PENGARUH KONSENTRASI Co, SUHU KALSINASI, DAN pH PADA SINTESIS Co-DOPED TiO2 DENGAN METODE SOL GEL
Total View This Week59
Total View This Week59
Institusion
Universitas Gadjah Mada
Author
Subject
S2 Ilmu Kimia
Datestamp
2019-07-16 00:00:00
Abstract :
(ABSTRAKSI) Telah dilakukan sintesis Co-doped TiO2 (Co-TiO2) menggunakan metode sol gel. Preparasi dengan metode sol gel dilakukan dengan mencampurkan titanium (IV) isopropoksida (TTIP) dalam etanol dan garam CoCl2.6H2O dengan variasi konsentrasi 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3% b/b. Variasi suhu dilakukan dengan menggunakan konsentrasi dopan Co 3% (b/b) kemudian dikalsinasi dengan variasi suhu 300, 400, 500, 600 dan 700oC. Variasi pH larutan konsentrasi dopan Co 3% dilakukan dengan penambahan asam atau basa untuk mengatur pH pada variasi 1,5; 3; 5, 7, dan 9. Sebagai eksperimen kontrol, disintesis TiO2 murni dengan metode yang sama tanpa penambahan garam CoCl2.6H2O. Seluruh sampel dikarakterisasi menggunakan Diffuse Reflectance UV-Visible Spectroscopy (DR-UV), X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive X-Ray (SEM EDX), X-Ray Fluoresence (XRF) dan Transmission Electron Microscopy (TEM). Berdasarkan hasil DR-UV, semua material Co-TiO2 variasi konsentrasi mengalami pergeseran serapan ke daerah sinar tampak dengan nilai energi celah pita (Eg) yang lebih kecil dari TiO2. Eg paling kecil ditunjukkan oleh konsentrasi dopan Co sebesar 3% (b/b) dengan Eg sebesar 3,06 eV. Dari hasil XRD diketahui bahwa semakin tinggi suhu kalsinasi maka fasa kristal akan berubah menjadi fasa rutile yang mengakibatkan ukuran kristal meningkat. Ion Co2+ yang telah masuk ke dalam TiO2 dibuktikan dengan terdeteksinya Co pada hasil SEM EDX (0,49% atom) dan XRF (1,2%). Variasi pH akan mempengaruhi jumlah spesies Co2+ yang terbentuk sehingga akan mempengaruhi Eg Co-TiO2 yang dihasilkan. Dari TEM diketahui bahwa Co-TiO2 mempunyai ukuran partikel lebih kecil daripada TiO2 (17,01 nm) yaitu sebesar 11,88 nm. Dari semua karakterisasi yang dilakukan, material Co-TiO2 yang disintesis menggunakan sol gel memiliki karakter yang lebih baik dari TiO2 murninya. Kata Kunci: Co-TiO2, sol gel, konsentrasi dopan, suhu kalsinasi , pH (ABSTRACT) Synthesis of Co-doped TiO2 (Co-TiO2) was carried out using sol-gel method. Preparation of the sol-gel method was done by mixing titanium isopropoxide (TTIP) with ethanol and CoCl2.6H2O with various concentrations of 0.5;1.0; 1.5; 2.0; 2.5; 3.0 wt%. The variations of calcination temperature were done by using Co dopant 3 wt% at 300, 400, 500, 600 and 700°C. The variations pH solution of 3% Co dopant were done by adding the acid or base to adjust the pH at 1.5; 3; 5; 7 and 9. As control experiment, undoped TiO2 was synthesized using the same method without CoCl2.6H2O addition. All samples were characterized by Diffuse Reflectance UV-Visible Spectroscopy (DR-UV), X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive X-Ray (SEM EDX), X-Ray Fluoresence (XRF) and Transmission Electron Microscopy (TEM). The DR-UV results, all Co-TiO2 samples with various concentrations have better absorption in the visible light and a smaller band gap than that of undoped TiO2. The smallest band gap was obtained by the concentration of Co 3% wt% dopant with the Eg of 3.06 eV. The XRD result showed that the higher temperature of calcination resulted in the transformation of crystal phase into rutile phase that will lead to the increase of crystal size. Co2+ ion has been successfully doped into TiO2 that confirmed by the detection of Co on the SEM EDX (0.49% atom) and XRF (1.2%). Variation in pH will affect the number of Co2+ species formed thus will affect the Eg value of Co-TiO2. TEM results showed that particle size of Co-TiO2 powder (11.88 nm) has smaller than TiO2 (17.01 nm). From all characterized samples, it could be concluded that Co-TiO2 materials synthesized by sol gel method have a better character than undoped TiO2. Keywords: Co-TiO2, sol gel, dopant concentration, calcination temperature, pH
