Sintesis Co-doped ZrTiO4 dengan Variasi Konsentrasi Co dan Suhu Kalsinasi Menggunakan Metode Sol-gel sebagai Model Fotokatalis Responsif Sinar Tampak

Emilya Faridatul Sulaikhah, Dr. Akhmad Syoufian, Prof. Dr. Karna Wijaya, M.Eng

2020 | Skripsi | S1 KIMIA

Sintesis Co-doped ZrTiO4 dengan metode sol-gel sebagai model fotokatalis responsif sinar tampak telah berhasil dilakukan. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan sintesis Co-doped ZrTiO4 dengan metode sol-gel, mengetahui pengaruh variasi konsentrasi dopan Co, serta pengaruh suhu kalsinasi pada sintesis Co-doped ZrTiO4 sebagai model fotokatalis yang responsif terhadap sinar tampak. Penelitian dilakukan dengan melarutkan titanium tetraisopropoksida (TTIP) dan etanol, kemudian direaksikan dengan ZrO2 dan garam CoSO4���·7H2O dengan variasi konsentrasi 0, 1, 3, 5, 7, dan 9% (b/b) yang sudah dilarutkan dalam akuabides. Campuran disentrifugasi, padatan yang diperoleh dikeringkan dalam oven selama 24 jam. Material dengan variasi konsentrasi dopan Co dikalsinasi selama 4 jam dengan suhu 500 derajat Celcius, sementara material dengan konsentrasi dopan Co 5% dikalsinasi dengan suhu 700 derajat Celcius dan 900 derajat Celcius. Material hasil sintesis kemudian dikarakterisasi menggunakan Fourier Transform Infrared Spectrophotometer (FT-IR), Specular Reflectance UV-Visible Spectrophotometer (SR-UV), X-Ray Diffractometer (XRD), dan Scanning Electron Microscopy dengan Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX). Hasil XRD menunjukkan material hasil sintesis memiliki fase kristal monoklinik dan anatase pada suhu kalsinasi 500 derajat Celcius. Semakin tinggi suhu kalsinasi menyebabkan terjadinya perubahan fase dari anatase ke rutile. Spektra EDX menunjukkan bahwa dopan Co berhasil terdoping dalam material kristal. Spektra IR menunjukkan perubahan serapan ikatan Ti-O-Ti yang menandakan adanya perubahan pada struktur kristal. Analisis dengan SRUV menunjukkan seluruh material hasil sintesis memiliki Eg yang lebih rendah daripada TiO2, dengan nilai Eg terendah yang diperoleh sebesar 2,78 eV pada Co-doped TiO2 1% dengan suhu kalsinasi 500 derajat Celcius.

Synthesis of Co-doped ZrTiO4 by sol-gel method as a model photocatalyst with visible-light response had been conducted. Purposes of this research were to get synthesize Co-doped ZrTiO4 by sol-gel method, the effect of various Co dopant concentration and calcination temperatures on the characteristic of Co-doped ZrTiO4. This research was initiated by dissolve Titanium tetraisopropoxide (TTIP) and ethanol, then reacted with ZrO2 and CoSO4���·7H2O with various concentrations 0, 1, 3, 5, 7, and 9% (w/w) which dissolved in demineralized water. The mixture was separated by centrifugation, then the obtain solid dried in an oven for 24 h. Materials with various Co dopant contents were calcined at 500 degree Celcius for 4 h and materials with 5% dopant content were calcined at 700 degree Celcius and 900 degree Celcius. All samples were characterized by using Fourier Transform Infrared Spectrophotometer (FT-IR), Specular Reflectance UV-Visible Spectrophotometer (SR-UV), X-Ray Diffractometer (XRD), and Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX). The XRD results after 500 degree Celcius calcination showed that synthesized materials were dominated by monoclinic and anatase phase. The higher calcination temperature caused phase transformation from anatase to rutile. EDX spectra shows that Co dopant was succesfully doped in ZrTiO4 crystal. IR spectra showed change in the absorption of Ti-O-Ti bonds that indicate change in the crystallline structure. Based on the SRUV results, all synthesized materials showed lower bandgap than TiO2, with the lowest bandgap was 2.78 eV was achieved on Co-doped TiO2 1% after calcination at 500 degree Celcius.

Kata Kunci : Co-doped ZrTiO4, fotokatalis, konsentrasi, sol-gel, suhu kalsinasi