PREPARASI TiO2-TERSENSITIFKAN AgCl PADA KONDISI pH ASAM DAN APLIKASINYA SEBAGAI MATERIAL ANTIBURAM
SKRIPSI Diajukan Kepada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan guna Memperoleh Gelar Sarjana Sains Kimia
Oleh Ratna Novita Sari 12307141008
PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2016 i
MOTTO
Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan, Maka apabila engkau telah selesai (dari satu urusan), maka kerjakanlah (urusan yang lain) dengan sungguh-sungguh (Q.S. Al-Insyirah : 6-7).
Mengapa Lelah? Sementara Allah SWT selalu menyemangatimu dengan Hayya’alal falah Bahwa jarak kemenangan hanya berkisar antara kening dan sajadah -Ratria Devy-
“Banyak kegagalan dalam hidup ini dikarenakan orang-orang Tidak menyadari betapa dekatnya mereka dengan keberhasilan saat mereka menyerah” (Thomas Alva Edison).
v
PERSEMBAHAN
Alhamdulillaahirobil’alamin... Puji syukur kepada Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga skripsi ini dapat terselesaikan..
Ku persembahkan skripsi ini untuk kedua orang tua saya dan sahabat saya (Wiwit Mei Anggraeni, Tiara Rahmadini, Muthia Khadijah) serta untuk orang-orang yang telah menyayangiku, mendo’akan, mendukung dan menyemangatiku dengan kesabaran dan setulus hati....
vi
PREPARASI TiO2-TERSENSITIFKAN AgCl PADA KONDISI pH ASAM DAN APLIKASINYA SEBAGAI MATERIAL ANTIBURAM Oleh Ratna Novita Sari 12307141008
ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan perak pada sintesis TiO2@AgCl dalam suasana pH asam terhadap karakter produk yang dihasilkan dan mengetahui aktivitas fotokatalik TiO2@AgCl sebagai antiburam. Subjek penelitian ini adalah TiO2-tersensitifkan AgCl dengan 0%; 1,5%; 3%; 6%; dan 9% perak. Objek penelitian ini adalah karakter fisik dan aktivitas antiburam dari material TiO2-tersensitifkan AgCl. TiO2-tersensitifkan Ag disintesis dengan metode pengendapan teknik refluks dari campuran prekursor TiO2, HNO3 8M, dan AgNO3. Emulsi kemudian direfluks pada 150oC selama 6 jam. Adanya AgCl sebagai sensitiser berasal dari ion Cl- yang terabsorbsi pada permukaan TiO2 dan bereaksi dengan ion Ag+ dari penambahan larutan AgNO3. Hasil padatan TiO2@AgCl dikarakterisasi dengan X-Ray Diffraction (XRD) dan Spektrofotometer UV-Vis Diffuse Reflectance. Uji aktivitas antiburam dilakukan dengan membuat lapisan tipis dari TiO2@AgCl pada kaca preparat dengan teknik deep coating. Pengurangan sudut kontak air diukur di bawah sinar matahari dan sinar ultraviolet. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sampel TiO2@AgCl dengan 0%; 1,5%; 3%; 6%; dan 9% perak menghasilkan fasa anatas, AgCl (minor) dan fasa rutil (mayor). Penambahan Ag yang semakin banyak meningkatkan komposisi AgCl yang dihasilkan. Sampel 1,3%; 3,4%; 8,3%; dan 15,2 % menunjukkan energi celah pita masing-masing sebesar 3,24; 3,00; 3,09; dan 2,95 eV, sedangkan pada kontrol adalah 3,05 eV. Ukuran kristal semua sampel TiO2@AgCl adalah 59 nm (anatas), 9-11 nm (rutil), dan 37-60 nm (AgCl). Aktivitas antiburam paling baik pada sinar matahari adalah sampel TiO2@AgCl 6% perak dan pada sinar UV adalah 3% perak.
Kata Kunci: TiO2@AgCl, HNO3, Metode Pengendapan, Antiburam
vii
PREPARATION OF AgCl-SENSITIZED TiO2 IN ACID CONDITION AND THE APLICATION FOR ANTI-HAZY MATERIAL By: Ratna Novita Sari 12307141008
ABSTRACT This study aimed to determine the effect of silver addition on the synthesis of AgCl-sensitized TiO2 (TiO2@AgCl) in acid pH to the character of products and determine the photocatalytic activity of TiO2@AgCl as anti-hazy material. The subject of this study was AgCl-sensitized TiO2 with 0%; 1,5%; 3%; 6%, and 9% silver. The object of this study is physical character and anti-hazy activity of AgCl-sensitized TiO2 material. AgCl-sensitized TiO2 synthesized by of precepitation techniques from a mixture TiO2, HNO3 8 M, and AgNO3. The emulsion then refluxed at of 150oC for 6 hours. The presence of AgCl as sensitizer drived from Cl- ions adsorbed on the surface of TiO2 and react with Ag+ ions the addition of a AgNO3 solution. The result of TiO2@AgCl solids were characterized by X-Ray Diffraction (XRD) and spectrophotometer UV-Vis Diffuse Reflectance. The activity is studied by thin layer of TiO2@AgCl on glass by deepcoating. The decreasing of the contact angel of water under the sun and ultraviolet rays were measured. The results showed that all samples of TiO2@AgCl with 0%; 1.5%; 3%; 6%; and 9% silver produced anatas, rutile, and AgCl phases. The increasing of Ag added increase the composition of AgCl in the products. The samples of 1.3%; 3.4%; 8; 3; and 15.2% Ag showed the band gap energy of 3.24; 3.00; 3.09; and 2.95 eV, while the control was 3.05 eV, respectively. The crystal size in all sample of TiO2@AgCl were 5-9 nm (anatase), 9-11 nm (rutile), and 37-60 nm (AgCl). The best result on sunlight were TiO2@AgCl with 6% Ag and on the UV light is 3% Ag.
