Efek Lanthanum Sebagai Oksida Tanah Jarang Pada Aktivitas Fotokatalis TiO2 Dalam Cahaya Tampak

ALAM REFORMASI P P, Dr.rer.nat Nurul Hidayat Aprilita, M.Si., dan Taufik Abdillah Natsir, M.Sc, Ph.D

2020 | Skripsi | S1 KIMIA

Modifikasi katalis TiO2 dengan oksida logam tanah jarang, La2O3 melalui metode presipitasi telah selesai dilakukan. Tujuan penelitian ini adalah untuk memodifikasi katalis TiO2 dengan menggunakan La2O3 agar katalis dapat mendegradasi zat warna metilen biru pada cahaya tampak, membandingkan aktivitas TiO2-C650 dengan TiO2/La2O3-C650 dalam mendegradasi zat warna metilen biru pada cahaya tampak, serta mengetahui penyebab meningkatnya aktivitas katalis TiO2 di cahaya tampak akibat penambahan La2O3. Sintesis TiO2/La2O3-C650 dilakukan dengan metode presipitasi yaitu dengan melarutkan La2O3 ke dalam asam nitrat pekat, kemudian ditambahkan TiO2 dan diendapkan menggunakan NaOH. Endapan kemudian dikeringkan dan dikalsinasi pada suhu 650 oC untuk mengubah TiO2/La(OH)3 menjadi TiO2/La2O3-C650. Hasil sintesis dikarakterisasi menggunakan SRUV, XRD, FTIR, dan EDX. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aktivitas fotokatalis TiO2/La2O3-C650 lebih tinggi dibanding dengan TiO2-C650 pada cahaya tampak. Terjadi penurunan bandgap pada material TiO2 termodifikasi La2O3 dari 3,2 eV menjadi 3,01 eV namun bukan menjadi faktor utama peningkatan aktivitas fotokatalis. Data XRD memperlihatkan ukuran kristal TiO2/La2O3-C650 mengalami penurunan menjadi 26,2 nm dan La3+ tidak menggantikan Ti4+ di dalam kisi TiO2. Spektra FTIR muncul puncak baru di 975 cm-1 yang mengindikasikan adanya -OH (oop) yang melimpah di permukaan fotokatalis akibat penambahan La2O3. Penambahan La2O3 membuat ketidakstabilan muatan di permukaan TiO2, sehingga gugus -OH di permukaan fotokatalis meningkat, akibatnya radikal hidroksil dipermukaan fotokatalis juga meningkat. Mekanisme fotokatalis pada TiO2/La2O3-C650 didominasi oleh aktivitas spesies radikal hidroksil (•OH). Selain itu elektron pada -OH (oop) mengisi lubang di pita valensi sehingga menghambat rekombinasi elektron.

The modification of the TiO2 catalyst with rare earth oxide, La2O3 through the precipitation method has been conducted. The goals of this research are to modify the TiO2 catalyst using La2O3, to compare the activity of catalysts between TiO2 and TiO2/La2O3-C650, and to determine the active species of radicals in degrading of methylene blue dye under visible light region using TiO2/La2O3-C650 catalyst. Synthesis of TiO2/La2O3-C650 was carried out by the precipitation method by dissolving La2O3 in concentrated nitric acid, then added TiO2 and precipitated using NaOH. The precipitate is then dried and calcined at 650 oC to convert TiO2/La(OH)3 to TiO2/La2O3-C650. The catalysts were characterized using SRUV, XRD, FTIR, and EDX. The results showed that the photocatalyst activity of TiO2/La2O3-C650 was higher than that of TiO2-C650 under visible light region. The decrease in bandgap energy in the La2O3 modified TiO2 material from 3.2 to 3.01 eV was not the main factor in its increasing photocatalyst activity. XRD spectra showed that the crystallite size of TiO2/La2O3¬¬-C650 decreased to 26.2 nm and the La3+ did not replace the TiO2 lattice. The FTIR spectra appeared a new peak at 975 cm-1 indicating the abundant -OH on the surface of the photocatalyst due to the addition of La2O3, consequently the hydroxyl radical on the surface of the photocatalyst also increases. The photocatalyst mechanism on TiO2/La2O3-C650 was dominated by the activity of hydroxyl radical species (•-OH). In addition, the electrons of -OH (oop) fill the holes in the valence band, thus inhibiting electron recombination.

Kata Kunci : Fotodegradasi, La2O3, Radikal Hidroksil, Rekombinasi Elektron, TiO2