Sol-Gel Synthesis of N-Doped Mesoporous TiO₂ with High Crystallinity and High Visible Light Photocatalytic Activity

Abstract

N-doped mesoporous TiO2 with high surface area and crystallinity were synthesized by sol-gel method using polyacrylamide (PAM) and polyethylene glycol (PEG) as the complex templates. The resulting materials were characterized by XRD, TEM, N2 adsorption-desorption, and UV-Vis spectroscopy. It is found that when the weight ratio of PAM and PEG is 1:4, the sample, prepared at 600 °C in nitrogen and at 500 °C in air, is anatase phase and has high surface area and crystallinity. The particle size and pore size of the sample are about 10 nm and 17 nm respectively. Compared with that of the undoped mesoporous TiO2, the absorption band edges of N-doped samples exhibit an evident red-shift. The results of the photocatalytic degradation of methyl orange (MO) show that N-doped sample appears to have higher photocatalytic activity under visible light than undoped sample.

SINTESIS LAPISAN TIPIS TiO2 BERPORI YANG DIMODIFIKASI OLEH NITROGEN DENGAN METODE PEROKSO SOL-GEL, KARAKTERISASI DAN APLIKASINYA SEBAGAI MATERIAL PEMBERSIH DIRI (SELF CLEANING MATERIAL)

“…Gambar 5 merupakan hasil SEM yang menunjukkan bahwa sampel lapisan tipis N/TiO 2 /PEG-2.1 memiliki permukaan yang lebih berpori dibandingkan dengan lapisan tipis N/TiO 2 tanpa penambahan PEG. Adanya struktur berpori ini menyebabkan luas permukaan sampel menjadi lebih besar sehingga mampu memberikan pengaruh yang baik terhadap aktivitas fotokatalitiknya [18] . .…”

“…Hal ini disebabkan oleh adanya modifikasi atom nitrogen pada kristal TiO 2 [15] . Selain itu, faktor adanya struktur berpori yang menyebabkan luas permukaan menjadi lebih besar juga dapat meningkatkan aktivitas fotokatalitik dari lapisan tipis tersebut [18] . Faktor-faktor inilah yang mendukung sampel lapisan tipis N/TiO 2 /PEG-2.1 memiliki aktivitas fotokatalitik yang paling tinggi dibandingkan dengan sampel lapisan tipis yang lain yaitu dengan persentase degradasi asam stearat sebesar 87,86%.…”