Keywords : TiO2@AgCl, HNO3, Precipitation Method, Anti-hazy
viii
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis mampu menyelesaikan Tugas Akhir Skripsi yang berjudul “Preparasi TiO2-Tersensitifkan AgCl Pada Kondisi pH Asam dan Aplikasinya Sebagai Material Antiburam”. Tugas akhir Skripsi ini disusun berdasarkan hasil penelitian yang dilaksanakan di Laboratorium Kimia FMIPA UNY. Dengan segala kerendahan hati penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir Skripsi ini tidak lepas dari bimbingan, bantuan serta dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapakan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : 1.
Bapak Dr. Hartono selaku Dekan FMIPA UNY yang telah memberikan izin untuk mengadakan penelitian.
2.
Bapak Dr. Jaslin Ikhsan, Ph.D selaku Ketua Jurusan Pendidikan Kimia dan Koordinator Tugas Akhir Skripsi Program Studi Kimia FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta yang telah banyak memberikan bantuan kepada kami.
3.
Bapak Dr. Hari Sutrisno selaku Dosen Pembimbing yang selalu sabar memberikan bimbingan, masukan, nasehat, motivasi dan saran dalam penyusunan Tugas Akhir Skripsi.
4.
Bapak Prof. A.K. Prodjosantoso, Ph.D selaku Dosen Penguji Utama yang telah memberikan saran dan masukannya demi sempurnanya Tugas Akhir Skripsi.
ix
5.
Ibu Dr. Cahyorini Kusumawardani, M.Si selaku Dosen Penguji Pendamping yang telah memberikan saran dan masukannya demi sempurnanya Tugas Akhir Skripsi.
6.
Ibu Dr. Kun Sri Budiasih, M.Si selaku Dosen Sekretaris Penguji yang telah memberikan saran dan masukannya demi sempurnanya Tugas Akhir Skripsi.
7.
Bapak dan ibu atas do’a, dukungan, motivasi, dan kasih sayangnya.
8.
Segenap dosen dan staf Jurusan Pendidikan Kimia FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta yang telah banyak membantu selama kuliah.
9.
Teman-teman Kimsub 2012 yang selama penelitian dan penyusunan Tugas Akhir Skripsi selalu membantu, memberikan support dan nasehatnasehatnya.
10.
Semua pihak yang telah membantu dan memberikan informasi baik secara langsung maupun tidak langsung dalam pembuatan Tugas Akhir Skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Dalam penyelesaian skripsi ini, penulis menyadari akan keterbatasan
kemampuan, pengetahuan dan pengalaman, sehingga masih banyak kekurangan. Saran dan kritik yang bersifat membangun sangat penulis harapkan. Akhir kata, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagikita semua. Yogyakarta,
September 2016
Ratna Novita Sari 12307141008
x
DAFTAR ISI Halaman i HALAMAN JUDUL..................................................................................... PERSETUJUAN...........................................................................................
ii
PENGESAHAN.............................................................................................
iii
PERNYATAAN.............................................................................................
iv
MOTTO.........................................................................................................
v
PERSEMBAHAN.........................................................................................
vi
ABSTRAK.....................................................................................................
vii
ABSTRACT....................................................................................................
viii
KATA PENGANTAR...................................................................................
ix
DAFTAR ISI..................................................................................................
xi
DAFTAR TABEL.........................................................................................
xiv
DAFTAR GAMBAR.....................................................................................
xv
DAFTAR LAMPIRAN.................................................................................
xvi
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang………......................................................................
1
B. Identifikasi Masalah..........................................................................
5
C. Pembatasan Masalah.........................................................................
5
D. Perumusan Masalah..........................................................................
6
E. Tujuan Penelitian...............................................................................
6
F. Manfaat Penelitian.............................................................................
7
xi
BAB II KAJIAN PUSTAKA A. Deskripsi Teori..................................................................................
8
1. Titanium Dioksida (TiO2)............................................................
8
2. Perak Klorida................................................................................
11
3. Fotoaktivitas Titanium Dioksiada................................................
13
a. Fotokatalis...............................................................................
13
b. Fotohidrofil..............................................................................
16
. 4. Difraksi Sinar X...........................................................................
18
5. Spektroskopi UV-Vis...................................................................
20
B. Penelitian Yang Relevan...................................................................
22
C. Kerangka Berpkir..............................................................................
23
BAB III METODE PENELITIAN A. Subjek dan Objek Penelitian.............................................................
