Sintesis dan Karakterisasi Komposit TiO2/ZnO sebagai Material Fotokatalis dan Aplikasi untuk Fotodegradasi Metilen Biru.

Abdullah, Muhammad Rasyid (2024) Sintesis dan Karakterisasi Komposit TiO2/ZnO sebagai Material Fotokatalis dan Aplikasi untuk Fotodegradasi Metilen Biru. Diploma thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5004201057-Undergraduate_Thesis .pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Sifat optik dan transfer muatan suatu material fotokatalis akan menentukan aktivitas fotokatalitiknya. TiO2 dan ZnO masing-masing diketahui mampu menyerap sinar UV yang menyebabkan pembentukan pasangan elektron (e-) dan lubang (h+), namun keduanya memiliki proses rekombinasi muatan yang cepat pula. Peningkatan efisiensi material fotokatalis dapat dilakukan melalui pembentukan komposit antara dua material semikonduktor, sehingga membentuk heterojunction antara kedua material tersebut. Pada penelitian ini, pembentukan komposit heterojunction TiO2/ZnO dilakukan melalui metode impregnasi, dimana jumlah TiO2 ditempelkan pada permukaan ZnO dengan variasi jumlah 10%, 20%, dan 30% relatif terhadap massa ZnO. Karakterisasi dengan difraksi sinar X (XRD) menunjukkan bahwa fasa murni ZnO (wurtzite) dan TiO2 (anatase) diperoleh pada suhu kalsinasi 450℃. Suhu kalsinasi yang lebih tinggi 500℃ menyebabkan pembentukan fasa lain ZnO yang tidak diinginkan. Hasil pengamatan menggunakan SEM menunjukkan bahwa material ZnO berbentuk batang tak beraturan dengan ukuran partikel rata-rata 166,33 nm. Pemetaan unsur dengan EDX mengonfirmasi keberadaan TiO2 yang terdispersi secara merata di permukaan ZnO. Analisis sifat optik dengan UV-DRS menunjukkan bahwa pembentukan komposit TiO2/ZnO mampu menurunkan energi celah pita sehingga material komposit menjadi lebih efektif dalam menyerap sinar UV. Uji kinerja terhadap fotodegradasi metilen biru menunjukkan bahwa penambahan 30% TiO2 di permukaan ZnO menghasilkan aktivitas katalitik terbaik dibandingkan dengan material lainnya, dengan efisiensi degradasi tertinggi sebesar 98,53% pada 150 menit terang. Peningkatan aktivitas fotokatalitik ini disebabkan karena adanya heterojunction tipe II yang terjadi antara TiO¬2 dan ZnO yang memfasilitasi transfer muatan sehingga menurunkan rekombinasi muatan. Penelitian ini memberikan informasi tentang metode yang sederhana untuk meningkatkan efisiensi katalis melalui pembentukan komposit. ========================================================================================================================
The optical properties and charge transfer of a photocatalyst material will determine its photocatalytic activity. TiO2 and ZnO are each known to be able to absorb UV light which causes the formation of electron pairs (e-) and holes (h+), but both have a fast charge recombination process as well. Increasing the efficiency of photocatalyst materials can be done through the formation of composites between two semiconductor materials, thus forming heterojunctions between the two materials. In this study, the formation of TiO2/ZnO heterojunction composites was carried out through the impregnation method, where the amount of TiO2 was affixed to the surface of ZnO with variations in the amount of 10%, 20%, and 30% relative to the mass of ZnO. Characterisation by X-ray diffraction (XRD) showed that pure phases of ZnO (wurtzite) and TiO2 (anatase) were obtained at a calcination temperature of 450°C. Higher calcination temperatures 500°C lead to the formation of other unwanted ZnO phases. Observation using SEM showed that the ZnO material was irregular rod-shaped with an average particle size of 166.33 nm. Elemental mapping with EDX confirmed the presence of TiO2 evenly dispersed on the ZnO surface. Analysis of optical properties by UV DRS showed that the formation of TiO2/ZnO composites was able to reduce the band gap energy so that the composite material became more effective in absorbing UV light. Performance tests on methylene blue photodegradation showed that the addition of 30% TiO2 on the surface of ZnO resulted in the best catalytic activity compared to the other materials, with the highest degradation of 98.53% at 150 minutes of light. This increase in photocatalytic activity is due to the type II heterojunction that occurs between TiO2 and ZnO which facilitates charge transfer thus decreasing charge recombination. This study provides information on a simple method to improve catalyst efficiency through the formation of composites.

Item Type:	Thesis (Diploma)
Uncontrolled Keywords:	methylene blue, zinc oxide, photodegradation, heterojunction, composite, metilen biru, seng oksida, fotodegradasi, heterojungsi, komposit.
Subjects:	Q Science > QD Chemistry > QD716 Photocatalysis.
Divisions:	Faculty of Mathematics and Science > Chemistry > 47201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Muhammad Rasyid Abdullah
Date Deposited:	12 Aug 2024 08:56
Last Modified:	12 Aug 2024 08:56
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/115026

Actions (login required)

View Item