Sintesis TiO2 nanotubes dengan teknik hidrotermal dan deposisi fasa cair serta kajian fotosensitisasinya menggunakan sensitiser ekstrak antosianin kulit manggis dan Ko-sensitiser 1,1'-BI-2-Naftol

PUTRI, Anissa Adiwena, Dr. Indriana Kartini, M.Si

2010 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Telah dilakukan sintesis TiO2 nanotubes (TiNT) melalui metode hidrotermal dan deposisi fasa cair (Liquid Phase Deposition/ LPD) menggunakan templat ZnO dengan prekursor titania yang berasal dari TiO2 P25 Degussa. Melalui metode hidrotermal, prekursor TiO2 P25 dicampurkan dengan campuran NaOH 10 M dan etanol yang kemudian dipanaskan selama 18 jam pada temperatur 180 oC. Hasil yang diperoleh dari metode hidrotermal ini dikalsinasi pada temperatur 350 oC selama 4 jam. Hasil foto SEM memperlihatkan bahwa TiNT yang diperoleh dari metode hidrotermal memiliki orientasi acak dan melalui difraktogramnya diketahui bahwa kristalinitas material ini didominasi oleh fasa kristal titanat. Dengan metode LPD, dilakukan pencetakan lapisan TiNT di atas substrat kaca melalui templat ZnO nanorod yang disintesis dari prekursor Zn(NO3)2 menggunakan dua jenis basa berbeda, yaitu NH3 dan NaOH. Prekursor TiO2 pada metode LPD berasal dari TiO2 P25 yang telah direaksikan dengan HF dan H3BO3. Lapis tipis TiO2 memiliki morfologi sesuai dengan pencetaknya, yaitu pada TiO2- NH3 berbentuk menyerupai bunga kol dan pada TiO2-NaOH ditemukan bentuk tabung dan partikulat. Dari hasil analisis XRD, fasa kristal anatase terdapat pada TiO2-NH3 dan TiO2-NaOH. Lapis tipis TiO2-NH3 dan TiO2-NaOH yang dihasilkan dari metode LPD diinteraksikan dengan ekstrak antosianin yang diperoleh melalui ekstraksi kulit luar buah manggis dengan pelarut etanol:HCl (85:15) dan ko-sensitiser 1,1’-bi-2-naftol yang merupakan hasil coupling dari 2-naftol. Hasil fotosensitisasi menunjukkan terjadinya pergeseran serapan lapis tipis TiO2 ke daerah visibel meskipun disertai dengan terjadinya fenomena agregasi tipe H yang mengakibatkan pergeseran panjang gelombang ke daerah serapan biru (blue shift).

Synthesis of TiO2 nanotubes (TiNT) by hydrothermal and Liquid Phase Deposition (LPD) method using ZnO as a template has been carried out with TiO2 P25 as titania precursor. TiO2 P25 was mixed with the mixture of 10 M NaOH and ethanol to form a suspension by hydrothermal method. The suspension was heated at 180 oC for 18 h in the Teflon-lined autoclave to produce TiNT-as synthesized then it was calcined at 350 oC for 4 h. Scanning Electron Microscope (SEM) photograph showed that by hydrothermal method, synthesized TiNT has random orientation. The X-Ray Diffraction (XRD) pattern confirmed that hydrogen titanate crystalline phase was dominant. LPD method was performed to obtain vertically oriented TiO2 nanotubes on the glass substrate. Templating process of TiNT was produced from the TiO2 P25 coated with ZnO nanorod as the template. ZnO nanorod was synthesized from Zn(NO3)2 in NH3 and NaOH solution. TiO2 P25 as the starting material in LPD method was reacted with HF and H3BO3. It was found that TiO2 thin layers resulted from LPD method adopt the template morphology. TiO2-NH3 has the morphology of cabbage-like structure, while TiO2-NaOH has tubular and particulate morphologies. The XRD data confirmed that both TiO2-NH3 and TiO2-NaOH consist of anatase crystalline phase of TiO2. The resulted TiO2 thin layers were interacted with anthocyanins dyes extracted from mangosteen fruit pericarp in ethanol:HCl (85:15) as a sensitizer and 1,1’-bi-2-naphtol from coupling of 2-naphtol as a co-sensitizer. The blue shifting of the dye’s absorption on the sensitized TiO2 indicated the Haggregation adsorption pattern of the dyes onto TiO2 surfaces.

Kata Kunci : TiO2 nanotubes, hidrotermal, templating, fotosensitisasi, TiO2 nanotubes, hydrothermal, templating, photosensitization