24
B. Variabel Penelitian............................................................................
24
C. Alat dan Bahan..................................................................................
25
D. Prosedur Penelitian...........................................................................
26
E. Diagram Alir......................................................................................
28
F. Teknik Analisis Data........................................................................
30
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Preparasi Prekursor TiO2..................................................................
32
B. Sintesis Titanium Dioksida (TiO2)....................................................
32
xii
C. Karakterisasi Hasil Sintesis TiO2......................................................
34
D. Uji Aktivitas Antiburam...................................................................
49
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan.......................................................................................
53
B. Saran..................................................................................................
54
DAFTAR PUSTAKA....................................................................................
55
LAMPIRAN………………………………………………………...............
60
.
xiii
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Tabel 2. Tabel 3. Tabel 4 Tabel 5. Tabel 6. Tabel 7. Tabel 8.
Perbandingan struktur dan sifat Fisik TiO2 rutil & anatas …………………………………………………………............ Data bidang-bidang hkl , puncak difraksi, dan intensitas I/Io dari berbagai sampel penambahan perak................................... Nilai parameter kisi dan volume sel TiO2@AgCl berbagai variasi penambahan perak.......................................................... Data komposisi sampel TiO2@AgCl berbagai variasi penambahan perak.…………………………............................ Ukuran Kristal TiO2@AgCl berbagai variasi penambahan Perak..........................................………………………………. Data absorbansi sampel TiO2@AgCl berbagai variasi penambahan perak..................................................................... Data nilai energi celah pita TiO2@AgCl berbagai variasi penambahan perak...................................................................... Sudut kemiringan (slope) garis singgung penurunan sudut kontak air sampel TiO2@AgCl dengan berbagai variasi penambahan perak pada sinar matahari dan sinar UV...............
xiv
11 39 37 40 42 45 48
51
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Gambar 2. Gambar 3. Gambar 4. Gambar 5. Gambar 6. Gambar 7. Gambar 8. Gambar 9. Gambar 10. Gambar 11. Gambar 12. Gambar 13. Gambar 14. Gambar 15. Gambar 16. Gambar 17. Gambar 18. Gambar 19. Gambar 20.
Halaman Struktur kristal rutil dan anatas.......................................... 9 Mekanisme degradasi polutan organik pada AgCl@Ag@TiO2............................................................... 12 Skema fotoeksitasi yang diikuti oleh deeksitasi pada permukaan semikonduktor................................................ 14 Difraksi sinar-X pada suatu Kristal................................... 19 Diagram alir preparasi prekursor TiO2.............................. 28 Diagram alir sintesis TiO2-tersensitifkan perak klorida.... 29 Diagram alir uji aktivitas antiburam TiO2 tersensitifkan perak klorida...................................................................... 29 Proses refluks TiO2@AgCl................................................ 33 Pola difraksi XRD sampel TiO2-tersensitifkan AgCl........ 35 Grafik volume sel TiO2@AgCl fasa anatas....................... 38 Grafik volume sel TiO2@AgCl fasa rutil.......................... 38 Grafik volume sel TiO2@AgCl pada AgCl....................... 38 Grafik hubungan persentase Ag dan AgCl setelah sintesis................................................................................ 41 Grafik ukuran kristal TiO2@AgCl fasa anatas berbagai variasi penambahan perak.................................................. 43 Grafik ukuran kristal TiO2@AgCl fasa rutil berbagai variasi penambahan perak.................................................. 43 Grafik ukuran kristal TiO2@AgCl oada AgCl berbagai variasi penambahan perak.................................................. 43 Grafik absorbansi TiO2@AgCl berbagai variasi penambahan perak............................................................. 45 Grafik energi celah pita TiO2@AgCl berbagai variasi penambahan perak............................................................ 47 Grafik uji aktivitas antiburam sinar matahari.................... 50 Grafik uji aktivitas antiburam sinar UV............................ 50
xv
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Lampiran 2. Lampiran 3. Lampiran 4. Lampiran 5.
Lampiran 6. Lampiran 7. Lampiran 8. Lampiran 9.
Perhitungan jumlah Prekursor TiO2 dan AgNO3 yang digunakan pada sintesis TiO2@AgCl................................ Data Kualitatif dan Kuantitatif TiO2@AgCl Pada Berbagai Variasi Penambahan Ag..................................... Data Standar PDF Fasa Anatas, Rutil, dan AgCl............... Data Perhitungan Parameter Kisi dengan U-FIT............... Perhitungan Ukuran Kristal Senyawa TiO2Tersensitifkan AgCl Pada Berbagai Variasi Penambahan Perak................................................................................... Data Absorbansi dan Reflektansi Spektrofotometer UVVis Diffuse Reflectance...................................................... Uji Aktivitas Antiburam Sinar Matahari dan Sinar UV.... Data Tabel Penurunan Sudut Kontak TiO2@AgCl Berbagai Variasi Penambahan Perak................................. Gradien Kemiringan (Slope) TiO2@AgCl Berbagai Variasi Penambahan Perak.................................................
