Sintesis dan Karakterisasi TiO2 Terdoping Nitrogen (N-Doped TiO2) dengan Metode Sol–Gel

Slamet Karim  -  Chemistry Department, Faculty of Sciences and Mathematics, Diponegoro University, Indonesia
*Pardoyo Pardoyo orcid scopus  -  Chemistry Department, Faculty of Sciences and Mathematics, Diponegoro University, Indonesia
Agus Subagio orcid scopus  -  Physics Department, Faculty of Sciences and Mathematics, Diponegoro University, Indonesia
Published: 1 Aug 2016.
Open Access Copyright 2016 Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi
License URL: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0

Citation Format:
Article Info
Section: Research Articles
Language: ID
Statistics: 661 490
Abstract
Energi celah pita yang lebar dari semikonduktor TiO2 yang setara dengan cahaya ultraviolet (l<380 nm) membatasi aplikasi fotokatalitik hanya terbatas pada daerah ultraviolet dan tidak pada daerah cahaya tampak (l = 400 nm–700 nm). Pada penelitian ini dilakukan sintesis TiO2 teremban nitrogen yang dipreparasi melalui metode sol-gel. Prekursor TiCl4 digunakan sebagai sumber titanium dioksida dan CO(NH2)2 sebagai sumber nitrogen dan divariasi pada jumlah konsentrasi N dengan variasi 20 g, 30 g, 40 g dan 50 g. Refluks dilakukan pada suhu 100oC selama 7 jam dilanjutkan dengan pengeringan selama 3 jam pada suhu 100oC, dan kalsinasi pada suhu 500oC selama 7 jam . Karakterisasi N-doped TiO2 dilakukan menggunakan X-ray Diffraction (XRD), Fourier Transform–Infra Red spectroscopy (FTIR), dan UV- Visible diffuse reflectance spectra (UV-Vis DRS). Berdasarkan data XRD diketahui bahwa kristal N- doped TiO2 berstruktur anatase dengan indeks Miller 101. Spektra FTIR menunjukkan pergeseran serapan vibrasi O-Ti-O pada bilangan gelombang 400-1050 cm-1, diperkirakan sebagai akibat terbentuknya ikatan N-Ti-O. Spektrum DRS-UV–tampak menunjukkan penurunan energi celah pita dari TiO2 yakni 3,2 eV. Dapat disimpulkan bahwa penambahan konsentrasi nitrogen mengakibatkan penurunan energi celah pita, pada variasi 20g sebesar 3,12 eV, 30 g sebesar 3,09 eV, 40 g sebesar 3,082 eV, dan 50 g sebesar 3,08 eV.
Keywords: Fotokatalis; N-doped TiO2; Semikonduktor

Article Metrics:

  1. Michael R. Hoffmann, Scot T. Martin, Wonyong Choi, Detlef W. Bahnemann, Environmental Applications of Semiconductor Photocatalysis, Chemical Reviews, 95, 1, (1995) 69-96 10.1021/cr00033a004
  2. Clemens Burda, Yongbing Lou, Xiaobo Chen, Anna C. S. Samia, John Stout, James L. Gole, Enhanced Nitrogen Doping in TiO2 Nanoparticles, Nano Letters, 3, 8, (2003) 1049-1051 http://dx.doi.org/10.1021/nl034332o
  3. Juwita Kesumaningrum, Nor Basid Adiwibawa Prasetya, Ahmad Suseno, Adsorpsi Fenol dengan TiO2/zeolit artificial Berbahan Dasar Sekam Padi dan Limbah Kertas, Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi, 14, 1, (2011) 26-31
  4. Cristiana Di Valentin, Emanuele Finazzi, Gianfranco Pacchioni, Annabella Selloni, Stefano Livraghi, Maria Cristina Paganini, Elio Giamello, N-doped TiO2: Theory and experiment, Chemical Physics, 339, 1, (2007) 44-56 http://dx.doi.org/10.1016/j.chemphys.2007.07.020
  5. Yuta Yokosuka, Kyoichi Oki, Hiromasa Nishikiori, Yukichi Tatsumi, Nobuaki Tanaka, Tsuneo Fujii, Photocatalytic degradation of trichloroethylene using N-doped TiO2 prepared by a simple sol–gel process, Research on Chemical Intermediates, 35, 1, (2009) 43-53 http://dx/doi.org/10.1007/s11164-008-0019-z
  6. Nicholas T. Nolan, Damian W. Synnott, Michael K. Seery, Steven J. Hinder, Axel Van Wassenhoven, Suresh C. Pillai, Effect of N-doping on the photocatalytic activity of sol–gel TiO2, Journal of Hazardous Materials, 211-212, (2012) 88-94 http://dx.doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.08.074
  7. Guidong Yang, Zheng Jiang, Huahong Shi, Tiancun Xiao, Zifeng Yan, Preparation of highly visible-light active N-doped TiO 2 photocatalyst, Journal of Materials Chemistry, 20, 25, (2010) 5301-5309 http://dx/doi.org/10.1039/C0JM00376J
  8. Nor Hafizah, Iis Sopyan, Nanosized TiO2 photocatalyst powder via sol-gel method: effect of hydrolysis degree on powder properties, International Journal of Photoenergy, 2009, (2009) http://dx.doi.org/10.1155/2009/962783
  9. Sangwook Lee, In-Sun Cho, Duk Kyu Lee, Dong Wook Kim, Tae Hoon Noh, Chae Hyun Kwak, Sangbaek Park, Kug Sun Hong, Jung-Kun Lee, Hyun Suk Jung, Influence of nitrogen chemical states on photocatalytic activities of nitrogen-doped TiO2 nanoparticles under visible light, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 213, 2, (2010) 129-135 http://dx.doi.org/10.1016/j.jphotochem.2010.05.011