PENGARUH VARIASI KONSENTRASI DOPAN TERHADAP KARAKTER Co-DOPED TITANIUM DIOKSIDA DENGAN METODE SOL-GEL SEBAGAI MODEL FOTOKATALIS RESPONSIF SINAR TAMPAK

YENNI RAKHMAWATI , Akhmad Syoufian, S.Si., Ph.D.; Prof. Dra. Wega Tisunaryanti,M.S., Ph.D.Eng.

2017 | Skripsi | S1 KIMIA

Telah dilakukan penelitian dengan judul “Pengaruh Variasi Konsentrasi Dopan terhadap Karakter Co-Doped Titanium Dioksida dengan Metode Sol-Gel sebagai Model Fotokatalis Responsif Sinar Tampak”. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menggeser responsivitas material fotokatalis ke daerah sinar tampak dan mempelajari pengaruh variasi konsentrasi dopan terhadap karakteristik Co-doped TiO2. Co-doped TiO2 dengan konsentrasi dopan 1–9 % (b/b) disintesis dengan metode sol-gel menggunakan titanium tetraisopropoksida (TTIP) sebagai prekursor Ti dan dopan Co dari garam Co(NO3)2•6H2O. TiO2 tanpa Co sebagai dopan disintesis melalui prosedur yang sama sebagai kontrol eksperimen. Co-doped TiO2 kemudian dikalsinasi pada suhu 500 °C. Material fotokatalis dikarakterisasi dengan X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared (FTIR), spektrofotometer X-Ray Fluorescence (XRF), dan spektrofotometer Specular Reflectance UV-Visible (SR-UV). Ukuran kristal Co-doped TiO2 dianalisis dengan metode Scherrer. Hasil analisis XRD menunjukkan material fotokatalis dengan karakteristik kristal terbaik adalah Co-doped TiO2 5 % (b/b) dengan ukuran kristal 9,0266 nm dan memiliki tingkat kristalinitas 96,61 %. Spektra IR menunjukkan perubahan pada struktur kristal ditandai dengan perubahan intensitas puncak vibrasi ikatan Ti-O-Ti. Hasil analisis XRF membuktikan bahwa 1,89 ± 0,04 % dari 7 % dopan berhasil masuk ke dalam kisi kristalit TiO2. Spektroskopi UV-Vis menunjukkan variasi energi celah pita (Eg) untuk sampel dengan konsentrasi dopan yang berbeda dengan perlakuan suhu kalsinasi yang sama. Semua sampel Co-doped TiO2 mengalami penurunan harga Eg dibandingkan dengan TiO2 tanpa Co sebagai dopan. Harga Eg berhasil direduksi dari 3,201 eV menjadi 2,924 eV.

The Influence of Dopant Concentrations Towards Characters of Co-Doped Titanium Dioxide by Sol-Gel Method as a Model of Visible-Light Responsive Photocatalyst had been evaluated. The purposes of this experiment were to shift the optical response of photocatalyst agent to visible light region and to study the influence of variations in dopant concentration on the characteristics of Co-doped TiO2. Cobalt doped TiO2 with dopant concentration of 1–9 % (w/w) was synthesized by sol-gel method using titanium tetraisopropoxide (TTIP) in ethanol as Ti precursor and Co dopant from Co(NO3)2•6H2O salt. As a control experiment, photocatalyst was synthesized by same procedure with the absence of Co as a dopant. Nanopowder Co-doped TiO2 was then calcined at 500 °C. Photocatalysts were characterized using X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared (FTIR) spectrometer, X-Ray Fluorescence (XRF) spectrophotometer, and Specular Reflectance UV-Visible (SR-UV) spectrophotometer. Crystal size of Co-doped TiO2 was analyzed using Scherrer method. XRD results show that photocatalyst with the best characteristic was Co-doped TiO2 5 % (w/w). Crystal size of Co-doped TiO2 5 % (w/w) was 9.0266 nm and 96.61 % rate of crystalinity. FTIR Spectra showed change in crystalline structures with intensity change of Ti-O-Ti vibration in Co-doped TiO2. XRF result proved that 1.89 ± 0.04 % of 7 % dopant concentration was successfully doped in crystallites lattice of TiO2. UV-Visible spectroscopy showed variation in band gap energy (Eg) for the sample treated at different dopant concentration for same calcination temperature. For all doped samples there is a general reduction of the Eg, in comparison with undoped sample prepared in the same condition. Eg of photocatalyst agent was successfully reduced from 3.201 eV to 2.924 eV.

Kata Kunci : Co-doped TiO2, fotokatalis, kobalt nitrat heksahidrat, sol-gel, titanium tetraisopropoksida, Co-doped TiO2, cobalt nitrate hexahidrate, photocatalyst, sol-gel method, titanium tetraisopropoxide