Sintesis Cu,N-codoped ZrTiO4 sebagai Model Fotokatalis Responsif Sinar Tampak dengan Variasi Konsentrasi CuSO4 dan Suhu Kalsinasi

RIZKY SEKAR AYUDINI, Akhmad Syoufian, S.Si., Ph.D.; Drs. Iqmal Tahir, M.Si.

2022 | Skripsi | S1 KIMIA

Sintesis dan karakterisasi Cu,N-codoped ZrTiO4 sebagai model fotokatalis responsif sinar tampak telah dilakukan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis pengaruh konsentrasi Cu dan N sebagai dopan dan suhu kalsinasi dari material fotokatalis Cu,N-codoped ZrTiO4 yang responsif pada sinar tampak. Metode yang digunakan adalah metode sol-gel. Penelitian ini diawali dengan larutan titanium tetraisoproksida (TTIP) yang dilarutkan dalam etanol absolut. Kemudian dicampurkan dengan campuran ZrO2, urea 10 % (b/b) dan garam CuSO4.5H2O (1, 3, 5, 7 dan 9 % (b/b)). Setelah itu dilakukan kalsinasi dengan variasi suhu 500, 700 dan 900 °C. Hasil sintesis kemudian dikarakterisasi menggunakan Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Specular Reflectance UV-Vis (SR-UV), X-Ray Diffraction (XRD) dan Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive X Ray (SEM-EDX) Hasil menunjukkan bahwa sintesis Cu,N-codoped ZrTiO4 telah berhasil disintesis. Karakterisasi menunjukkan adanya struktur kristal tetragonal dan fase anatas yang dominan pada variasi konsentrasi serta mulai munculnya fase rutil pada suhu kalsinasi 700 °C. Analisis dengan SEM-EDX mengindikasikan Cu dan N telah terdoping pada material ZrTiO4. Spektra IR menunjukkan adanya vibrasi Cu-O-Zr dan O-Ti-N. Sampel Cu,N-codoped ZrTiO4 memiliki nilai energi celah pita terendah sebesar 2,67 eV yang diperoleh pada konsentrasi Cu 1 % dengan suhu kalsinasi 500 °C dan panjang gelombang daerah sinar tampak 464 nm.

Synthesis and characterization of Cu,N-codoped ZrTiO4 as a model visible light-responsive photocatalyst has been done. The purpose of this study was to analyze the effects of Cu and N concentrations as dopants and the calcination temperature of the photocatalyst material Cu,N-codoped ZrTiO4 photocatalyst material which is responsive to visible light. The method used was the sol-gel method. This research started with a solution of titanium(IV) isopropoxide dissolved in absolute ethanol. Then mixed with a mixture of ZrO2, urea 10 % (w/w) and CuSO4.5H2O salt (1, 3, 5, 7 and 9 % (w/w)). After that, calcination was carried out with temperature variations of 500, 700 and 900 °C. The synthesis results were then characterized using Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Specular Reflectance UV-Vis (SR-UV), X-Ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX). The results showed that Cu,N-codoped ZrTiO4 was successfully synthesized. Characterization showed the presence of a dominant tetragonal crystal structure and an anatase phase at various concentrations and the rutile phase began to appear at a calcination temperature of 700 °C. SEM-EDX analysis shows that Cu and N have been doped on the ZrTiO4 material. The IR spectra showed the presence of Cu-O-Zr and OTi-N. Sample Cu,N-codoped ZrTiO4 with lowest bandgap (Eg = 2.67 eV) was obtained at 1 wt.-% of Cu content after calcination at 500 °C and the visible light wavelength is 464 nm.

Kata Kunci : Cu,N-codoped ZrTiO4, fotokatalis, sol gel, suhu kalsinasi, variasi konsentrasi