Sintesis dan karakterisasi fotokatalis TiO2 terdoping Vanadium (V) dengan metode kombinasi reaksi padatan-sonikasi

INDONESIA: Air merupakan salah satu komponen utama lingkungan yang dalam al Quran disebutkan sebagai sumber kehidupan (Q.s al Anbiya’ (21) : 30). Memelihara, mempertahankan, meningkatkan kelestarian lingkungan yang merupakan bagian dari bumi adalah tugas manusia sebagai makhluk yang ditunjuk oleh Allah untuk menja di wakil-Nya di bumi (khalifatullah fi al ‘ardh), seperti yang disebutkan dalam al Quran surat Hud (11) ayat 61. Air dilindungi dari segala hal yang dapat membuatnya menjadi berbahaya seperti limbah zat warna. Industri tekstil dan produk tekstil sebagai pengguna zat warna harus mengolah terlebih dahulu limbah yang dihasilkan agar menjadi relatif aman bagi lingkungan perairan. Metode pengolahan limbah yang sedang dikembangkan saat ini adalah metode fotodegradasi dengan bantuan fotokatalis. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis dan mengkaraterisasi fotokatalis TiO2 yang ditambahkan (doping) logam vanadium (V). Metode sintesis yang digunakan dalam penelitian ini adalah reaksi padatan-sonikasi. Pencampuran dan penggerusan dilakukan dengan mortar agate. Suhu kalsinasi yang digunakan adalah 500 ˚C dan semua proses diulang sebanyak 2 kali. Pemberian perlakuan ultrasonik (gelombang ultrasonik, v = 40 kHz) pada padatan hasil sintesis menggunakan cleaning bath ultrasonic secara tidak langsung melalui medium cair (akuademin dan etanol). Karakterisasi struktur dilakukan dengan XRD, analisis daerah serapan sinar energi band gap dilakukan dengan Spektroskopi Diffuse Reflectans UV Vis. Ketiga material V-TiO2 yang dihasilkan dalam penelitian ini memiliki fasa anatas. Doping vanadium mengakibatkan pergeseran sudut difraksi, perubahan intensitas puncak, perubahan parameter sel dan pengurangan ukuran partikel. Energi band gap TiO2 juga menjadi lebih kecil yang mengindikasikan bahwa TiO2 (V-TiO2) mampu menyerap sinar dengan panjang gelombang yang lebih besar. Energi band gap untuk material TiO2, 0,3 % V-TiO2; 0,5 % V-TiO2 dan 0,7 % V-TiO2 secara berurutan adalah 3,295; 3,278; 3,274 dan 3,274 eV ENGLISH: Water is an essential component of environments and has been mentioned in al Qur’an as a source of life (Q.s al Anbiya’ (21) : 30). Protect, defend, evolve the eternal of environment are the duty of man as khalifatullah fi al ‘ardh (representative of Allah in earth), like mentioned in al Qur’an surah Hud (11) : 61. Dye pollutants produced from the textile industries are becoming a major source of environmental contamination. The method that is developing for the treatment of dye-containing is photodegradation with photocatalyst as accelerator of reaction. This research was aimed to synthesize and characterize TiO2photocatalyst doped vanadium (V). The synthesis method was solid state reaction-sonication. Mixing and braying was conducted in agate mortar. The calcined temperature was 500 oC and all of process was repeated for two times. Sonication method refer to treatment of ultrasonic wave (v= 40 kHz) in indirect cleaning bath ultrasonic using liquid medium (aquademin and ethanol). Characterization of structure was performed using XRD and light absorption property and band gap energy was conducted using Diffuse Reflectans UV Vis Spectroscopy. For all doping sample, the XRD patterns show only anatase TiO2 peaks. Compared with the spectrum of pure titania, the downshift was clearly observed in the series of V/TiO2. Change in intensity of peak and cell parameter was also observed, which indicated the vanadium incorporation into the TiO2 host lattice. Band gap energy of doping samples are smaller than undoped TiO2, which indicated that the doping sample can absorb light with greater wavelength. The band gap energy of TiO2 and sample dopings 0,3 % V-TiO2; 0,5 % V-TiO2dan 0,7 % V-TiO2 respectively are 3,295; 3,278; 3,274 and 3,274 eV