ANALISIS SIFAT OPTIS LAPISAN TIPIS TiO2:N UNTUK FOTODEGRADASI DIRECT BLUE 71

Abstract

Lapisan tipis TiO₂:N telah dideposisikan di atas substrat kaca menggunakan  metode sol-gel spray coating. TiO₂ telah banyak diaplikasikan sebagai fotokatalis untuk fotodegradasi polutan organik. Celah energi TiO₂ (~3,2 eV) membatasi aktivitas fotodegradasinya hanya pada rentang panjang gelombang UV.  Cahaya matahari yang tersedia melimpah, sebagian besar  berupa cahaya tampak dan sebagian kecil cahaya UV. Penggunaan cahaya matahari untuk fotodegradasi memerlukan fotokatalis dengan celah energi < 3.0 eV. Pada penelitian ini, nitrogen digunakan sebagai dopan untuk memperkecil celah energi TiO₂, sehingga TiO₂ dapat bekerja aktif untuk fotodegradasi menggunakan sinar matahari. Titanium (IV) isopropoxide digunakan sebagai sumber Ti dan urea sebagai sumber nitrogen pada larutan prekursor TiO₂:N. TiO₂:N dideposisikan di atas hotplate pada temperatur 450°C. Sifat optis, struktur kristal dan morfologi permukaan TiO₂:N berturut-turut diuji menggunakan spektrofotometer UV-Vis, XRD, dan SEM.  Keberadaan nitrogen dalam TiO₂:N dianalisis menggunakan EDX. Kemampuan fotokatalitik TiO₂:N diuji untuk fotodegradasi pewarna DB 71 dengan konsentrasi 10 ppm  di bawah radiasi sinar matahari dan lampu UV C selama 3 jam. Spektrum absorbansi yang tinggi teramati pada rentang panjang gelombang 284 – 354 nm yang menunjukkan TiO₂:N menyerap cahaya UV lebih baik daripada menyerap cahaya tampak. Celah energi TiO₂:N yaitu 2,84 eV bersesuaian dengan celah energi TiO₂ struktur rutile dan jenis doping N interstisial. Hal itu diperkuat dengan pola XRD yang menunjukkan puncak-puncak dominan bidang TiO₂rutile (200), (210), (221), (321) dan satu puncak brookite (032). Fotodegradasi DB 71 menggunakan TiO₂:N lebih efektif dibandingkan dengan TiO₂ murni.