Synthesis and Characterization Titanium Dioxide (TiO2) Doped Vanadium(V) Using Solid State Method

Abstract

TiO 2 Anatase activities should be increased from the UV to the visible light photocatalytic activity of TiO 2 to increase anatas. One efforts to optimize TiO 2 anatase activity is doping by using dopant vanadium(V). Synthesis method which is used in this research is a solid reaction method. The steps being taken in this methods include grinding and heating at high temperatures. Dopant concentrations of vanadium(V) which are used in the research was 0.3%, 0.5% and 0.7%. and the characterization used is X-ray diffraction and UV-Vis Diffuse Reflectance Spectroscopy. The result shows that there are a changing of particle size, band gap energy, and absorption of TiO 2 anatas wavelength because of dopan vanadium(V) addition. While TiO 2 's structure does not change. The crystal sizes of each TiO 2 without doping, V-TiO 2 0,3%, 0,5% and 0,7% are 53.21 nm, 47.67 nm, 79.65 nm dan 68.99 nm. Band gap energy of each TiO 2 without doping, V-TiO 2 0,3%, 0,5% dan 0,7% are 3.309 eV, 3.279 eV, 3.270 eV and 3.259 eV. While wavelength absorption of each TiO 2 without doping, V-TiO 2 0,3%, 0,5% and 0,7% are 374.9 nm, 378.4 nm, 379.5 nm and 380.8 nm.Keywords: Synthesis, titanium dioxide, vanadium(V), solid state method Abstrak Aktifitas TiO 2 anatas perlu ditingkatkan dari daerah sinar UV ke daerah sinar tampak untuk meningkatkan aktifitas fotokatalis TiO 2 anatas. Salah satu upaya untuk meningkatkan aktifitas fotokatalis TiO 2 anatas tersebut adalah dengan doping mengunakan dopan vanadium(V). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan dopan vanadium(V) terhadap struktur, ukuran kristal, energi band gap dan serapan panjang gelombang TiO 2 Anatas. Metode sintesis yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode reaksi padatan. Tahapan yang dilakukan dalam metode meliputi penggerusan dan pemanasan pada suhu tinggi. Konsentrasi dopan vanadium(V) yang digunakan dalam penelitian adalah 0,3%, 0,5% dan 0,7% dan karakterisasi yang digunakan adalah difraksi sinar-X dan UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa terjadi perubahan terhadap ukuran kristal, energi band gap dan serapan panjang gelombang TiO 2 anatas akibat penambaan dopan vanadium(V). Sedangkan struktur TiO 2 anatas tidak mengalami perubahan. Ukuran kristal masing-masing TiO 2 tanpa doping, V-TiO 2 0,3%, 0,5% dan 0,7% adalah sebesar 53.21 nm, 47,67 nm, 79,65 nm dan 68,99 nm. Energi band gap masing-masing TiO 2 tanpa doping, V-TiO 2 0,3%, 0,5% dan 0,7% adalah 3,309 eV, 3,279 eV, 3,270 eV dam 3,259 eV. Sedangkan serapan panjang gelombang masing TiO 2 tanpa doping, V-TiO 2 0,3%, 0,5% dan 0,7% adalah 374,9 nm, 378,4 nm, 379,5 nm dan 380,8 nm.

Investigasi pola XRD dan ukuran kristal pada TiO2 terdoping vanadium menggunakan aplikasi VESTA

“…Visualisasi struktur kristal serta simulasi pola difraksi sinar-X menggunakan VESTA telah dilakukan oleh Restiana dan Rini pada tahun 2013 dengan menggunakan kristal keramik Perovskite Ba 1-x Sr x TiO3 dalam penelitiannya [3]. Metode karakteristik material menggunakan difraksi sinar-X secara eksperimen telah dilakukan oleh Khusnan Mustofa dalam penelitiaannya pada tahun 2014 [4]. Dalam penelitian ini dilakukan visualisasi struktur kristal dan pola difraksi sinar-X dari TiO 2 menggunakan aplikasi VESTA.…”

“…Salah satu cara untuk meningkatkan efektivitas material semikonduktor adalah dengan melakukan proses doping ion logam. Salah satu logam yang digunakan yaitu logam Vanadium (V) [4].…”

“…Sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa Vanadium dapat masuk ke dalam kristal TiO 2 (tanpa doping) menggantikan Ti. Penggunaan dopan vanadium dapat memberikan pengaruh pada pergeseran serapan cahaya dari TiO 2[4]. Penggunaan Vanadium ke dalam suatu material semikonduktor dapat mempengaruhi salah satu sifat elektronik material, yaitu band gap.…”

Sintesis Nanopartikel Titanium Dioksida (TiO2) dengan Menggunakan Ekstrak Kulit Jeruk Gunung Omeh dan Karakteristiknya

“…TGA menunjukkan terjadinya penurunan massa tahap pertama, yaitu pada TOKJ10 sebelum kalsinasi (a1) sebesar 21,8% pada suhu 85˚C, sedangkan pada TOKJ10 sesudah kalsinasi (a2) sebesar 10,9% pada suhu sekitar 60˚C. Proses ini dikaitkan dengan hilangnya molekul air yang teradsorpsi secara fisik dari permukaan nanopartikel TiO2 [27][28][29][30], dan penguapan bahan organik yang terdapat dalam ekstrak kulit jeruk yang bertanggung jawab sebagai penstabil ukuran dari nanopartikel TiO2 [31,32]. Setelah itu TOKJ10 (a1) terjadi penurunan massa pada suhu 286˚C, sedangkan TOKJ10 (a2) mengalami penurunan massa pada suhu sekitar 200˚C, yang disebabkan oleh proses pirolisis (putusnya rantai polimer) dan karbonisasi bahan biomassa dari nanopartikel TiO2 [33,34].…”