View
217
Download
0
Category
Tags:
Preview:
DESCRIPTION
Persiapam nanostruktur TiO2 sebagai Fotokatalis dengan kontrol suhu dan pH
Citation preview
Preparation of nanostructured -based photocatalyst by controlling the calcining temperature and pH
“Persiapan dari nanostruktur sebagai fotokatalis dengan kontrol suhu kalsinasi dan pH”
Oleh Mohammed Jasim Uddin, Md Akhtarull Islam, Sheik Ariful Haque, Saidul Hasan, Mohammad Shaiful Alam Amin and Mohammed Mastabur Rahman.Uddin et al. International Nano Letters 2012, 2:219http://www.inl-journal.com/content/2/19
Fahyurinda Erviarismana130322615545
Latar Belakang
Titanium dioksida () merupakan material yang sangat menjanjikan serta secara luas dapat digunakan dalam berbagai aplikasi seperti disinfection, pengobatan medis, pemurnian lingkungan, dan sel surya, hal ini dikarenakan memiliki aktivitas fotokatalitik yang tinggi, sensitifitas gas yang sangat baik, serta memiliki sifat dielektrik
dapat disintesis ke dalam berbagai bentuk seperti nanoporous material, nanopartikel, nanowires, nanorods, nanotubes serta nanofibers dengan menggunakan metode preparasi yang berbeda. Ukuran dari nanokristal kurang dari 10 nm.
Teknologi oksidasi fotokatalitik sering digunakan untuk degradasi lengkap pada micropollutans organik (pewarna) dalam air dengan memanfaatkan sinar matahari dan radiasi ultraviolet sebagai sumber energi
Tujuan
Menguji aktifitas fotokatalitik dari yang disintesis pada methylene blue (MB) dan congo red (CR), pewarna reaktif yang sebagian besar digunakan dalam industri pengolahan tekstil
Menguji degradasi kinetik dari fotokatalitik dengan menggunakan beberapa model
Untuk mengetahui tingkat pH dimana laju reaksi dan hasil reaksi dari fotokatalitik dapat diterima pada degradasi fotokatalitik
BAHAN: Titanium (IV) isopropoxide Alfa Aesar, USA 2-propanol Alfa Aesar Methylene Blue (MB) Merck, Germany Congo Red (CR) Merck Air yang telah disuling sebanyak 3x Laboratory P25 Degussa, Germany
(digunakan sebagai referensi fotokatalis dalam penelitian ini)
Sintesis Menggunakan metode sol-gel
Air deionisasi 24,13 mL
2-propanol 102,34 mLDitambahkan pada
Leher reaktor ditutup dengan stopper karet
Prekursor alkoksida 50 mL
Ditetesi selama 4 jam
Magnetic stirer selama 24 jam pada suhu kamar
diaduk
Terbentuk suspensi koloid 175 mL
Menghilangkan kelebihan air dan alkohol
Evaporator rotary selama 7 hari, suhu kamar, tekanan 10 kPa
Terbentuk 20 gram titania
Percobaan Fotokatalitik0,5 gram
Dikalsinasi dengan variasi suhu 450°C, 550°C , 650°C
Dimasukkan crusible
Menghasilkan spektrum yang mirip dengan sinar matahari (ultraviolet-
radiasi inframerah) sekitar 295-3000 nm
Di iradiasi dalam larutan 308 Kmenggunakan Lampu SOL 21.500
Larutan encer MB dan CR Sampel
Labu volumetrik
Diaduk selama 2 sampai 3 menit
Ditempatkan dibawah solar-like light
Spektrum UV-vis
Teknik Karakterisasi
SEM Hitachi-4800 emisi lapangan mikroskop (Hitachi Ltd, Tokyo, Jepang)
TEM JEOL 2010 (JEOL Ltd, Akishima, Tokyo, Jepang) EDS (energi dispersive spectroscopic) (OXFORD Instrumen,
Oxfordshire, Inggris) XRD menggunakan Bruker D5000 difraktometer (Bruker Daltonik
GmbH, Bremen, Jerman) UV-VIS
Model Kinetik Fotokatalitik Model orde nol secara umum dinyatakan sebagai:
Model orde pertama menyatakan degradasi fotokatalitik, dinyatakan sebagai:
Model difusi parabola memaparkan degradasi pengendalian difusi fotokatalitik, dinyatakan sebagai:
Model modifikasi Freundlich menjelaskan data eksperimen pada pertukaran ion molekul dan proses pengendalian-difusi, dinyatakan sebagai:
Dengan menyatakan konsentrasi pewarna pada waktu iradiasi 0 dan t, dan k adalah laju konstan
Hasil Analisis SEM
Hasil sem pada nanopartikel dengan menggunakan metode sol-gel pada suhu ruang (C)
Nanopartikel berkisar antara 50 – 100 nm
TEM
Nanopartikel berkisar antara 50 – 100 nm
Analisis EDS
XRD
Kurva 1 dan kurva 2 menunjukkan tiga puncak pada fase anatase yang luas dan satu puncak yang intens di 38.0°, 47.5°, 54.20°, dan 25.1°
Kurva 3 pada fase rutil menunjukkan jumlah tertentu (12.2%) dengan ukuran partikel yang rellatif lebih besar (sekitar 17-20 nm) karena sampel pada kalsinasi suhu tertinggi (659°C)
UV-vis
Degradasi Fotokatalitik
Semakin tinggi suhu yang digunakan dalam proses degradasi fotokatalitik maka akan membutuhkan waktu yang relatif lebih lama
Data eksperimen dianalisis dengan empat jenis model kinetik
= koefisien korelasiK = laju degradasi fotokatalitik konstan
Pengaruh pH pada kinetika degradasi
tingkat degradasi fotokatalitik meningkat ketika pH juga meningkat, efek ini dikaitkan dengan variasi alam dan kepadatan muatan pada permukaan katalis dengan perubahan pH larutan.
Kesimpulan
Nanopartikel yang disintesis secara efektif dapat menghilangkan MB (98%) dan CR (98%) di bawah sinar UV. Selain itu, fotokatalis yang dapat berhasil pulih setelah tereksposisi dibawah iradiasi sinar UV karena kapasitas dari proses fotokatalitik untuk senyawa mineral organik dengan mengubahnya menjadi karbon dioksida, air, dan ion berbahaya. Dari percobaan ini, jelas bahwa semakin tinggi suhu kalsinasi nanopartikel yang disintesis, degradasi fotokatalitik kurang efisien karena penampilan dari fase rutil pada nanopartikel , yang tidak menguntungkan. Hal ini juga ditemukan pada model modifikasi Freundlich yang menjelaskan proses degradasi sangat baik pada pH yang tinggi.
Recommended