xvi
61 65 91 95
111 118 128 140 142
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Saat ini industri-industri kaca berusaha mengembangkan sifat termal, sifat optik, sifat mekanik, dan sifat elektrik dari material kaca. Mengingat penggunaan kaca yang semakin meningkat tiap harinya pada berbagai bidang aplikasi, maka dibutuhkan bahan pelindung atau pembersih kaca dari air yang dapat meninggalkan efek lengket dan buram pada permukaan kaca tersebut, sehingga dibutuhkan material pelapis kaca yang memiliki sifat anti air (hidrofobik), salah satunya dengan pelapisan permukaan menggunakan titanium dioksida (TiO2) Titanium dioksida merupakan semikonduktor yang memiliki berbagai keunggulan antara lain, memiliki kestabilan yang tinggi, ketahanan terhadap korosi, ketersediaan yang melimpah di alam, dan harga yang relatif murah (Radecka, 2008). Selain itu, bersifat non toksik dan memiliki sifat redoks yaitu mampu mengoksidasi polutan organik, mereduksi sejumlah ion logam dalam larutan (Rajh et al.,1996) dan tersedia secara komersial serta preparasinya yang mudah dilakukan di laboratorium. Adanya berbagai keunggulan tersebut, TiO2 banyak diaplikasikan sebagai pewarna dalam industri cat, kertas, dan plastik (Chen et al., 2009), degradasi senyawa organik (Chen et al., 2009; Chen et al., 2012; Dastan & Chaure, 2014), penjernih air (Smith et al., 2010), antibakteri, fotokatalis (Venckatesh et al., 2012), sel surya (Chekina et al., 2013), biological coating (Dastan & Chaure, 2014), dan pengembangan hidrofil aktif permukaan
1
atau superfotohidrofil oleh sinar matahari atau ultra violet (Wang et al., 1997; Wang et al., 1998). Titanium dioksida (TiO2) umumnya ditemukan dalam tiga jenis struktur kristal yaitu: rutil (tetragonal), anatas (tetragonal), dan brookit (ortorombik) (Kim et al., 2005; Chekina et al., 2013). Struktur kristal rutil dan anatas cukup stabil dan biasa digunakan sebagai bahan fotokatalis. Secara fotokatalitik, struktur anatas menunjukkan aktivitas yang lebih baik dari segi kereaktifan dibandingkan dengan struktur rutil (Melemeni et al., 2009). Struktur anatas memiliki luas permukaan serbuk yang lebih besar serta ukuran partikel yang lebih kecil dibandingkan dengan struktur rutil (Su et al., 2004). Selain itu, energi celah pita TiO2 anatas lebih tinggi yaitu 3,2 eV sedangkan rutil sebesar 3,0 eV sehingga anatas memiliki aktivitas fotokatalitik yang lebih tinggi (Hoffmann et al., 1995). Harga energi celah pita tersebut berhubungan dengan maksimal serapan panjang gelombang yang berkisar mulai dari 365 hingga 413 nm (daerah UV). Hal tersebut menjadi problem yang besar dalam aplikasi spektrum matahari berbasis TiO2 karena hanya 4 – 5% dari sinar matahari yang teremisi pada daerah UV sehingga berbagai usaha dilakukan untuk memperbaiki respon TiO2 terhadap sinar tampak (Anpo & Takeuchi, 2003). Kinerja TiO2 dapat ditingkatkan dengan cara meningkatkan aktivitas sifat optik agar terjadi pergeseran respon dari absorpsi sinar UV ke cahaya tampak. Ada 2 cara untuk merekayasa TiO2 yaitu rekayasa kimia melalui penambahan pendadah (chemical modification: doping) dan rekayasa kimia permukaan melalui penambahan sensitiser (surface chemical modification: sensitization) (Chen & 2
Mao, 2007). Pada penelitian ini berkaitan dengan rekayasa kimia permukaan melalui penambahan sensitiser. Sensitiser yang digunakan dalam penelitian ini adalah perak klorida, karena memiliki konduktivitas yang baik dan stabil secara kimia (Yeo et al., 2003). Golongan perak halida terkenal sebagai material yang peka terhadap cahaya dan secara luas digunakan sebagai sumber bahan dalam fotografis film. Dalam proses fotografis, perak halida menyerap foton menghasilkan pasangan elektron dan hole. Salah satu senyawa perak halida yang digunakan yaitu perak klorida. Sangchaya et al. (2012) melaporkan bahwa serbuk TiO2-AgCl yang disintesis dengan metode sol gel menunjukkan efek fotokatalitik yang lebih efisien dibawah UV dan sinar tampak untuk degradasi metil biru (MB) dengan laju reaksi fotokatalitik yang dihasilkan sebesar 0,47 lebih tinggi dibandingkan dengan TiO2 komersial P25 sebesar 0,12. Hal tersebut menunjukkan bahwa dengan penambahan perak klorida yang bertindak sebagai sensitiser dapat meningkatkan aplikasi TiO2 sebagai fotokatalis. Berbagai metode untuk sintesis TiO2 telah banyak dilakukan antara lain sol gel, hidrotermal, solvotermal, elektrodeposisi, metal organik, MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition), sonokimia dan metode pengendapan (Chen et al., 2005). Penelitian ini menggunakan metode pengendapan dengan teknik refluks, karena tingkat kemudahan dalam mengontrol temperatur dan tekanan sehingga struktur dan morfologi pun dapat direkayasa (Ropp, 2003). Teknik refluks dengan temperatur 83oC selama 15 jam menghasilkan titanium dioksida fasa brookit dengan kemurnian tinggi dan campuran fasa rutil dan anatas terbentuk setelah dilakukan refluks selama 5-10 jam pada temperatur 70oC. Selain 3
