Optimasi Waktu dan Suhu Hidrotermal pada Sintesis Nanotabung TiO2 Terdoping Nitrogen untuk Aplikasi Fotokatalis

Laila Khoiriyah Lukman; Cahyorini Kusumawardani

doi:10.21831/jsd.v9i2.38969

Optimasi Waktu dan Suhu Hidrotermal pada Sintesis Nanotabung TiO2 Terdoping Nitrogen untuk Aplikasi Fotokatalis

Laila Khoiriyah Lukman, Program Studi Kimia, Jurusan Pendidikan Kimia, FMIPA, Universitas Negeri Yogyakarta, Indonesia
Cahyorini Kusumawardani, Program Studi Kimia, Jurusan Pendidikan Kimia, FMIPA, Universitas Negeri Yogyakarta, Indonesia

10.21831/jsd.v9i2.38969

Abstract

Nanotabung nitrogen-doped TiO₂ (N-TiO₂) disintesis dengan metode hidrotermal dari titanium tetra isopropoksida (TTIP) sebagai precursor Ti, etilendiamin sebagai sumber nitrogen dan etanol sebagai pelarut. Pengaruh parameter sintesis dipelajari dengan melakukan variasi suhu (110, 130, dan 150ºC) dan waktu hidrotermal (24, 48, dan 72 jam). Material hasil sintesis dikarakterisasi menggunakan XRD dan spektroskopi UV-Vis DRS. Aktivitas fotokatalitik material nanotabung N-TiO₂ diuji dalam reaksi degradasi metilen biru dilakukan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kenaikan suhu hidrotermal dan lama waktu hidrotermal menyebabkan ukuran kristal semakin besar, dan E_gmenurun. Uji fotokatalis material hasil sintesis menunjukkan hasil terbaik pada sampel hasil sintesis pada temperatur 130ºC selama 48 jam yang memiliki karakteristik strukur lebih kristalin, energi celah pita yang relatif rendah, dan mampu mendegradasi metilen biru sebesar 74,94% di bawah sinar UV.

Keywords

nanotabung N-TiO2; suhu hidrotermal; waktu hidrotermal; struktur kristal; aktivitas fotokatalis

Full Text:

PDF

References

Bavykin, D. V., Parmon, V. N., Lapkin, A. A., & Walsh, F. C. (2004). The effect of hydrothermal conditions on the mesoporous structure of TiO2 nanotubes. Journal of Materials Chemistry, 14(22), 337-341.

Camposeco, R., Castillo, S., Navarrete, J., & Gomez, R. (2016). Synthesis, characterization and photocatalytic activity of TiO2 nanostructures: Nanotubes, nanofibers, nanowires and nanoparticles. Catalysis Today, 266(1), 90-101.

Han, Z., Peng, J., Liu, L., Wang, G., Yu, F., & Guo, X. (2017). Few-layer TiO2–B nanosheets with N-doped graphene nanosheets as a highly robust anode for lithium-ion batteries. RSC Advances, 7(13), 7864-7869.

Kusumawardani, C. (2012). Pembentukan kompleks rutenium secara in situ pada TiO2 terdoping Nitrogen. Disertasi. Universitas Gajah Mada: Jurdik Kimia FMIPA.

Liu, N., Chen, X., Zhang, J., & Schwank, J. W. (2014). A review on TiO2-based nanotubes synthesized via hydrothermal method: Formation mechanism, structure modification, and photocatalytic applications. Catalysis Today, 225(1), 34-51.

Liu, S. M., Gan, L. M., Liu, L. H., Zhang, W. D., & Zeng, H. C. (2002). Synthesis of single-crystalline TiO2 nanotubes. Chemistry of Materials, 14(3), 1391-1397.

Pookmanee, P., Promwanna, K., Narong, K., Thanachayanont, C., Junin, C., Ananpattarachai, J., & Phanichphant, S. (2018). Titanium Dioxide Doped with Nitrogen Nanopowder Prepared by Hydrothermal Method. In Solid State Phenomena (Vol. 283, pp. 167-172). Trans Tech Publications Ltd.

Prodjosantoso, A. K., Farrasiya, I. S., Budiasih, K. S., & Utomo, M. P. (2019). The Use of Silica Supported Nickel-Copper Oxide Catalyst for Photodegradation of Methylene Blue. Oriental Journal of Chemistry, 35(4), 1414-1420.

Scarpelli, F., Mastropietro, T. F., Poerio, T., & Godbert, N. (2018). Mesoporous TiO2 thin films: State of the art. Titanium Dioxide-Material for a Sustainable Environment, 508(1), 135-142.

Sutrisno, H. (2012). Tranformasi polimorfik dan karakterisasi mikrostruktur fasa TiO2 yang dihasilkan melalui kalsinasi nanopita hidrogen titanat. Jurnal Sains Dasar, 1(1), 2-7.

Yang, J., Du, J., Li, X., Liu, Y., Jiang, C., Qi, W., & Peng, H. (2019). Highly hydrophilic TiO2 nanotubes network by alkaline hydrothermal method for photocatalysis degradation of methyl orange. Nanomaterials, 9(4), 526-533.

Zavala, M. Á. L., Morales, S. A. L., & Ávila-Santos, M. (2017). Synthesis of stable TiO2 nanotubes: effect of hydrothermal treatment, acid washing and annealing temperature. Heliyon, 3(11), e00456.

Ramadhy, W. F., Rahmalia, W., & Usman, T. (2020). Preparasi dan karakterisasi komposit TiO2/Metakaolin teraktivasi KOH dalam upaya menurunkan energi celah pita pada anoda TiO2. Positron, 10(1), 19-26.

DOI: https://doi.org/10.21831/jsd.v9i2.38969