FOTOKATALIS

TEORI DASAR FOTOKATALISIS PREPARATION TiO2 : SOL-GEL AND MOCVD KARAKTERISASI TiO2

Teori dasar Diawali oleh Fujishima dan Honda pada tahun 1972 dengan melakukan penelitian tentang fotokatalis. Dasarnya ialah suatu proses yang dipercepat dengan penambahan suatu substansi/katalis. Reaksi ini dipengaruhi oleh keberadaan foton. Mekanisme :

1. Pembentukan pembawa muatan (e-CB , h+VB ) 2. Rekombinasi pembawa muatan, dengan membebaskan energi dalam bentuk panas.

3. Reaksi oksidasi oleh hole pada pita valensi 4. Reaksi reduksi oleh elektron pada pita konduksi 5. Reaksi fotokatalisis atau reaksi termal lebih lanjut menghasilkan produk akhir mineral. 6. Elektron pada pita konduksi terjebak dalam permukaan metastabil menghasilkan Ti (III)

PHOTOCATALYSIS 1 Metode Sol-Gel 2 Metode Metal Organic Chemical Vapor Deposis\tion (MOCVD)

Metode sol-gel Sol merupakan suatu sistem yang memungkinkan bahan kimia padat tersuspensi stabil di dalam larutan, gel adalah cairan yang terjebak dalam jaringan partikel padat. Dalam preparasi material titanium dioksida yang didoping ion tembaga (II), untuk menyusun kerangka titanium dioksida. kompleks tembaga (II) dengan dietanolamina( DEA) terhadap tetraisopropoksida (TTIP) menghasilkan suatu asosiasi kompleks yang digunakan sebagai precursor Terjadi : 1. reaksi hidrolisis dari logam alkosida . 2. reaksi kondensasi

Ligan DEA menstabilkan TTIP terhadap reaksi hidrolisis , penambahan air tidak segera mengendapkan TTIP sebagai titanium hidrosida tetapi menghasilkan suatu campuran koloid berupa sol berwarna putih. Kalsinasi pada 450 oC, menghasilkan fase anatase kalsinasi hingga 900 oC, menghasilkan fase rutil , yang diikuti dengan kristalisasi dopan tembaga (II) sebagai tenorite. Keuntungan dengan teknik sol-gel adalah mendapatkan keseragaman dari lapisan tipis.

Reaksi keseluruhan : Hidrolisis : Ti(O-C3H7)4   +    4 H2O  -------->   Ti(OH)4  +  4 C3H7OH Kondensasi : Ti(OH)4    ---------->     TiO2     +    2 H2O

Metode Metal Organic Chemical Vapor Deposis\tion (MOCVD) sistem aerosol mengikuti rute dekomposisi dalam reaktor tubular yang mengalir dalam atmosfir nitrogen dan oksigen. terdiri dari : 1. tahap pemanasan larutan organometal 2. tahap evaporasi 3. tahap dideposisi pada suatu substrat. ukuran partikel dan bentuk struktur kristal dapat dikendalikan berdasarkan bahan awalnya, suhu dan tekanan dari gas.

Sebagai Precursor, Ti{OCH(CH3)2}4] ( secara umum ) atau dapat juga titanium[(dipiraloymethanate) diisopropoxide] atau bentuk lainnya yang merupakan cairan pada suhu kamar ( 20 °C ). Bahan awal ini dimasukkan ke dalam suatu gelas bubbler yang temperaturnya diatur dengan menggunakan hot plate atau pemanas. Selanjutnya precursor ini menjadi uap yang kemudian akan dialirkan dengan gas inner ( nitrogen atau argon ; dengan kemurnian 99,9% ). Gas oksigen digunakan untuk menjadi oksidator. Digunakan pemanas untuk meningkatkan suhu, dimana suhu ini digunakan untuk merenggangkan molekul dan mendepositkan molekul pada lapisan tipis. Dengan merubah komposisi gas ini, dapat diubah properti dari kristal ini

Struktur kristal kristalin ( anatase ), suhu dari substrat dijaga 450oC selama deposisi berlangsung Struktur kristal rutile, suhu dari substrat dijaga 900oC. Strukutr Kristal brookite , suhu dari substrat ditingkatkan lagi.