itu preparasi partikel anatas dan rutil berukuran nano teratur telah dipelajari dengan metode hidrotermal menggunakan titanium tetraklorida sebagai prekursor (Cheng et al.,1995). Penelitian tersebut melaporkan bahwa keasaman tinggi yang berasal dari konsentrasi TiCl4 yang tinggi mempengaruhi pembentukan fasa rutil, sedangkan larutan dengan kisaran pH 3,4-8,2 menghasilkan fasa anatas. Pembentukan struktur kristal dalam sintesis TiO2 dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya temperatur kalsinasi, pH larutan, konsentrasi dopan, waktu reaksi (lama pengadukan) dan banyaknya air yang digunakan (Wang et al., 2007). Faktor-faktor ini juga dapat mempengaruhi ukuran butir, komposisi atau transformasi fasa, dan kristalinitas dari TiO2. Salah satu faktor yang secara signifikan berpengaruh adalah pengaturan pH larutan. Berdasarkan penelitian Wang et al. (2007) menunjukkan bahwa variasi pH larutan menghasilkan pembentukan fasa yang berbeda dari TiO2. Hal ini dikarenakan semakin rendah keasaman larutan atau bersifat basa maka struktur fasa yang terbentuk adalah anatas, sedangkan semakin tinggi keasaman larutan maka fasa yang terbentuk terarah ke fase rutil. Selain itu, Youji et al. (2008) melaporkan bahwa dalam keadaan pH rendah (kondisi asam) permukaan TiO2 akan bermuatan positif sehingga daya tolak antar partikel TiO2 akan semakin besar. Semakin besarnya daya tolak antar partikel akan mempengaruhi distribusi partikel, dimana partikel TiO2 dapat terdistribusi secara merata diseluruh permukaan cairan. Nanopartikel TiO2 biasanya disintesis menggunakan berbagai macam prekursor titania seperti titanium tetra-iso-propoxide (TTIP) (Nagamine et al., 2008), tetrabutyl titanate (TBOT) (Yu et al., 2007) , titanium tetrachloride 4
(TiCl4) (Lee et al., 2005) disamping senyawa titanium lainnya. Prekursor titanium dioksida yang digunakan akan mempengaruhi morfologi dari nanopartikel TiO2 yang dihasilkan seperti luas spesifik permukaan, tingkat kristalinitas, dan ukuran kristalit produk yang akan sangat berpengaruh terhadap sifat dan kinerja TiO2 dalam aplikasi.
B. Identifikasi Masalah Berdasarkan uraian latar belakang diatas maka dapat diidentifikasi beberapa permasalahan sebagai berikut: 1. Berbagai macam aplikasi senyawa TiO2 dalam kehidupan sehari-hari seperti:
degradasi
senyawa
organik,
fotokatalis,
antiburam
dan
antibakteri. 2. Zat pensensitif (sensitiser) yang digunakan dalam sintesis TiO2 3. Berbagai macam metode yang digunakan dalam sintesis TiO2. 4. Temperatur sintesis TiO2 5. Waktu sintesis TiO2 6. pH sintesis TiO2. 7. Prekursor yang digunakan.
C. Pembatasan Masalah Berdasarkan identifikasi masalah diatas, maka dapat dikemukaan batasan masalah dalam penelitian ini sebagai berikut:
5
1. Aplikasi yang digunakan dalam senyawa TiO2 adalah aktivitas antiburam. 2. Zat pensensitif (sensitiser) yang digunakan adalah perak klorida 3. Metode yang digunakan dalam sintesis TiO2 ini adalah metode pengendapan dengan teknik refluks. 4. Temperatur yang digunakan adalah 150oC. 5. Waktu sintesis TiO2 adalah 6 jam. 6. pH sintesis TiO2 dalam kondisi pH asam. 7. Prekursor yang digunakan adalah TiO2.
D. Perumusan Masalah Berdasarkan
batasan
masalah,
maka
dapat
dirumuskan
beberapa
permasalahan sebagai berikut: 1. Bagaimana pengaruh penambahan variasi perak pada sintesis TiO2@AgCl dalam suasana pH asam terhadap karakter produk yang dihasilkan? 2. Bagaimana aktivitas fotokatalis TiO2@AgCl yang dihasilkan dengan berbagai variasi penambahan perak sebagai material antiburam?
E. Tujuan Penelitian Tujuan yang diharapkan dari penelitian ini adalah: 1. Mengetahui
pengaruh
penambahan
variasi
perak
pada
TiO2@AgCl dalam suasana pH asam terhadap karakter produk dihasilkan. 6
sintesis yang
2. Mengetahui aktivitas fotokatalis TiO2@AgCl yang dihasilkan dengan berbagai variasi penambahan perak sebagai material antiburam.
F. Manfaat Penelitian Manfaat yang diperoleh dalam penelitian ini adalah: 1. Memberikan informasi tentang sintesis TiO2@AgCl dalam suasana pH asam pada berbagai variasi penambahan perak terhadap karakter produk yang dihasilkan. 3. Memberikan informasi tentang aktivitas fotokatalis TiO2@AgCl yang dihasilkan dengan berbagai variasi penambahan perak sebagai material antiburam.
