Pengaruh Jumlah CuCl2.2H2O dan Suhu Kalsinasi Terhadap Karakter Cu-Doped ZrTiO4 sebagai Model Fotokatalis Responsif Sinar Tampak

FREDERIKA DYAS P, Akhmad Syoufian, S.Si., Ph.D.;Prof. Dra. Wega Trisunaryanti, M.Si.

2018 | Skripsi | S1 KIMIA

Sintesis dan karakterisasi Cu-doped ZrTiO4 sebagai model fotokatalis responsif sinar tampak telah berhasil dilakukan. Dalam penelitian ini telah dipelajari pengaruh jumlah CuCl2.2H2O sebagai prekursor untuk dopan dan suhu kalsinasi pada karakter Cu-doped ZrTiO4 dan dihasilkan material fotokatalis yang responsif terhadap sinar tampak. Mula-mula prekursor TiO2 yang dibuat dari TTIP dan etanol direaksikan dengan ZrO2 yang di dalamnya telah dilarutkan garam CuCl2.2H2O dengan variasi konsentrasi CuCl2ï.2H2O sebesar 3,5,7 dan 9% (b/b). Pada konsentrasi CuCl2.2H2O optimum yang diperoleh divariasikan suhu kalsinasinya pada 500, 700 dan 900 °C. Seluruh sampel dikarakterisasi menggunakan X-ray Diffractometer (XRD), Fourier Transform Infrared Spectrophotometer (FT-IR), X-ray Fluorescence Spectrophotometer (XRF) dan Specular Reflectance UV-Visible Spectrophotometer (SR-UV). Hasil analisis XRD menunjukkan kestabilan termal yang lebih baik pada karakter Cu-doped ZrTiO4 dibandingkan dengan Cu-doped TiO2 dilihat dari proses perubahan fasa anatase ke rutile. Ukuran kristal optimum Cu-doped ZrTiO4 yang diperoleh sebesar 27,67 nm. Spektra IR menunjukkan perubahan pada struktur kristal ditandai dengan perubahan intensitas puncak vibrasi ikatan Ti-O-Ti. Hasil XRF membuktikan bahwa sampel mengandung ketiga logam Ti, Zr dan Cu dengan komposisi masing-masing sebesar 20,1, 79 dan 0,633%. Analisis dengan SR-UV menunjukkan adanya penurunan nilai Eg yang mencapai kondisi optimum pada penambahan garam dopan CuCl2â.2H2O sebanyak 5% (b/b) dan suhu kalsinasi 500 °C. Nilai Eg optimum yang diperoleh sebesar 2,87 eV pada daerah panjang gelombang sinar tampak 431,81 nm.

Synthesis and characterization of Cu-doped ZrTiO4 as a model of visible- light responsive photocatalyst have been conducted. The purposes of this research were to study the effect of various Cu concentration and calcination temperature on the characteristic of Cu-doped ZrTiO4 as a model of visible light responsive photocatalyst. This research was initiated by the reaction of TiO2 precursor from TTIP and ethanol and mixed by the mixture of ZrO2 and CuCl2.2H2O precursor in various CuCl2.2H2O concentrations 3,5,7,9% (w/w) using sol-gel method. The optimum concentration of CuCl2.2H2O was calcinated in various temperature of 500, 700, 900 °C. All samples were characterized by X-ray Diffractometer (XRD), Fourier Transform Infrared Spectrophotometer (FT-IR), X-ray Fluorescence Spectrophotometer (XRF) and Specular Reflectance UV-Visible Spectrophotometer (SR-UV). The XRD results showed that the character of Cu-doped ZrTiO4 has better thermal stability than that of the Cu-doped TiO2 analyzed from the process of anatase to rutile phase transformation. The optimum crystal size of Cu-doped ZrTiO4 was 27.67 nm. FTIR spectra showed change in crystalline structure with intensity change of Ti-O-Ti vibration in Cu-doped ZrTiO4. XRF result showed that Cu-doped ZrTiO4 contain 20.1% Ti, 79% Zr and 0.633% of Cu. UV-visible spectroscopy showed that the optimum of decreased band gap energy (Eg) was on Cu concentration of 5% at a temperature of 500 °C. The optimum band gap energy (Eg) was 2.87 eV with a visible-light wavelength absorption at 431.81 nm.

Kata Kunci : Kata kunci : Cu-doped ZrTiO4, Fotokatalis, Sol-gel, Suhu kalsinasi, Variasi konsentrasi