Browsing by Author "INOVASARI ISLAMI"

Now showing 1 - 2 of 2
  • No Thumbnail Available
    Item
    SINTESIS MATERIAL ZnO:Al/TiO2 BESERTA KARAKTERISASINYA SEBAGAI SENYAWA FOTOKATALIS
    (2023-10-11) INOVASARI ISLAMI; Annisa Aprilia; Lusi Safriani
    Seng oksida (ZnO) merupakan salah satu semikonduktor tipe-n yang biasa digunakan sebagai material fotokatalis, memiliki fleksibilitas tinggi dalam metode sintesis, dan mobilitas elektron yang tinggi, namun memiliki luas permukaan kontak kecil. Aktivitas fotokatalis berkaitan dengan luas permukaan aktif yaitu semakin banyak daerah pertemuan antara polutan (yang terlarut di dalam air) dengan senyawa katalis. Penambahan doping Al dapat mereduksi ukuran partikel sehingga dapat meningkatkan luas permukaan aktifnya. Penggabungan ZnO dengan TiO2 (Titanium dioksida) dapat meningkatkan kemampuan fotokatalitik dari keduanya berkaitan dengan paduan sifat unggul dari masing-masing metal oksida. TiO2 memiliki stabilitas yang baik dan luas permukaan aktif yang besar, sedangkan ZnO memiliki potensial reduksi dan absorpsivitas yang tinggi. Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan sintesis material ZnO:Al/TiO2 beserta karakterisasinya sebagai senyawa fotokatalis. Preparasi serbuk/senyawa ZnO:Al/TiO2 menggunakan metode sol-gel dengan prekursor zinc acetate dihiydrate dan doping alumunium nitrat nonahydrate. Variasi antara ZnO:Al dan TiO2 yang digunakan adalah 1:1 (ZAT), 3:1 (ZA3T), dan 1:0 (ZA) dengan variasi suhu kalsinasi 150°C dan 450°C. Sehingga variasi yang dihasilkan adalah ZA 15, ZA 45, ZAT 15, ZAT 45, ZA3T 15, dan ZA3T 45 dalam bentuk serbuk. Variasi suhu kalsinasi dan komposisi bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu kalsinasi terhadap sifat fotokatalis sedangkan variasi komposisi dilakukan untuk mengetahui peran dominan ZnO dan TiO2 terhadap sifat fotokatalitik yang dihasilkan. Pengujian fotokatalitik dilakukan menggunakan larutan uji MB 3,2 ppm dengan penyinaran lampu UV-A selama 120 menit. Berdasarkan pengukuran XRD, struktur kristal ZAT dan ZA3T memiliki struktur kristal gabungan dari ZnO wurtzite dan TiO2 anatase. Pengaruh suhu kalsinasi menunjukan bahwa ukuran partikel dan kristal yang lebih kecil dibandingkan penggunakan suhu tinggi, sehingga luas permukaan aktif semakin besar dan meningkatkan efisiensi fotokatalis. Dari pengukuran XRF, perbandingan antara ZnO:Al dan TiO2 adalah 1:1 dan 3:1. Morfologi senyawa katalis diketahui dari TEM menunjukkan bahwa penambahan doping Al dapat mereduksi ukuran partikel ZnO. Suhu kalsinasi tinggi menyebabkan ukuran partikel mengalami peningkatan. Dari pengukuran zeta potensial, seluruh material memiliki stabilitas rendah sehingga menguntungkan fotokatalis, yaitu kemudahan dalam pemisahan senyawa katalis dengan air. Berdasarkan pengukuran fotoluminesensi, perbedaan komposisi dan suhu kalsinasi menghasilkan dominasi defect yang berbeda disetiap sampel. Peningkatan suhu menggunakan suhu tinggi menyebabkan trend dominasi zinc vacancies defect. Material dengan suhu tinggi memiliki aktivitas fotokatalitik yang lebih rendah dibandingkan suhu rendah karena oksigen di permukaan menjadi lebih sedikit. Pada pengujian fotokatalitik, diperoleh hasil yang paling optimum pada material ZAT 15 dengan laju degradasi sebesar 0,033/ menit dengan efisiensi 97%.
