Studi Penambahan NaCl pada Komposit CuS/N-TiO2 sebagai Material Fotokatalis untuk Produksi Hidrogen melalui Reaksi Fotokatalitik Dekomposisi Air

Dharmayanti, Made Ayu Sawitri (2026) Studi Penambahan NaCl pada Komposit CuS/N-TiO2 sebagai Material Fotokatalis untuk Produksi Hidrogen melalui Reaksi Fotokatalitik Dekomposisi Air. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5004221068-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (9MB) | Request a copy

Abstract

Pengembangan fotokatalis heterojunction untuk produksi hidrogen (H2) melalui reaksi dekomposisi air menjadi salah satu pendekatan yang menjanjikan dalam pemanfaatan cahaya tampak serta efisiensi konversi energi surya menjadi energi kimia. Pada penelitian ini, pengaruh penambahan dopan Na+ melalui NaCl pada variasi konsentrasi 1, 3, dan 5 %berat dikaji untuk meningkatkan konduktivitas dan karakteristik transfer elektron pada komposit CuS/N-TiO2. Keberadaan Na+ pada komposit dikonfirmasi melalui EDS mapping, pergeseran 2θ pada bidang kisi (101), puncak Eg anatase yang melebar, serta perubahan energi celah pita yang dikaitkan dengan efek Burstein-Moss mengindikasikan dopan tersebut kemungkinan menempati posisi interstisial dalam kisi N-TiO2. Di antara variasi NaCl yang diteliti, 3Na-CuS/N-TiO2 menunjukkan sifat transpor muatan yang paling baik, ditandai dengan penurunan resistansi transfer muatan dari 82,12  103  pada CuS/N-TiO2 menjadi 49,38  103 , disertai penekanan rekombinasi elektron-lubang yang dibuktikan oleh penurunan intensitas spektrum PL secara signifikan. Setelah 4 jam penyinaran cahaya tampak, 3Na-CuS/N-TiO2 menghasilkan H2 sebesar 953,41 μmol g-1, jauh lebih tinggi dibandingkan CuS/N-TiO2 yang hanya mencapai 360,25 μmol g-1 pada kondisi yang sama. Selain itu, 3Na-CuS/N-TiO2 mempertahankan stabilitas fotokimia yang baik selama empat siklus penggunaan berturut-turut dengan produksi H2 maksimum sebesar 1435,04 μmol g-1 yang dicapai pada siklus ketiga. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa konsentrasi Na+ yang tepat memegang peranan penting dalam mengoptimalkan kinerja fotokatalitik melalui peningkatan konduktivitas dan transfer muatan, sekaligus menghindari distorsi kisi TiO2 berlebihan yang berpotensi menjadi pusat rekombinasi baru dan menurunkan efisiensi produksi H2.
================================================================================================================================
The development of heterojunction photocatalysts for hydrogen (H2) production through the water decomposition reaction is a promising approach for utilizing visible light and enhancing the conversion efficiency of solar energy into chemical energy. In this study, we investigated the effect of Na+ doping through NaCl at concentrations of 1, 3, and 5 wt% on the conductivity and electron transport characteristics of the CuS/N-TiO2 composite. The presence of Na+ in the composite was confirmed by EDS mapping, shift on the 2θ on the (101) lattice plane, broadened Eg peak of anatase, and changes in the band gap energy associated with the Burstein-Moss effect indicate that the dopant likely occupies interstitial sites in the N-TiO2 lattice. Among the NaCl variations studied, 3Na-CuS/N-TiO2 exhibited the best charge transport properties, characterized by a decrease in charge transfer resistance from 82.12  103  in CuS/N-TiO2 to 49.38  103 , accompanied by suppressed electron-hole recombination, as evidenced by a significant decrease in PL spectrum intensity. After 4 h of visible light irradiation, 3Na-CuS/N-TiO2 produced 953.41 μmol g-1 of H2, far higher than CuS/N-TiO2, which reached only 360.25 μmol g-1 under the same conditions. Furthermore, 3Na-CuS/N-TiO2 maintained good photochemical stability over four consecutive usage cycles, with a maximum H2 production of 1435.04 μmol g-1 achieved in the third cycle. The results of this study indicate that the appropriate Na+ concentration plays a crucial role in optimizing photocatalytic performance by enhancing conductivity and charge transfer while preventing excessive distortion of the TiO2 lattice, which could potentially create new recombination centers and reduce H2 production efficiency.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Produksi hidrogen, heterojunction, doping natrium, reaksi dekomposisi air, energi terbarukan, hydrogen production, heterojunction, sodium doping, photocatalytic water splitting, renewable energy
Subjects:	Q Science Q Science > QD Chemistry Q Science > QD Chemistry > QD1 Oxidation-reduction reaction. Q Science > QD Chemistry > QD117.S64 Spectrophotometry Q Science > QD Chemistry > QD501 Catalysis. Catalysts. Q Science > QD Chemistry > QD716 Photocatalysis.
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Made Ayu Sawitri Dharmayanti
Date Deposited:	03 Aug 2026 01:07
Last Modified:	03 Aug 2026 01:07
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/141140

Actions (login required)

View Item