Pengaruh Jenis Prekursor dan Suhu Kalsinasi terhadap Karakteristik Komposit TiO2-SiO2 dan Aplikasinya dalam Degradasi Rhodamin B

Abstract

Rhodamin B merupakan zat warna yang membayakan jika terpapar langsung sehingga perlu pengolahan khusus. Salah satu upaya pengolahannya adalah dengan fotodegradasi menggunakan material semikonduktor dan radiasi sinar ultraviolet. Titanium dioksida (TiO₂) merupakan fotokatalis yang sangat baik dan dengan substrat SiO₂ dapat menyediakan situs adsorpsi yang dapat mendukung TiO₂ dalam mendegradasi senyawa organik. Telah dilakukan penelitian tentang sintesis fotokatalis komposit TiO₂-SiO₂ untuk: (i) mengetahui pengaruh jenis prekursor TiO₂ dan suhu kalsinasi terhadap karakteristik komposit TiO₂-SiO₂, (ii) mengetahui pengaruh pH larutan awal terhadap degradasi zat warna rhodamin B oleh komposit TiO₂-SiO₂. Komposit disintesis dengan metode sol-gel menggunakan titanium (IV) isopropoksida, titanium (IV) butoksida sebagai prekursor TiO_2, dan tetraorthosilikat sebagai prekursor SiO₂. Proses kalsinasi dilakukan pada suhu 500, 600 dan 700°C. Hasil karakterisasi XRD menunjukkan komposit TiO₂-SiO₂amorf, SiO₂ berfungsi sebagai host dari TiO₂. Hasil karakterisasi DR-UV menunjukkan komposit TiO₂-SiO₂ memiliki nilai band gap terkecil sebesar 3,34 eV. Hasil karakterisasi FTIR menunjukkan ikatan Si-O-Si, Si-O-Ti dan Ti-O pada bilangan gelombang 1083,61 cm^-1; 951,89 cm^-1; dan 660,62 cm^-1. Hasil uji degradasi rhodamin B menunjukkan komposit TiO₂-SiO₂ yang disintesis menggunakan TiIPP dan suhu kalsinasi 600°C memiliki aktivitas fotokatalitik tertinggi dengan pesentase degradasi sebesar 56,63% dan menunjukkan aktivitas fotokatalitik tertinggi pada pH 9 sebesar 60,92% selama 3 jam.

Rhodamine B is a coloring substance that endangers if exposed directly so that special processing is needed. One of the processing efforts is by photodegradation using semiconductor materials and ultraviolet radiation. Titanium dioxide (TiO₂) is a very good photocatalyst and with SiO₂ substrate can provide adsorption sites that can support TiO2 in degrading organic compounds. The research of the synthesis of TiO₂-SiO₂ photocatalyst composite has been done. The aims of this research is to: (i) study the effect of TiO₂ precursor and the calcination temperature of the TiO₂-SiO₂ composite characteristics, (ii) the effect  of  initial  pH  of  solution  to  the  degradation  of  rhodamine  B  dye  by TiO₂-SiO₂ composite. Synthesis of composite prepared by sol-gel method using titanium (IV) isopropoxide, titanium (IV) butoxide as a precursor of TiO₂, and tetraorthosilicate as a precursor of SiO₂. Calcination process at a temperature of 500, 600 and 700°C. XRD characterization results indicate TiO₂-SiO₂ composite amorphous and amorphous SiO₂ which functions as host of TiO₂. DR-UV characterization results that TiO₂-SiO₂ composites has the smallest value of band gap is 3,34 eV. FTIR characterization results indicate a bond Si-O-Si, Si-O-Ti and Ti-O at 1083,61 cm^-1; 951,89 cm^-1; and 660,62 cm^-1 wavenumbers. The results of degradation of rhodamine B shows the composite TiO₂-SiO₂ synthesized using TiIPP and calcination temperature of 600°C has the highest photocatalytic activity with the degradation percentage is 56,63% and showed the highest photocatalytic activity at pH 9 is 60,92% for 3 hours.