SINTESIS DAN KARAKTERISASI Fe-TiO2, N-TiO2, DAN Fe-N-TiO2

ARIEF RAHMAN HAKIM, Prof. Dr. Triyono, S.U

2013 | Skripsi | KIMIA

Sintesis dan karakterisasi Fe-TiO2, N-TiO2, dan Fe-N-TiO2 telah selesai dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi dopan terhadap energi celah pita TiO2 dengan variasi 2,5; 5,0; dan 7,5% b/b serta mempelajari pengaruh dopan tunggal dan dopan ganda terhadap energi celah pita TiO2. Semua material tersebut disintesis dengan menggunakan metode impregnasi dengan prekursor TiO2, garam FeCl3.6H2O sebagai sumber ion Fe3+, dan urea sebagai sumber nitrogen. Semua sampel dikarakterisasi dengan menggunakan spektroskopi FT-IR, spektroskopi UV-Vis specular, dan difraksi sinar-X. Hasil penelitian menunjukkan bahwa energi celah pita optimum Fe-TiO2 dan N-TiO2 berdasarkan variasi konsentrasi berturut-turut adalah 3,10 dan 3,07 eV, sedangkan TiO2 murni memiliki energi celah pita sebesar 3,19 eV. Dibandingkan dengan nilai energi celah pita TiO2 terdoping tunggal dan TiO2 murni, TiO2 terdoping Fe3+ dan nitrogen mempunyai nilai energi celah pita terkecil dengan nilai optimum sebesar 2,96 eV. Kehadiran dopan di TiO2 memberikan level energi baru di antara pita valensi dan pita konduksi TiO2 sehingga energi celah pita material hasil sintesis mengalami penurunan. Fe-N-TiO2 memiliki energi celah pita terkecil disebabkan adanya efek sinergis dari level energi baru di atas pita valensi dan di bawah pita konduksi TiO2 yang terinduksi adanya ion Fe3+ dan nitrogen. Kehadiran dopan tidak hanya mempengaruhi struktur elektronik tetapi juga struktur Kristal TiO2. Semua material hasil sintesis mempunyai kristalinitas lebih rendah dibandingkan dengan TiO2 murni, dimana Fe-N-TiO2 memiliki kristalinitas paling rendah karena kehadiran dopan ganda di TiO2

Synthesis and characterization of Fe-TiO2, N-TiO2, and Fe-N-TiO2 have been carried out. This research was done to determine the effect of dopant concentration of 2.5, 5.0, and 7.5% w/w on the band gap energy of TiO2 and the effect of single and double dopants to the band gap energy of TiO2. All materials have been synthesized by using impregnation method with TiO2 as precursor, FeCl3.6H2O salt as Fe3+ ions source, and urea as nitrogen source. All samples were characterized by using FT-IR spectroscopy, UV-Vis specular reflectance spectroscopy, and X-ray diffraction. The results showed that the optimum band gap energy of Fe-TiO2 and N-TiO2 yielded from the dopant variation were 3.10 and 3.07 eV. Compared to band gap energy of single doped-TiO2 and pure TiO2, Fe-N-codoped TiO2 had the smallest band gap energy with the optimum value of 2.96 eV. The presence of dopant in TiO2 introduced new level energy between valence and conduction bands of TiO2 so the band gap energy decreased. Fe-N-TiO2 has the smallest band gap energy due to the synergistic effect of new levels energy above valence band and below conduction band of TiO2 induced by both of Fe3+ ions and nitrogen. The presence of dopant into TiO2 not only affect the electronic structure but also crystalline structure of TiO2. All synthesized materials have lower crystallinity compared to pure TiO2, where Fe-N-TiO2 has the lowest crystallinity due to the presence of double dopants in TiO2.

Kata Kunci : Fe-TiO2, N-TiO2, Fe-N-TiO2, energi celah pita