangguan pernapasan dan mengurangi kenyamanan penghuninya. Lapisan fotokatalis dibuat menggunakan metode spray coating, yaitu dengan melarutkan TiO2 dan Co(NO3)2 dengan perbandingan massa 4:1 dalam aquades, kemudian disemprotkan dalam lapisan mika, lalu dikeringkan menggunakan furnace. Struktur kristalit hasil doping ini dianalisis menggunakan X-Ray Diffractometer. Ukuran kristalit yang diperoleh ialah (15,38 ± 0,03) nm dengan parameter kisi a dan c berturut-turut adalah (3,8 ± 0,3) angstrom dan (9,3 ± 0,3) angstrom. Hasil tersebut menunjukkan jenis kristal TiO2 fase anatase yang artinya material doping tidak mengubah bentuk kristal fotokatalis yang digunakan. Adapun energi celah pita TiO2 terdoping Co(NO3)2 diukur menggunakan Diffuse Reflectance UV-Visible Spectroscopy dan dianalisis menggunakan metode Tauc's Plot. Diperoleh energi celah pita fotokatalis yang didoping tersebut sebesar 2,81 eV. Energi celah pita ini mampu dilewati oleh cahaya tampak. Lapisan fotokatalis yang telah dibuat ini mampu mendegradasi polutan-polutan hasil pembakaran sampah, antara lain: 53,139458% CO2 selama 4 jam, 100% HCN selama 10 menit, dan 72,38095% CH4 selama 40 menit di bawah iradiasi sinar UV; serta 100% CO2 selama 4 jam, 100% HCN selama 30 menit, dan 38,58268% CH4 selama 30 menit di bawah iradiasi cahaya tampak.

A test chamber prototype has been made with photocatalyst TiO2 Co(NO3)2-doped to degrade air pollutants. Air pollutants such as CO2 and CH4 in the room can cause respiratory diseases and disturbing occupant comfort. The photocatalyst layer was made using the spray coating method, by dissolving TiO2 and Co(NO3)2 with a mass ratio of 4:1 in distilled aquades, then sprayed in a layer of mica, then dried using a furnace. The doped crystallite structure was analyzed using X-Ray Diffractometer. The crystallite size obtained was (15.38 ± 0.03) nm with lattice parameters a and c were (3.8 ± 0.3) angstrom and (9.3 ± 0.3)angstrom, respectively. These results indicate the type of TiO2 crystal in the anatase phase, which means that the doping material does not change the properties of the photocatalyst crystal used here. The band gap energy of TiO2 Co(NO3)2-doped was measured using Diffuse Reflectance UV-Visible Spectroscopy and analyzed with Tauc's Plot method. The band gap energy of this doped photocatalyst is 2.81 eV. This band gap energy can be activated by visible light. The photocatalyst sheets that has been made is success to degrading pollutants from trash burning, including: 53.139458% CO2 for 4 hours, 100% HCN for 10 minutes, and 72.38095% CH4 for 40 minutes based on the irradiation of UV light; and 100% CO2 for 4 hours, 100% HCN for 30 minutes, and 38.58268% CH4 for 30 minutes based on the irradiation of visible light.

Kata Kunci : fotokatalis TiO2, Co(NO3)2, degradasi, sinar UV, cahaya tampak