Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Pada penelitian ini diterapkan metode fotoelektrokatalitik untuk mendegradasi zat warna Congo red. Untuk keperluan tersebut dilakukan immobilisasi semikonduktor TiO2 dalam bentuk lapisan tipis pada dinding bagian dalam tabung gelas berpenghantar. Preparasi film TiO2 dilakukan dengan cara proses sol gel (PSG), dimana titanium tetraisopropoksida (TTIP) digunakan sebagai prekursor dan polietilen glikol (PEG) sebagai template, untuk mendapatkan film yang berpori. Terhadap film TiO2 yang dihasilkan dilakukan karakterisasi dengan XRD (X-Ray Difraktometer) dan SEM (Scanning Electron Microscope). Hasilnya menunjukkan bahwa TiO2 hasil sintesis mempunyai struktur kristal anatase dengan campuran sedikit rutile, sedangkan dari foto SEM menunjukkan adanya pori pada film lapis tipis TiO2 yang dihasilkan. Lapisan tipis TiO2 yang telah disintesis difungsikan sebagai elektroda kerja, yang dipasangkan dengan kawat Pt sebagai elektroda bantu dan Ag/AgCl sebagai elektroda pembanding. Rangkaian sel fotoelektrokimia ini selanjutnya digunakan untuk mendegradasi zat warna Congo red. Uji kinerja fotokatalis dilakukan terhadap dua tipe film TiO2 untuk mendegradasi Congo Red dalam NaNO3 0,1 M selama 100 menit. Kedua tipe film tersebut adalah film TiO2 yang dipreparasi dengan bantuan template PEG masing-masing dengan konsentrasi 0,02M (disingkat TiO2-PEG 0,02M) dan 0,04 M (disingkat TiO2-PEG 0,04M). Dan didapatkan film TiO2-PEG 0,02 M menghasilkan arus cahaya tertinggi. Dari film terbaik tersebut diuji kinerja fotoelektrokatalisisnya pada tiga variasi bias potensial, yaitu berturut-turut 200, 300, dan 400 mV. Hasil terbaik diperoleh dari film TiO2-PEG 0,02 M dengan pemberian bias potensial sebesar 200 mV, yaitu menghasilkan persentase hasil degradasi sebesar 99,41%. Sebagai pembanding dilakukan uji degradasi dengan kondisi (a) tanpa pemberian bias potensial (fotokatalisis), (b) tanpa penyinaran (katalisis), dan (c) tanpa kehadiran katalis (fotolisis), yang menghasilkan persen pengurangan konsentrasi Congo Red berturut-turut sebanyak 84,71%, 30,22%, dan 22,33%. Hasil ini menunjukkan bahwa pemberian bias potensial pada fotokatalis TiO2 (metoda fotoelektrokatalisis) terbukti mampu meningkatkan proses degradasi Congo Red.

---

In this research, the photoelectrocatalytic (PEC) method was employed to degraded Congo red. For this purpose, the TiO2 film was immobilized on to conducting inner wall glass column. Immobilization of TiO2 film was prepared by a sol-gel method using tetraisopropoksida (TTIP) as a precursor and poly ethylene Glycol as templating agent, in order to produce porous film. XRD and SEM were used to characterized the produced films.

The results showed that the prepared TiO2 has mainly anatase structure, with minor rutile structure. Whereas the SEM photographs showed the existence of pores in the thin layer of TiO2 films. The TiO2 film then was functioned as a working electrode, paired with Pt wire as auxiliary electrode and Ag / AgCl as reference electrode. The photoelectrochemical cells then were used to degrade congo red solution. Performance test was carried out toward two type of TiO2 film to degrade Congo red solution for 100 minutes. Those two films were TiO2 fim which were prepared with the aid of PEG at concentration of 00.2 M (abbreviated as TiO2-PEG-0.02 M) and 0.04 M (abbreviated as TiO2-PEG-0.04 M).

The results indicated that the TiO2-PEG-0.02 M film type gave the best result which gave higher photocurrent. To the best film a photoelectrocatalytic test were performed at a bias potential of 200, 300, 400 mV, respectively. The results indicated that the TiO2-PEG-0.02M film type and 200 mV bias potential gave the best result, that was 99.41% degradation. For the comparation purpose, a series of experimental conditions, namely (a) without bias potential expose (photocatalysis), (b) without light (catalysis), and (c) without presence of catalyst but with the light ON (photolysis) were performed to eliminate Congo red in solution, and the results were 84.71%, 30.22%, and 22.33%, respectively. This results showed clearly that photoelectrocatalytic method was able to enhance the degradation of Congo red, thus superior to other method which employing same catalyst."