(ABSTRAKSI) Telah dilakukan sintesis Co-doped TiO2 (Co-TiO2) menggunakan metode sol gel. Preparasi dengan metode sol gel dilakukan dengan mencampurkan titanium (IV) isopropoksida (TTIP) dalam etanol dan garam CoCl2.6H2O dengan variasi konsentrasi 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3% b/b. Variasi suhu dilakukan dengan menggunakan konsentrasi dopan Co 3% (b/b) kemudian dikalsinasi dengan variasi suhu 300, 400, 500, 600 dan 700oC. Variasi pH larutan konsentrasi dopan Co 3% dilakukan dengan penambahan asam atau basa untuk mengatur pH pada variasi 1,5; 3; 5, 7, dan 9. Sebagai eksperimen kontrol, disintesis TiO2 murni dengan metode yang sama tanpa penambahan garam CoCl2.6H2O. Seluruh sampel dikarakterisasi menggunakan Diffuse Reflectance UV-Visible Spectroscopy (DR-UV), X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive X-Ray (SEM EDX), X-Ray Fluoresence (XRF) dan Transmission Electron Microscopy (TEM). Berdasarkan hasil DR-UV, semua material Co-TiO2 variasi konsentrasi mengalami pergeseran serapan ke daerah sinar tampak dengan nilai energi celah pita (Eg) yang lebih kecil dari TiO2. Eg paling kecil ditunjukkan oleh konsentrasi dopan Co sebesar 3% (b/b) dengan Eg sebesar 3,06 eV. Dari hasil XRD diketahui bahwa semakin tinggi suhu kalsinasi maka fasa kristal akan berubah menjadi fasa rutile yang mengakibatkan ukuran kristal meningkat. Ion Co2+ yang telah masuk ke dalam TiO2 dibuktikan dengan terdeteksinya Co pada hasil SEM EDX (0,49% atom) dan XRF (1,2%). Variasi pH akan mempengaruhi jumlah spesies Co2+ yang terbentuk sehingga akan mempengaruhi Eg Co-TiO2 yang dihasilkan. Dari TEM diketahui bahwa Co-TiO2 mempunyai ukuran partikel lebih kecil daripada TiO2 (17,01 nm) yaitu sebesar 11,88 nm. Dari semua karakterisasi yang dilakukan, material Co-TiO2 yang disintesis menggunakan sol gel memiliki karakter yang lebih baik dari TiO2 murninya. Kata Kunci: Co-TiO2, sol gel, konsentrasi dopan, suhu kalsinasi , pH (ABSTRACT) Synthesis of Co-doped TiO2 (Co-TiO2) was carried out using sol-gel method. Preparation of the sol-gel method was done by mixing titanium isopropoxide (TTIP) with ethanol and CoCl2.6H2O with various concentrations of 0.5;1.0; 1.5; 2.0; 2.5; 3.0 wt%. The variations of calcination temperature were done by using Co dopant 3 wt% at 300, 400, 500, 600 and 700°C. The variations pH solution of 3% Co dopant were done by adding the acid or base to adjust the pH at 1.5; 3; 5; 7 and 9. As control experiment, undoped TiO2 was synthesized using the same method without CoCl2.6H2O addition. All samples were characterized by Diffuse Reflectance UV-Visible Spectroscopy (DR-UV), X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive X-Ray (SEM EDX), X-Ray Fluoresence (XRF) and Transmission Electron Microscopy (TEM). The DR-UV results, all Co-TiO2 samples with various concentrations have better absorption in the visible light and a smaller band gap than that of undoped TiO2. The smallest band gap was obtained by the concentration of Co 3% wt% dopant with the Eg of 3.06 eV. The XRD result showed that the higher temperature of calcination resulted in the transformation of crystal phase into rutile phase that will lead to the increase of crystal size. Co2+ ion has been successfully doped into TiO2 that confirmed by the detection of Co on the SEM EDX (0.49% atom) and XRF (1.2%). Variation in pH will affect the number of Co2+ species formed thus will affect the Eg value of Co-TiO2. TEM results showed that particle size of Co-TiO2 powder (11.88 nm) has smaller than TiO2 (17.01 nm). From all characterized samples, it could be concluded that Co-TiO2 materials synthesized by sol gel method have a better character than undoped TiO2. Keywords: Co-TiO2, sol gel, dopant concentration, calcination temperature, pH
Download
book
BibTex
Latex, Jabref
cloud_download
Original Resource
url resource Institution
