Sintesis material heterojunction Bi4Ti3O12/TiO2 dengan metode sonikasi

INDONESIA : Bi4Ti3O12 adalah salah satu material berstruktur Aurivillius lapis tiga yang dilaporkan mempunyai sifat fotokatalis akan tetapi mempunyai kelemahan yaitu mempunyai laju rekombinan hole-electron yang cepat. Untuk mengatasi hal tersebut bisa dengan membuat material komposit heterojunction antara Bi4Ti3O12 dengan material fotokatalis lainnya. Dalam penelitian ini disintesis material heterojunction Bi4Ti3O12/TiO2 menggunakan metode sonikasi dengan perbandingan mol 1/1, 1/2, 1/4, dan 1/6. Senyawa Bi4Ti3O12 disintesis dengan metode reaksi keadaan padatan dengan prekursor Bi2O3 dan TiO2. Sintesis heterojunction Bi4Ti3O12/TiO2 dengan metode sonikasi dilakukan menggunakan ultrasonic cleaning bath. Sedangkan karakterisasi sampel menggunakan X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM), UV-Vis Diffuse Reflectance Spectroscopy (DRS) dan uji aktivitas dilakukan dengan pengukuran kemampuan material Bi4Ti3O12/TiO2 untuk mendegradasi polutan senyawa metilen biru. Difraktogram Bi4Ti3O12 hasil sintesis mempunyai kesesuaian dengan standar, dan tidak adanya pengotor yang ditandai dengan tidak ditemukan puncak-puncak baru. Difraktogram Bi4Ti3O12/TiO2 dengan perbandingan mol 1/1, 1/2, 1/4, dan 1/6 diperoleh hasil bahwa sampel mengandung (a) Bi4Ti3O12, (b) TiO2 anatas, (c) TiO2 rutil, dan ditemukan pengotor berupa Bi12TiO20. Dari gambar SEM diperoleh bahwa ukuran partikel yang dihasilkan dengan metode sonikasi ini memiliki ukuran sekitar 200-350 nm. Dari data DRS diperoleh bahwa nilai energi celah pita material heterojunction lebih kecil dibandingkan celah pita material TiO2 anatas (3,2 eV) dan lebih besar dibandingkan dengan nilai energi celah pita Bi4Ti3O12 (2,95 eV). Hal ini mengindikasikan bahwa perbandingan mol komposisi mempengaruhi nilai energi celah pita material heterojunction Bi4Ti3O12/TiO2. Dari uji aktivitas diperoleh bahwa aktivitas fotokatalik dari material Bi4Ti3O12/TiO2 terbaik dengan % photodegradasi 31,2094 terdapat pada material dengan komposisi Bi4Ti3O12/TiO2 (1/4) dengan energi celah pita sebesar 3,04 eV. ENGLISH : Bi4Ti3O12 is one of the three-layer Aurivillius structures reported to have photocatalyst properties but has the disadvantage of having a fast recombinant hole-electron rate. To overcome this problem, we can make a heterojunction composite material between Bi4Ti3O12 and other photocatalyst materials. In this study synthesis material heterojunction Bi4Ti3O12/TiO2 using sonication method with moles of 1/1, 1/2, 1/4, and 1/6. Synthesis Bi4Ti3O12 compound by the solid state reaction method with the precursors of Bi2O3 and TiO2. Synthesis of material Heterojunction Bi4Ti3O12/TiO2 by sonication method do use ultrasonic cleaning bath. While the sample characterization using X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM), UV-Vis Diffuse Reflectance Spectroscopy (DRS) and activity tests do by measuring the ability of Bi4Ti3O12/TiO2 material to degrade methylene blue compound pollutants The synthesis diffraction pattern Bi4Ti3O12 has conformance to the standard, and the absence of impurities indicated by no new peaks is found. Diffractogram Bi4Ti3O12/TiO2 with a mole ratio of 1/1, 1/2, 1/4, and 1/6 shows that the sample contains (a) Bi4Ti3O12, (b) TiO2 anatas, (c) TiO2 rutile, and Bi12TiO20 impurity From the SEM image it was found that the particle size produced by the sonication method has a size of about 200-350 nm. From the DRS data, it is found that the bandgap energy values of heterojunction material are smaller than the TiO2 material band gap (3.2 eV) and greater than the band gap energy value of Bi4Ti3O12 (2.95 eV). This indicates that the composition mole ratio affects the bandgap energy value of the heterojunction material Bi4Ti3O12/TiO2. From the activity test, obtained that the best photocatalytic activity of materials Bi4Ti3O12/TiO2 with % photodegradation 31.2094 there are on materials composition Bi4Ti3O12/TiO2 (1/4) with band gap energy at 3,04 eV