"Pada penelitian ini telah diterapkan metode fotoelektrokatalisis menggunakan elektroda IWCGT (Inner Wall Conductive Glass Tube), yaitu film TiO2 yang dilekatkan pada bagian dalam dinding tabung gelas berpenghantar. Preparasi lapisan tipis TiO2 dilakukan dengan metode sol gel, di mana titanium tetraiso propoksida digunakan sebagai prekursor TiO2 dan dietanolamin sebagai agen pengkompleks, serta polietilen glikol (PEG) sebagai cetakan, agar didapatkan film berpori. Terhadap film TiO2 yang dilapiskan pada bagian dalam dinding tabung dilakukan karakterisasi dengan UV-DRS (Diffuse Reflectance Spectrophotometry) dan SEM (Scanning Electron Microscope). Hasil UV-DRS menunjukkan bahwa TiO2 hasil sintesis memiliki band gap sebesar 3.12 eV. Hasil SEM menunjukkan lapisan tipis TiO2 memiliki pori dengan ukuran rata-rata 300nm. Uji aktifitas fotoelektrokatalitik awal telah dilakukan dan didapatkan hasil bahwa terdapat perbedaan nilai arus cahaya dari tabung tanpa TiO2 dan tabung terlapisi TiO2. Arus cahaya yang lebih baik dihasilkan oleh tabung yang terlapisi TiO2 dan semakin meningkat dengan adanya jumlah pelapisan hingga 3 kali. Tabung berpenghantar yang telah dilapisi oleh TiO2 digunakan sebagai elektroda kerja, kawat Pt sebagai elektroda bantu, dan Ag/AgCl sebagai elektroda pembanding. Rangkaian sel fotoelektrokimia ini kemudian digunakan untuk mendegradasi zat warna Methylene Blue. Rangkaian ini diuji aktifitas foto elektro kata lisisnya dengan variasi potensial 200, 300, dan 400mV. Hasil terbaik diperoleh menggunakan potensial 400mV dengan persentase hasil degradasi sebesar 99,86% dan laju reaksi sebesar 5,8 x 10-2 ppm/menit selama 100 menit degradasi. Pada potensial optimum, dilakukan variasi konsentasi oksigen terlarut dan didapatkan hasil yang tidak begitu signifikan pada konsentrasi oksigen terlarut 0 ppm, 7,08 ppm, dan 20 ppm. Hasil terbaik diperoleh pada pengaruh konsentrasi oksigen terlarut 20 ppm dengan persen dye removal sebesar 99,93% dan tetapan laju reaksi 6,4 x 10-2 ppm/menit dalam waktu 80 menit.

---

In this research, a Photoelectrocatalytic method has been applied using electrodes IWCGT (Inner Wall Conductive Glass Tube), in which TiO2 is coated on the inside wall of the conductive glass tube. Preparation of TiO2 thin film was made by sol-gel method, in which Titanium tetraisopropoxide used as a precursor of TiO2 and diethanolamine as a complexing agent, and polyethylene glycol (PEG) as a template, in order to obtain a porous film. Against the TiO2 films coated on the inside wall of the tube characterization with UV-DRS (Diffuse Reflectance Spectrophotometry) and SEM (Scanning Electron Microscope). UV-DRS results showed that the synthesized TiO2 has a 3.12 Band Gap measured. SEM results showed a thin layer of TiO2 was formed pores with an average size of 300 nm. Photo electro catalytic activity test has been performed and showed that there are differences in activity photocurrent of the tube without TiO2 and TiO2 coated tubes. A better photocurrent activity generated by TiO2 coated tubes and increasing the presence of up to 3 times the amount of coating. Conductive glass tube that has been coated by TiO2 is used as the working electrode , Pt wire as an auxiliary or a counter electrode, and Ag/AgCl electrode as a reference electrode. This photoelectrochemical cell circuit is used to degrade the Methylene Blue dye. The circuit was tested with a variety of potential activities in 200, 300, and 400mV. The best results are obtained using 400mV potential with a percentage of 99.86 % of degradation and reaction rate of 5.8 x 10-2 ppm/min for 100 minutesdegradation. The variation of dissolved oxygen concentration had been given and the obtained results are not so significant in the dissolved oxygen concentration of 0 ppm, 7.08 ppm, and 20 ppm. The best results obtained on the effect of dissolved oxygen concentration of 20 ppm to 99.93% percent of degradation and reaction rate constant of 6,4 x 10-2 ppm/min in 80 minutes."