7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A. Deskripsi Teori 1. Titanium dioksida (TiO2) Titanium dioksida (TiO2) merupakan padatan berwarna putih mempunyai berat molekul 79,90 gram/mol, densitas 4.26 g/cm3, tidak larut dalam HCl, HNO3 dan akuaregia tetapi larut dalam asam sulfat pekat membentuk titanium sulfat (TiSO4). Titanium (Ti) adalah unsur logam transisi yang dapat membentuk ion titanium (III) atau (Ti3+) dan titanium (IV) atau (Ti4+). Ion titanium (III) dicirikan dengan warna lembayung, sedangkan ion titanium (IV) tidak berwarna. Ion Ti(III) dalam air bersifat kurang stabil dan mudah mengalami oksidasi menjadi titanium (IV). Ion Ti(IV) berada hanya dalam larutan yang bersifat sangat asam (pH < 2,5) dan dapat terhidrolisis mula–mula membentuk ion titanil (TiO2+) selanjutnya membentuk kesetimbangan dengan Ti(OH)22+ dan Ti4+ atau TiO2.nH2O (Cotton et al., 1999). Titanium dioksida merupakan material kristalin yang dilaporkan memiliki tujuh bentuk polimorf, empat bentuk ditemukan di alam dan sisanya sintetik (Ahonen, 2001). Dari empat bentuk alami tersebut hanya tiga yang terlibat dalam sintesis anorganik yaitu, anatas, rutil dan brookit. Anatas dan rutil telah secara luas dipelajari untuk berbagai aplikasi fotokatalis. Brookit tidak begitu dikenal secara umum dan belum banyak digunakan dalam aplikasi fotokatalis. Anatas dan rutil mempunyai struktur kristal tetragonal, sedangkan brookit mempunyai struktur ortorombik. Baik rutil dan anatas memiliki satu unit sel tetragonal dengan 8
struktur tersusun atas oktahedral TiO62- yang saling berhimpitan antara bagian tepi dan sudutnya untuk rutil sedangkan anatas hanya pada bagian tepinya seperti yang terlihat pada Gambar 1 (Diebold, 2003).
Gambar 1. Struktur kristal rutil dan anatas
Struktur rutil dan anatas dapat digambarkan dalam rantai TiO62- okahedral. Kedua struktur berbeda karena distorsi dari masing-masing rantai oktahedron. Setiap ion Ti4+ dikelilingi oleh oktahedral 6 dan ion O2-. Rantai oktahedral pada rutil tidak teratur, menunjukkan sedikit distorsi ortorombik sedangkan pada anatas distorsi orthorombiknya cukup besar sehingga relatif tidak simetri. Distorsi orthorombik menyebabkan terjadinya perbedaan luasan aktif, karena luasan aktif anatas lebih besar daripada rutil sehingga memiliki simetri geometris yang lebih mendukung untuk mengadsorbsi cahaya (Linsebigler et al., 1995). Jarak antara Ti-Ti anatas lebih besar dibandingkan dengan rutil (3,79 dan 3,04 Å dengan 3,57 dan 3,96 Å) sedangkan jarak Ti-O anatas lebih kecil dibanding dengan rutil (1,934 9
dan 1,980 Å dengan 1,949 dan 1,980 Å). Cherepy et al. (1997) menyatakan bahwa
setiap oktahedral pada struktur rutil dikelilingi oleh 10 oktahedron
tetangga, sedangkan pada struktur anatas setiap oktahedronnya dikelilingi 8 oktahedron lainnya. Perbedaan struktur anatas dan rutil menyebabkan perbedaan massa jenis dan struktur pita elektroniknya antara dua bentuk titanium (IV) oksida, yaitu anatas mempunyai daerah aktivasi yang lebih luas dari pada rutil. Hal ini menyebabkan titanium (IV) oksida jenis anatas lebih reaktif dibandingkan dengan jenis rutil. Selain itu, menurut Linsebigler et al. (1995) anatas merupakan tipe yang paling aktif dikarenakan memiliki band gap energi (celah pita energi yang menggambarkan energi cahaya minimum yang dibutuhkan untuk mengeksitasi elektron) sebesar 3,2 eV (lebih dekat ke sinar UV, panjang gelombang maksimum 388 nm), sedangkan rutil 3,0 eV (lebih dekat ke sinar tampak, panjang gelombang maksimum 413 nm). Perbedaan ini membuat letak conduction band (CB : tingkat energi hasil hibridisasi yang berasal dari kulit 3d titanium) dari anatas lebih tinggi daripada rutil, sedangkan valence band (VB : tingkat energi hasil hibridisasi dari kulit 2p oksigen) dari anatas dan rutil sama yang membuat anatas mampu mereduksi oksigen molekular menjadi superoksida serta mereduksi air menjadi hidrogen. Perbandingan struktur dan sifat fisik dari titanium dioksida jenis rutil dan anatas disajikan dalam Tabel 2.1 (Ahonen, 2001; Fujishima et al., 1999).
