Akhsan Pradana, Ricko (2021) Studi Pengaruh Rasio Dopan Fe2O3 dan Temperatur Kalsinasi Terhadap Karakteristik Komposit TiO2/Fe2O3 sebagai Material Fotokatalis. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Pewarna sintesis dalam penggunaanya di industri manufaktur tekstil mengalami peningkatan, hal ini berakibat pada peningkatan limbah sebagai hasil dari proses produksi. Salah satu teknologi alternatif remediasi limbah yang saat ini banyak dikembangkan adalah proses degradasi fotokatalitik. TiO2 dalam aplikasinya saat ini tengah banyak dikaji sebagai material fotokatalis. Namun besarnya energi celah pita yang dimiliki oleh TiO2 mengakibatkan material ini hanya dapat bekerja pada spektrum cahaya tak tampak. Penggunaan spektrum cahaya tak tampak ini menyebabkan semakin besarnya kebutuhan akan konsumsi energi. Oleh karena itu, perlu dilakukan optimalisasi peningkatan performa fotokatalis sehingga TiO2 dapat bekerja pada daerah spektrum cahaya tampak. TiO2 dilakukan optimalisasi dengan mengkompositkannya menggunakan material doping yaitu Fe2O3 pada variasi 0%; 1%; 2%; dan 3% (wt/wt Ti (IV) isopropoxide). Sintesis komposit TiO2/Fe2O3 menggunakan metode sol gel dengan TTIP sebagai prekursor Ti dan etanol sebagai pelarut. Proses homogenisasi Fe2O3 di dalam fase cair TTIP menggunakan ultrasonic homogenizer selama 60 menit. Komposit kemudian dikalsinasi pada berbagai variasi temperatur yaitu 200, 400, dan 600 ºC untuk mengetahui struktur fase dan ukuran kristal. Komposit TiO2/Fe2O3 dilakukan uji karakterisasi berupa XRD, SEM-EDX dan DRS. Pada penelitian ini, untuk mengetahui efektivias dari komposit TiO2/Fe2O3 yang telah dibuat, dilakukan uji performa menggunakan MO sebagai model pada limbah tekstil pada iradiasi spektrum cahaya tampak dan tak tampak (non-visile light) selama 180 menit. Hasil uji XRD menunjukkan belum ada indikasi terbentuknya fase kristal pada kalsinasi 200 ºC. Fase kristal mulai terlihat pada variasi kalsinasi 400 ºC dan 600 ºC yang secara berturut-turut menunjukkan persentase fase anatas sebesar 72,78% dan 78,83% serta ukuran kristal secara berturut-turut sebesar 26,06 nm dan 38,23 nm. Dari analisa DRS diperoleh harga energi celah pita (Eg) pada variasi 0; 1; 2; dan 3% dopan Fe2O3 pada kalsinasi 600 ºC secara berturut-turut adalah 3,35; 3,28; 3,24; dan 2,96 eV. Hasil degradasi fotokatalitik menggunakan cahaya tampak menunjukkan kecenderungan peningkatan persentase degradasi akhir (t=180 menit) seiring dengan meningkatnya komposisi dopan Fe2O3; sedangkan kecenderungan berbeda ditunjukkan oleh penggunaan spektrum cahaya tampak dalam degradasi fotokatalitik MO. Dari hasil tersebut, penambahan dopan Fe2O3 mampu menggeser daerah serapan material TiO2 ke arah sinar tampak; dengan efektivitas degradasi MO terbaik sebesar 77,26% pada variabel 3%-600 ºC komposit TiO2/Fe2O3.
English Abstract
Synthetic dyes in the textile manufacturing industry have increased, which causes an increase of waste as a result of the production process. One of the alternative waste remediation technologies currently being developed is the photocatalytic degradation process. Application of TiO2 is currently being studied as a photocatalyst material. However, the high value of TiO2 band gap energy means that this material can only work on the non-visible light spectrum area which causes a greater requirement for energy consumption. Therefore, it is necessary to optimize the performance improvement of photocatalyst so TiO2 material can work on the visible light spectrum area. TiO2 optimization was carried out by composite using a doping materials Fe2O3 at a 0%; 1%; 2%; and 3% (wt/wt Ti (IV) isopropoxide) variation. Synthesis of TiO2/Fe2O3 composite used the sol gel method with TTIP as the Ti precursor and ethanol as solvent. The homogenization process of Fe2O3 particles in the TTIP liquid phase used an ultrasonic homogenizer for 60 minutes. In this study, to determine the phase structure and crystallite size, calcination temperature was given at 200, 400, and 600 ºC points. TiO2/Fe2O3 composite were tested for XRD, SEM-EDX and DRS characterization. To determine the effectiveness of TiO2/Fe2O3 composites that have been made, a performance testing was carried out using MO as a model for textile waste. The performance testing is carried out on irradiation on visible and non-visible light spectrum for 180 minutes. The XRD analysis shows that there was no indication of the crystalline phase formation at the 200 ºC calcination temperature. Crystal phase began to appear on variations of calcination at 400 ºC and 600 ºC which showed the percentage of anatase phase are 72.78% and 78.83% respectively; the crystallite size was obtained at 26.06 nm and 38.23 nm respectively. From DRS analysis, the bandgap energy (Eg) at 0; 1; 2; and 3% dopant Fe2O3 variations in 600 ºC calcination were obtained at 3.35; 3.28; 3.24; and 2.96 eV respectively. The result of photocatalytic degradation using non-visible light (UV) show an increasing percentage at the final degradation (t=180 minutes) along with the increase of Fe2O3 composition; while a different pattern was shown by the use of nonvisible light spectrum on MO photocatalytic degradation. From these results, the addition of Fe2O3 dopants was able to shift the TiO2 absorption area being on visible light; with the best effectiveness of MO photocatalytic degradation reach at 77.26% in 3%-600 ºC TiO2/Fe2O3 composite.
Other obstract
-
| Item Type: | Thesis (Sarjana) |
|---|---|
| Identification Number: | 660 |
| Uncontrolled Keywords: | Fotokatalitik, Eg, struktur fase, TiO2/Fe2O3, ukuran kristal, Crystallite size, Eg, phase structure, photocatalytic, TiO2/Fe2O3 |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 660 Chemical engineering and related technologies |
| Divisions: | Fakultas Teknik > Teknik Kimia |
| Depositing User: | Unnamed user with email gaby |
| Date Deposited: | 22 Oct 2021 05:55 |
| Last Modified: | 27 Sep 2024 07:18 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/185005 |
![[thumbnail of Ricko Akhsan.pdf]](http://repository.ub.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text
Ricko Akhsan.pdf Download (5MB) |
Actions (login required)
 |
View Item |