"ABSTRAKDisertasi ini membahas tentang metode yang praktis dan biaya murah untuk membuat fotokatalis Ag/N ko-doped TiO2 bersifat responsif terhadap cahaya sinar tampak dan diterapkan sebagai elektroda sistem fotoelektrokatalitik. Penelitian ini diawali sintesis film N-doped TiO2 pada permukaan kaca konduktif SnO2F dengan metode sol-gel menggunakan titanium tetraisopropoksida Ti OC4H9 4 sebagai prekursor TiO2. Berdasarkan hasil karakterisasi diketahui doping N pada struktur kisi TiO2 telah berhasil, namun demikian aktivitas fotokatalisisnya masih rendah. Tahapan penelitian berikutnya, film N-doped TiO2 disintesis di atas permukaan logam Ti dengan metode anodisasi menggunakan foil Ti dalam elektrolit etilen glikol yang mengandung amonium florida NH4F; 0,3 , air 0,3 dan trietilamina 0,02 . Potensial diatur tetap 40 V selama 60 detik, hingga didapatkan amorfous Ti OH 6 dan trietilamina tersolvasi di permukaannya. Perlakuan kalsinasi terhadap amorfous Ti OH 6 pada suhu 450oC kondisi atmosferik N2 selama 3 jam, menyebabkan beberapa atom O disubstitusi oleh atom N dalam struktur kisi TiO2 membentuk kristal N-doped TiO2 yang memiliki band gap 2,7 eV. Untuk meningkatkan aktivitas fotokatalisis di daerah sinar tampak, permukaan N-doped TiO2 didekorasi dengan partikel Ag secara deposisi elektrokimia, menggunakan larutan AgNO3-EDTA dengan potensial deposisi 1V dan variasi waktu 5-25 detik, hingga didapatkan fotokatalis Ag/N ko-doped TiO2. Hasil pengukuran XRD memperlihatkan Ag/N ko-doped TiO2 terdiri dari kristal anatase, dan diamati puncak difraksi pada daerah 2 Theta 44,8o yang merupakan karakteristik Ag 111 , membuktikan bahwa partikel Ago telah terdeposisi pada matrik N-doped TiO2. Foto FESEM memperlihatkan morfologi permukaan N-doped TiO2 berbentuk nanotube, yang memiliki tebal dinding tube rata-rata 15 nm, diameter mulut tube 70 nm dan tinggi 900 nm. Hasil pengukuran HRTEM memperlihatkan partikel Ago berukuran 15-40 nm dan mapping EDX membuktikan bahwa nanopartikel Ago terdistribusi merata di permukaan N-doped TiO2 dengan rasio atom 0,61 . Spektrum XPS N 1s pada daerah binding energi 400,6 eV membuktikan keberadaan atom N dalam matrik Ag/N ko-doped TiO2 sebagai indikasi pembentukan ikatan N-Ti-O yang didukung hasil pengukuran FTIR. Spektrum XPS Ag 3d memperlihatkan puncak serapan ganda yang terpisah pada binding energi 368,6 eV dan 374,6 eV, dengan energi pemisahan 6,0 eV, memperkuat bukti bahwa Ag terdeposisi sebagai partikel Ago. Partikel Ago terdeposisi meningkatkan kemampuan N-doped TiO2 menyerap sinar tampak l=550 nm sebagai kontribusi serapan surface plasmon resonance SPR . Tahapan penelitian selanjutnya, Ag/N ko-doped TiO2 digunakan sebagai elektroda kerja sistem fotoelektrokatalitik FEK dengan pemberian bias potensial. Berdasarkan uji kinerja elektroda pada degradasi larutan MB secara fotoelektrokatalisis FEK , terbukti bahwa elektroda Ag/N ko-doped TiO2 memiliki aktivitas fotokatalisis yang tinggi, mampu mendegradasi larutan MB pada konsentrasi 10 ppm selama 4 jam, memberikan rasio MB terdegradasi 92 , lebih tinggi dibandingkan dengan N-doped TiO2 dan TiO2 masing-masing mampu mendegradasi 56 dan 14 . Pemberian bias potensial 0,2 V pada permukaan elektroda Ag/N ko-doped TiO2, mampu meningkatkan aktivitas FEK degradasi MB, memberikan konstanta laju FEK k=9x10-3/menit , yang mana 4,5 kali lebih cepat dibandingkan dengan proses fotokatalisis FK tanpa pemberian bias potensial k=2x10-3/menit . Beberapa faktor yang mempengaruhi FEK degradasi MB telah dievaluasi, yakni pH optimum adalah 9,0 ; bias potensial optimum 0,2 V dan konsentrasi awal larutan MB optimum 10 ppm. Elektroda Ag/N ko-doped TiO2 yang dikembangkan memiliki kestabilan yang tinggi, setidaknya 5 kali pemakaian masih memperlihatkan aktivitas fotokatalitik yang baik sehingga sangat ekonomis untuk diterapkan dalam mendegradasi polutan organik.

