SINTESIS TiO2 BERSTRUKTUR NANO SECARA HIDROTERMAL MENGGUNAKAN KOMBINASI LARUTAN NaOH 10 M DAN GLISEROL SERTA UJI AKTIVITAS FOTOKATALITIKNYA TERHADAP DEGRADASI BIRU METILEN

ERNI ASTUTI, Dr. Indriana Kartini, M.Si.;Prof.Dr.Sri Juari Santosa, M.Eng.

2017 | Skripsi | S1 KIMIA

TiO2 berstruktur nano telah disintesis secara hidrotermal menggunakan prekursor TiO2 serbuk komersil sebagai sumber Ti dan kombinasi larutan NaOH 10 M dan gliserol sebagai pelarut dengan variasi NaOH dan gliserol 1:0; 2:1; 1:1 dan 1:2 (v/v). Tujuan penelitian ini adalah mempelajari pengaruh variasi komposisi larutan campuran terhadap morfologi TiO2 hasil sintesis dan menguji aktivitas fotokatalitiknya untuk reaksi fotodegradasi biru metilen. TiO2 hasil sintesis dikarakterisasi menggunakan X-Ray Diffraction (XRD) untuk menentukan fasa kristalin, uji adsorpsi desorpsi gas nitrogen untuk menentukan porositas, Transmission Electron Microscopy (TEM) untuk menentukan morfologi nano dan UV-Vis Spectrophotometer dengan Specular-Reflectance Attachment untuk menentukan energi celah pita (Eg). Aktivitas fotokatalitik TiO2 hasil sintesis diuji melalui reaksi degradasi zat warna biru metilen dengan sumber radiasi sinar UV dan tampak. Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi komposisi NaOH dan gliserol mempengaruhi kristalinitas dan morfologi TiO2. TiO2 nanotube dengan fasa anatas diperoleh pada TiO2 dengan perbandingan volum NaOH:gliserol 2:1 dan 1:1. Morfologi nanorod diperoleh pada perbandingan volume 1:0, dan sferis pada perbandingan volum 1:2. Uji fotodegradasi biru metilen dengan sinar UV menunjukkan aktivitas tertingi dihasilkan oleh serbuk TiO2 prekursor. Tingginya aktivitas dipengaruhi oleh tingginya kristalinitas fotokatalis dan kesesuaian nilai Eg dengan sumber radiasi. Uji fotodegradasi biru metilen dengan sumber radiasi sinar tampak menunjukkan bahwa aktivitas tertinggi diperoleh pada TiO2 2:1 yang diperkirakan dipengaruhi adanya morfologi nanotube, luas permukaan yang tinggi (190 m2/g) dan kesesuaian energi celah pita (3,16 eV) terhadap radiasi cahaya tampak.

Nanostructured TiO2 has been synthesized hydrothermally using commercial TiO2 powder as titanium precursor and combined solution of 10 M NaOH and glycerol of 1:0; 2:1; 1:1 dan 1:2 (v/v). This research aimed at studying the effect of the combined solution of NaOH and glycerol to the morphology of the resulted TiO2 and examining their photocatalytic activity toward methylene blue degradation. The resulted TiO2 was characterized by X-Ray Diffraction (XRD) to determine the crystalline phases, nitrogen gas sorption analysis to evaluate the porosity, Transmission Electron Microscopy (TEM) to check the nanoscale morphology, and UV-Vis Spectrophotometer with Specular Reflectance Attachment to determine the band-gap energy (Eg). The photocatalytic activity of the resulted TiO2 was evaluated by degradation reaction of methylene blue under UV and visible irradiation. The results show that variation of NaOH and glycerol affects the crystalinity and morphology of the resulted TiO2. TiO2 nanotubes with anatase phase were obtained at a volume ratio of NaOH to glycerol of 2:1 and 1:1. Nanorod morphology was obtained at a volume ratio of 1:0, and spheres at 1:2. Photodegradation of methylene blue under UV irradiation showed the highest activity was achieved by using TiO2 precursor as the photocatalyst, which is due to the high crystalinity and appropriate band-gap energy to the irradiation source. While photodegradation of methylene blue under visible irradiation showed the highest activity for TiO2 2:1, that was predicted due to the presence of nanotube morphology, a high surface area (190 m2/g), and an appropriate band gap energy to the visible irradiation (3.16 eV).

Kata Kunci : TiO2, struktur nano, nanotube, gliserol, fotodegradasi biru metilen