SINTESIS Cu-DOPED ZrTiO4 DENGAN VARIASI PERSENTASE Cu DAN SUHU KALSINASI SEBAGAI MODEL FOTOKATALIS RESPONSIF SINAR TAMPAK

KATARINA RACHMA ANDITA, Dr. Akhmad Syoufian, S.Si ; Prof. Dr. Triyono, SU.

2018 | Skripsi | S1 KIMIA

Sintesis dan karakterisasi Cu-doped ZrTiO4 sebagai model fotokatalis responsif terhadap sinar tampak telah dilakukan. Tujuan penelitian ini adalah mendapatkan material Cu-doped ZrTiO4 melalui sintesis dengan metode sol-gel, mengetahui pengaruh variasi persentase CuSO4.5H2O sebagai prekursor dopan dan suhu kalsinasi untuk menghasilkan material Cu-doped ZrTiO4 yang responsif terhadap sinar tampak. Penelitian diawali dengan membuat prekursor TiO2 dari Titanium tetraisopropoksida (TTIP) dan etanol, kemudian direaksikan dengan ZrO2 dan garam CuSO4.5H2O dengan variasi persentase 0, 1, 3, 5, 7 dan 9% (b/b). Pada setiap persentase CuSO4.5H2O divariasikan suhu kalsinasinya pada 500, 700 dan 900 derajat Celcius. Sebagai eksperimen kontrol, material Cu-doped ZrO2 disintesis menggunakan metode refluks. Material yang diperoleh dikarakterisasi dengan X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy dengan Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX), Fourier Transform Infra Red Spectrophotometer (FTIR) dan Specular Reflectance UV-Visible Spectrophotometer (SRUV). Hasil analisis XRD menunjukkan kestabilan termal yang lebih baik pada karakter Cu-doped ZrO2 dibandingkan dengan Cu-doped ZrTiO4 dilihat dari proses perubahan fase. Ukuran kristal optimum Cu-doped ZrTiO4 yang diperoleh sebesar 45,11 nm. Hasil SEM-EDX menunjukkan komposisi unsur Cu 3,31%, Ti 23,02%, O 38,44% dan Zr 35,22% serta material Cu-doped ZrTiO4 memiliki homogenitas tinggi. Spektra IR menunjukkan perubahan pada struktur kristal yang ditandai dengan perubahan intensitas persen transmitansi ikatan Ti-O-Ti. Analisis dengan SRUV menunjukkan adanya penurunan nilai Eg yang mencapai kondisi optimum pada penambahan garam dopan CuSO4.5H2O sebanyak 5% (b/b) pada suhu kalsinasi 500 derajat Celcius. Nilai Eg optimum yang diperoleh sebesar 2,87 eV pada daerah panjang gelombang sinar tampak 431,93 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 get Cu-doped ZrTiO4 materials by sol-gel method, the effect of various CuSO4.5H2O concentration as dopant precursor and calcination temperature of Cu-doped ZrTiO4 material as a model of visible light responsive photocatalyst. The research was initiated by making TiO2 precursor from Titanium tetraisoproxide (TTIP) and ethanol, then reacted with mixture of ZrO2 and CuSO4.5H2O salt in various percentage 0, 1, 3, 5, 7 and 9% (w/w). The variant concentration of CuSO4.5H2O was calcinated in various temperature of 500, 700 and 900 degree Celcius. The control process, Cu-doped ZrO2 material was synthesized by reflux method. The samples were characterized with X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX), Transform Infrared Spectrometer (FTIR) and Specular Reflectance UV-Visible Spectrophotometer (SRUV). The XRD results showed that the character of Cu-doped ZrO2 has better thermal stability than Cu-doped ZrTiO4 seen from the phase change process. The optimum crystal size of Cu-doped ZrTiO4 was 45.11 nm. SEM-EDX results showed the elements composition of Cu 3,31%, Ti 23,02%, O 38,44% and Zr 35,22% with high homogenity of Cu-doped ZrTiO4 materials. IR spectra showed change in crystalline structure with intensity change of Ti-O-Ti transmittance in Cu-doped ZrTiO4. SRUV analysis showed that the optimum of decrease bandgap energy (Eg) was on 5% of CuSO4.5H2O dopant at a temperature of 500 degree Celcius The optimum bandgap energy (Eg) was 2.87 eV in the visible-light wavelength absorption at 431.93 nm.

Kata Kunci : Cu-doped ZrTiO4, fotokatalis, kalsinasi, sol-gel, variasi persentase