---

ABSTRACTThe dissertation discusses practical and inexpensive methods for synthesis of Ag N co doped TiO2 photocatalysts responsive to visible light and used as photoelectrocatalytic electrodes system. Initial phase of this study was synthesized N doped TiO2 film on SnO2 F conductive glass surface with sol gel method using titanium tetraisopropoksida Ti OC4H9 4 as TiO2 precursor. Based on the characterization results known doping N on TiO2 lattice structure has been successful, however photocatalysis activity is still low. The next stage of the study, the N doped TiO2 film was synthesized on the surface of the Ti metal by anodizing method using a Ti foil in an ethylene glycol electrolyte containing ammonium fluoride NH4F 0.3 , water 0.3 and triethylamine 0.02 . The anodizing process is carried out at a potential of 40 V for 1 hour, forming an amorphous Ti OH 6 and triethylamine dissolved on its surface. Calcined treatment of amorphous Ti OH 6 at 450 C atmospheric conditions N2 for 3 hours, causing some O atoms substituted by N atom in lattice structure of TiO2 to form N doped TiO2 crystals having band gap of 2.7 eV. This method is very effective and efficient, where the N doping process takes place optimally and simultaneously with the formation of TiO2 crystal. To improve the photocatalysis activity in visible light region, the surface of N doped TiO2 was decorated with Ag particles by electrochemical deposition method, using AgNO3 EDTA solution with a potential deposition 1V and a time variation 5 25 second, to obtain Ag N co doped TiO2 photocatalyst. The XRD measurements showed that Ag N co doped TiO2 consisted of anatase crystals, and observed the diffraction peak at 2 Theta 44.8o region which is characteristic of Ag 111 , proving that the Ago particle has been deposited on an N doped TiO2 matrix. FESEM images show the surface morphology of N doped TiO2 in the form of nanotubes, which have an average thickness of 15 nm tube wall, 70 nm diameter mouth tube and 900 nm height. The HRTEM measurements show that Ago particles of 15 40 nm and EDX mapping demonstrate that Ago nanoparticles are evenly distributed on the surface of N doped TiO2 with an atomic ratio of 0.61 . The XPS N 1s spectrum in the energy binding region of 400.6 eV proves the presence of N atoms in the Ag N co doped TiO2 matrix as an indication of N Ti O bond formation supported by FTIR measurements. The XPS Ag 3d spectrum shows a separate double absorption peak on energy bindings of 368.6 eV and 374.6 eV, with a 6.0 eV separation energy, reinforcing evidence that Ag is deposited as an Ago particle. The Ago particle enhances the ability of N doped TiO2 to absorb the visible light l 550 nm as a contribution of surface plasmon resonance SPR absorption. The next step of this research, the Ag N co doped TiO2 is used as the electrode of photoelectrocatalytic PEC system and potential bias was applied. Based on the electrode activity test on the degradation of MB solution by photoelectrocatalysis PEC , it is proved that the Ag N co doped TiO2 electrode has high photocatalytic activity, capable of degrading the MB solution at 10 ppm concentration for 4 hours, giving a degradable MB ratio of 92 higher compared with N doped TiO2 and TiO2 respectively were able to degrade 56 and 14 . The potential bias was applied 0.2 V on the surface of the Ag N co doped TiO2 electrode, capable of increasing the PEC activity of MB degradation, gives PEC rate constants k 9x10 3. min 1 , which is 4.5 times faster than by photocatalysis PK without potential bias k 2x10 3.min 1 . Several factors affecting the PEC degradation of MB have been evaluated, ie optimum pH is 9.0 optimum potential bias of 0.2 V and initial concentration of optimum MB solution is 10 ppm. The Ag N co doped TiO2 electrode developed has a high stability of photocatalytic activity, at least 5 times the use still showing good photocatalytic activity so it is very economical to apply in degrading organic pollutants. "