10
Tabel 1. Perbandingan struktur dan sifat fisik TiO2 rutil & anatas Sifat
Rutil
Anatas
Bentuk kristal
Sistem tetragonal
Sistem tetragonal
Gugus ruang
P42/mnm
I41/amd
Konstanta kisi a
4,58 Å
3,78 Å
Konstanta kisi c
2,95 Å
9,49 Å
Berat jenis
4,2 g/cm3
3,9 g/cm3
Indeks bias
2,71
2,52
Kekerasan
6,0-7,0
5,5-6,0
Titik leleh
1858 oC
Berubah menjadi rutil pada temperatur tinggi (>400 oC)
2. Perak Klorida Perak halida (AgX) terkenal sebagai material yang peka terhadap cahaya dan secara luas digunakan sebagai fotosensitizer, prekursor logam perak, dan sumber bahan pada fotografis film. Dalam proses fotografis, perak halida menyerap foton dan melepaskan elektron serta hole. Salah satu contoh golongan perak halida yang digunakan adalah perak klorida. Perak klorida (AgCl) diendapkan dari larutan perak nitrat dengan ion klorida. Perak klorida memiliki direct band gap sebesar 5,6 eV dan inderect band gap sebesar 3,25 eV (Tejeda et al., 1975), sehingga diakui secara luas sebagai material fotosensitif dan sumber bahan pada fotografis film. Selain itu, beberapa penelitian
membuktikan
bahwa
AgCl@Ag
11
yang
ditambah
pada
TiO2
menunjukkan peningkatan aktivitas fotokatalisnya di bawah cahaya tampak untuk degradasi polutan organik (Gao et al., 2011). Mekanisme reaksi yang diusulkan dalam fotokatalis
AgCl@Ag@TiO2
untuk degradasi polutan organik (atau bakteri) digambarkan secara skematis pada Gambar 2 (Marimoto et al., 2007).
Gambar 2. Mekanisme degradasi polutan organik pada AgCl@Ag@TiO2
Berdasarkan Gambar 2 terjadi iradiasi dibawah cahaya tampak, sehingga Ag NPs menghasilkan elektron dan hole yang dapat dipisahkan oleh medan electromagnetik. Menurut penelitian Marimoto et al. (2007), tepi pita konduksi dan pita valensi dari AgCl (-3,3eV dan -6,6 eV) lebih tinggi dibandingkan TiO2 (4,0 eV dan -7,2 eV). Hal ini karena kesesuaian tingkat energi CB dan VB dari AgCl dan TiO2. Terbentuknya elektron akibat iradiasi cahaya tampak ditransfer ke TiO2 sementara hole ditransfer ke AgCl, dengan demikian, elektron dan hole dapat dipisahkan. Selanjutnya, elektron terperangkap dan diserap oleh O2 membentuk *O2-, sedangkan hole berinteraksi dengan OH-/ ion Cl- membentuk 12
*
OH / atau radikal Clo. Semua spesises *O2-, *OH, dan Clo reaktif untuk degrdasi
polutan organik (atau bakteri). 3. Fotoaktivitas Titanium Dioksida a. Fotokatalis Fotokatalis merupakan suatu proses kombinasi antara proses fotokimia dan katalisis, yaitu suatu proses secara kimiawi dengan melibatkan cahaya sebagai pemicu dan katalis sebagai pemercepat proses transformasi tersebut (Slamet dkk., 2007). Berdasarkan jenis katalis yang digunakan, proses fotokatalik terdiri dari fotokatalitik homogen dan fotokatalitik heterogen. Fotokatalik homogen adalah fotokatalis yang berlangsung pada suatu sistem dalam satu fasa dan biasanya dengan bantuan zat pengoksidasi seperti ozon dan hidrogen peroksida, sedangkan pada proses fotokatalitik heterogen, katalis tidak berada pada satu fasa dengan medium dan reaktan. Konsep degradasi fotokatalis ini cukup sederhana, yaitu iradiasi padatan semikonduktor yang stabil menstimulasi reaktan antara fasa permukaan padat atau larutan (Vora et al., 2009). Secara umum, fenomena fotokatalitik pada permukaan semikonduktor dapat dilihat pada Gambar 3 ((Linsebigler et al., 1995). Jika suatu semikonduktor tipe n dikenai cahaya (hν) dengan energi yang sesuai, maka electron (e-) pada pita valensi akan pindah ke pita konduksi dan meninggalkan lubang positif (hole disingkat sebagai h+) pada pita valensi. Sebagian besar pasangan e- dan h+ ini akan berekombinasi kembali, baik di permukaan (jalur A) atau di dalam bulk partikel (jalur B). Sementara itu sebagian pasangan e- dan h+ dapat bertahan sampai pada permukaan semikonduktor (jalur C dan D). Pada jalur C elektron pergi
ke
permukaan
semikonduktor 13
dan
berikatan
dengan
spesies
organik/anorganik, sehingga spesies tersebut mengalami reduksi. Pada jalur D lubang positif pergi ke permukaan semikonduktor dan berikatan dengan spesies donor elektron, sehingga spesies tersebut mengalami oksidasi. Sehingga h+ menginisiasi reaksi oksidasi dan e- akan menginisiasi reaksi reduksi zat kimia yang ada di sekitar permukaan semikonduktor (Gunlazuardi, 2001).