  • No Thumbnail Available
    Item
    STUDI PREPARASI LAPISAN ZnO, TiO2, DAN ZnO/TiO2 MENGGUNAKAN METODE SCREEN PRINTING BESERTA PENGUJIAN SIFAT FOTOKATALIS
    (2023-11-10) INOVASARI ISLAMI; Annisa Aprilia; Lusi Safriani
    Dalam penelitian ini lapisan ZnO, TiO2, dan ZnO/TiO2 disintesis dengan suhu kalsinasi rendah dan dikarakterisasi untuk mengamati sifat-sifat yang terkait dengan kinerja fotokatalisis. Sampel disiapkan dengan mencampur fase gel prekursor ZnO, serbuk TiO2 anatase, triton-x 100, dan acetylacetone untuk menghasilkan pasta yang digunakan dalam proses deposisi. Lapisan yang berasal dari pasta kemudian dibuat menggunakan metode screen printing pada substrat kaca dan dikalsinasi pada suhu 250 °C untuk memfasilitasi kristalisasi ZnO dan menghilangkan bahan tambahan lainnya. Analisis XRD mengkonfirmasi pembentukan kristal ZnO dan TiO2, meskipun derajat kristalinitasnya lebih rendah dibandingkan dalam bentuk serbuk/partikulat. Kristalinitas yang lebih rendah ini kemungkinan berasal dari sisa senyawa organik yang berasal dari pelarut ataupun surfaktan yang digunakan. Karekteristik termal diobservasi menggunakan karekaterisasi TGA/DTA dan diketahui bahwa ZnO gel prekursor sudah membentuk ZnO (kristal) pada suhu 150°C, sedangkan untuk sampel dalam bentuk pasta (yaitu sampel ZnO/TiO2) pada suhu 250°C penguapan senyawa organik belum sepenuhnya terjadi. Morfologi permukaan masing-masing sampel diamati menggunakan scanning electron microscopy (SEM), analisis Brunauer–Emmett– Teller (BET), dan pengukuran contact angle. Menariknya, kedua lapisan TiO2 dan ZnO cenderung memiliki permukaan hidrofobik, sementara ZnO/TiO2 memiliki permukaan hidrofilik. Analisis BET mengungkapkan bahwa ZnO memiliki luas permukaan spesifik tertinggi berkaitan dengan pertikel ZnO berukuran nano. Spektrum FTIR mengkonfirmasi keberadaan ikatan kimia yang sesuai dalam ZnO dan TiO2 serta bahan tambahan lainnya, seperti gugus alkil. Spektrum fotoluminesensi (PL) menunjukkan emisi biru yang terkait dengan cacat intrinsik seperti kekosongan dan interstitial Zn dan Ti pada semua sampel. Perbedaan dalam kinerja fotokatalisis antara bentuk film dan serbuk/partikulat untuk setiap material diamati dan dianalisis. Struktur, morfologi, dan karakteristik PL semua sampel dikaitkan dengan perilaku fotokatalis mereka dalam degradasi metil biru. Lapisan ZnO dan ZnO/TiO2 memiliki efisiensi fotokatalitik rendah, bahkan jika hanya menggunakan sinar UV-A. Ini disebabkan oleh struktur kristal ZnO yang kurang ideal, yang hanya berfungsi sebagai penyerap sinar UV dan tidak menghasilkan pembawa muatan bebas dengan baik. Intensitas spektrum emisi di daerah cahaya terlihat tinggi, menunjukkan rekombinasi muatan yang signifikan. Di sisi lain, lapisan TiO2 tetap efektif dengan efisiensi sekitar 93% (baik dalam adsorpsi maupun aktivitas fotokatalitik) selama penyinaran. Ini mungkin terkait dengan morfologi lapisan TiO2 yang mempengaruhi kemampuan interaksinya dengan zat pencemar. Lapisan TiO2 juga memiliki intensitas emisi yang rendah, menunjukkan rekombinasi muatan yang rendah. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa perbedaan dalam aktivitas fotokatalisis antara lapisan dan serbuk disebabkan oleh variasi dalam struktur kristal dan morfologi keduanya. Selain itu, penggunaan bahan tambahan seperti acetyl aceton, triton-x, dan DI water dalam proses pembuatan lapisan memiliki potensi untuk mengubah sifat-sifat material tersebut. Selanjutnya, suhu kalsinasi juga memiliki dampak signifikan terhadap hasil karakterisasi serta aktivitas fotokatalisis lapisan.