SINTESIS TITANIA-ZIRKONIA KOMPOSIT TERDOPING MANGAN SEBAGAI FOTOKATALIS POTENSIAL RESPONSIF SINAR TAMPAK DENGAN VARIASI KONSENTRASI MANGAN DAN TEMPERATUR KALSINASI

MUHAMAD IMAM MUSLIM, Akhmad Syoufian, S.Si., Ph.D.;Dr. Sri Sudiono, S.Si, M.Si.

2022 | Tesis | MAGISTER KIMIA

TiO2-ZrO2 komposit terdoping Mn telah berhasil disintesis dan dikarakterisasi. Fotokatalis TiO2-ZrO2 komposit disintesis menggunakan metode sol-gel dan impregnasi. Tujuan dari penelitian ini adalah mempelajari bagaimana pengaruh konsentrasi dopan dan temperatur kalsinasi dalam proses sintesis terhadap sifat TiO2-ZrO2 komposit Proses sintesis dilakukan dengan melakukan hidrolisis TTIP pada suspensi ZrO2 dan dopan mangan dengan konsentrasi mangan 1, 3, 5, 7, 9% (b/b Ti). TiO2 terdoping Mn akan ditumbuhkan pada permukaan ZrO2. Fotokatalis dikalsinasi pada temperatur 500, 700, 900 ºC. TiO2 dan ZrO2 terdoping mangan juga disintesis sebagai material pembanding. Sampel fotokatalis TiO2-ZrO2 komposit dan pembandingnya dikarakterisasi menggunakan X-Ray Diffractometer (XRD), Scanning Electron Microscopy dengan Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX), Fourier Transform Infrared Spectrophotometer (FT-IR) dan Specular Reflectance UV-Visible Spectrophotometer (SR-UV). Berdasarkan hasil analisis XRD struktur komposit yang terbentuk pada temperatur kalsinasi 500 ºC adalah anatase dan monoklin. Setelah mengalami kalsinasi pada temperatur 700 ºC dan 900 ºC ZrO2 struktur yang terbentuk adalah anatase, rutile dan monoklin. SEM-EDX menunjukkan permukaan komposit memiliki komposisi Zr sebesar 49,09%, O sebesar 32,42%, Ti sebesar 18,16%, Mn sebesar 0,33%. Karakterisasi FT-IR menunjukkan adanya vibrasi disekitar daerah bilangan gelombang 400-650 cm-1 yang menunjukkan ikatan Zr-O, Ti-O, dan Mn-O. Spektra serapan SRUV menunjukkan pergeseran merah pada material fotokatalis terhadap berbagai konsentrasi dopan mangan dan temperatur kalsinasi. Fotokatalis potensial dihasilkan pada sintesis dengan konsentrasi dopan 7% dan temperatur kalsinasi 500 ºC.

Mn-doped TiO2-ZrO2 composite has been successfully synthesized and characterized. TiO2-ZrO2 Composite photocatalyst was synthesized using sol-gel and impregnation methods. The purpose of this research was to study the effect of dopant concentration and calcination temperature in the synthesis process of the properties TiO2-ZrO2 composite. The synthesis process was carried out by hydrolyzed TTIP into suspension of aqueous ZrO2 and manganese, with various manganese concentrations of 1, 3, 5, 7, 9% (w/w Ti). Mn-doped TiO2 was grown on the surface of ZrO2. The photocatalyst then calcined at temperatures of 500, 700, 900 ºC. Mn-doped ZrO2 and TiO2 was also synthesized as reference. Photocatalyst sample of composite TiO2-ZrO2 and its references were characterized-by using X-Ray Diffractometer (XRD), Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX), Fourier Transform Infrared Spectrophotometer (FT-IR) and Specular Reflectance UV-Visible Spectrophotometer (SR-UV). The XRD result showed structure of TiO2-ZrO2 composite after calcination at 500 ºC was anatase and monoclinic. After calcination at temperatures 700 ºC and 900 ºC the structure of photocatalyst was anatase, rutile and monoclinic. SEM-EDX shows the composite surface has a composition of Zr of 49.09%, O of 32.42%, Ti of 18.16%, and Mn of 0.33%. FT-IR characterization showed the presence of vibrational around wavenumber 400-650 cm-1 which shows Zr-O, Ti-O, and Mn-O bonds. SRUV absorption spectra showed red shift of photocatalyst material, towards various manganese dopant concentrations and calcination temperatures. The band gap energy decreases until optimum point. Potential photocatalyst was synthesized with a dopant concentration of 7% and a calcination temperature of 500 C.

Kata Kunci : ZrO2-TiO2, Fotokatalis, Konsentrasi, Sol-gel, Temperatur kalsinasi, Dopan mangan