Sintesis Film Tipis BaTiO3 Nanorod Berorientasi Vertikal Menggunakan Metode Hidrotermal Dua Tahap

FATHAH DIAN SARI, Dr. Indriana Kartini, M.Si.; Dr. Chotimah, M.S.

2018 | Tesis | MAGISTER KIMIA

Sintesis film BaTiO3 nanorod berorientasi vertikal pada kaca konduktif telah dilakukan dengan metode hidrotermal dua tahap. Tahap pertama adalah sintesis TiO2 rutil nanorod berorientasi vertikal di atas kaca FTO dengan prekursor titanium(IV) tetraisopropoksida dan HCl 6 M pada suhu 170 oC selama 2 jam 45 menit. Tahap kedua adalah konversi TiO2 rutil nanorod menjadi BaTiO3 dengan prekursor Ba(OH)2.8H2O dan campuran larutan PEG, 2-propanol, etanol, tetrabutilamonium hidroksida dan akuabides pada suhu 210 oC dengan variasi waktu hidrotermal 2, 4, 6, dan 11 jam. Karakterisasi material dilakukan menggunakan X-Ray Diffractometer (XRD), Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Spectrophotometer (SEM-EDAX), Transmission Electron Microscope (TEM), dan Speculer Reflectance attachment (SRUV-Vis). Pola difraksi sinar-X dari kristal yang disintesis pada suhu 210 oC selama 2 jam telah menunjukkan adanya kristal kubik BaTiO3 yang ditandai dengan kemunculan bidang (110) dengan d = 2,91 A sesuai dengan data JCPDS No. 31-0174. Waktu optimum konversi TiO2 menjadi BaTiO3 didapat pada waktu reaksi hidrotermal 4 jam. Energi celah pita film BaTiO3 yang diperoleh dengan waktu hidrotermal 2, 4, 6, dan 11 jam berturut-turut adalah 3,16; 3,04; 3,07; dan 3,23 eV, sedangkan energi celah pita TiO2 rutil adalah 3,38 eV.

Vertically aligned BaTiO3 nanorod has been synthesized on the conducting glass through hydrothermal method. The preparation of the vertically aligned BaTiO3 nanorod is based on a two-steps hydrothermal reaction, by first growing oriented rutile TiO2 nanorod using titanium(IV) tetraisopropoxide and HCl 6 M precursors at 170 oC for 2 hours 45 minutes. Second step is converting TiO2 into BaTiO3 by using Ba(OH)2.8H2O precursor and mixed solutions of PEG, 2-propanol, ethanol, tetrabutylammonium hydroxide and aquabides at 210 oC for 2 hours by hydrothermal method. X-Ray Diffractometer (XRD), Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Spectrophotometer (SEM-EDAX), Transmission Electron Microscope (TEM), and Speculer Reflectance Attachment (SRUV-Vis) characterizations are performed to ascertain the formation of BaTiO3 nanorod. For 210 oC 2h TiO2/BaTiO3 sample, peak of cubic BaTiO3 (JCPDS No. 31-0174) was observed by the appearance of (110) plane with d = 2.91 A. The optimum hydrothermal reaction time takes place at 4 hours. The bandgap energy was 3.16; 3.04; 3.07; and 3.23 eV at 2, 4, 6, and 11 hours hydrothermal reaction times, respectively, for the BaTiO3 nanorod and 3.38 eV for rutile TiO2.

Kata Kunci : BaTiO3, TiO2 rutil, hidrotermal, nanorod