Gambar 3. Skema fotoeksitasi yang diikuti oleh deeksitasi pada permukaan semikonduktor
Mekanisme migrasi elektron dari pita valensi ke pita konduksi dan setelah mengalami eksitasi, elektron bermigrasi menuju logam dan terperangkap dalam logam, sehingga rekombinasi electron-hole dapat ditekan dan h+ akan leluasa berdifusi ke permukaan semikonduktor. Pada permukaan tersebut akan terjadi oksidasi senyawa-senyawa yang digedrasi. Pada prinsipnya, reaksi oksidasi pada permukaan semikonduktor dapat berlansung melalui donasi elektron dari substrat ke h+ (menghasilkan radikal pada substrat yang akan menginisiasi reaksi berantai). Apabila potensial oksidasi yang dimiliki oleh h+ pada pita valensi ini cukup besar untuk mengoksidasi air dan gugus hidroksil pada permukaan partikel maka akan menghasilkan radikal hidroksil (Gunlazuardi, 2001). 14
Secara umum, reaksi fotokatalik terbagi atas empat tahapan (Hoffmann et al., 1995) yaitu: 1) Reaksi pembentukan pembawa muatan (e-cb, h+vb) oleh foton TiO2 + hν h+vb + e-cb 2) Reaksi penjebakan pembawa muatan. Hole pada pita valensi terjebak dalam gugus titanol h+vb + >TiIVOH {>TiIVOH•}+ Elektron pada pita konduksi terjebak pada permukaan metastabil e-cb + >TiIVOH {>TiIIIOH} e-cb + >TiIV >TiIII 3) Rekombinasi pembawa muatan dengan membebaskan energi dalam bentuk panas e-cb + {>TiIVOH•}+ >TiIVOH h+vb + {>TiIIIOH•} >TiIVOH 4) Transfer muatan antar muka Reaksi oksidasi oleh hole pada pita valensi {TiIVOH•}+ + >TiIVOH + Red•+ Reaksi reduksi oleh elektron pada pita konduksi e-tr + Oks >TiIVOH + Oks•Keterangan : >TiOH : permukaan TiO2 dalam keadaan terhidrat e cb : elektron pada pita konduksi + h vb : lubang (hole) positif pada pita valensi e-tr : elektron pada pita konduksi yang terjebak IV + {Ti OH•} : lubang (hole) positif pada pita valensi yang terjebak dipermukaan 15
{TiIIIOH} Red Oks
: elektron pita konduksi yang terjebak di permukaan : donor elektron : akseptor elektron
b. Fotohidrofil Film tipis TiO2 dapat mengurai air menjadi butiran-butiran kecil yang ditandai dengan berkurangnya sudut kontak air-permukaan film tipis TiO2 dengan kehadiran sinar ultra violet. Fenomena ini ditemukan pertama kali oleh Grup Fujishima (Wang et al., 1998) yang dikenal sebagai fotohidrofilisitas yaitu perubahan sifat hidrofob-hidrofil dari partikel TiO2 akibat sinar UV. Proses fotohidrofil pada permukaan film TiO2 berlangsung cepat sehingga sering dikatakan sebagai superfotohidrofil. Berdasarkan karakter superfotohidrofil tersebut, lapisan tipis TiO2 dimanfaatkan untuk proses degradasi zat organik, salah satunya pada permukaan kaca (Guan, 2005). Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Feng (2004) bahwa fotokatalis TiO2 memiliki sifat swa-bersih dan anti-kabut yang dibuktikan dengan kemampuan TiO2 untuk membersihkan polutan dengan sendirinya. Selain itu, TiO2 secara luas juga digunakan sebagai fotokatalis untuk konversi energi matahari
dan material antiburam. Secara teoritik material
antiburam terjadi sebagai akibat proses fotokatalis yang menyebabkan permukaan lapis tipis TiO2 bersifat polar atau hidrofilik (suka air). Sifat hidrofilik dan hidrofobik salah satunya ditandai dengan ukuran sudut kontak butiran air pada permukaan lapisan tipis TiO2 (Wang et al., 1997). Sudut kontak air pada lapis tipis TiO2 di permukaan benda sekitar puluhan derajat. Bila disinari dengan UV, sudut kontak akan turun dan air cenderung 16
menyebar rata pada permukaan bahan daripada membentuk partikel-partikel berupa butiran. Akhirnya sudut kontak air akan mendekati 0o dan pada keadaan ini permukaan bahan menjadi sama sekali tidak menolak air dan berada dalam keadaan superhidrofilik ( sangat suka dengan air). Bahan tersebut akan bertahan beberapa jam dengan sifat tersebut meskipun sinar UV dipadamkan. Perlahan dalam keadaan gelap permukaan tersebut akan bersifat hidrofobik lagi, namun sifat superhidrofilik dapat diperoleh kembali dengan bantan sinar UV (Fujishima et al., 1999). Turunnya sudut kontak air di permukaan TiO2 disebabkan oleh terbentuknya pasangan elektron-lubang positif (hole), dimana elektron mereduksi Ti(IV) menjadi Ti(III), sedangkan kekosongan (h+) mengoksidasi O2- menjadi O2 menghasilkan kekosongan oksigen dipermukaan (Carp et al., 2004). Adanya kekosongan oksigen (oxygen vacancies) tersebut, permukaan menjadi lebih hidrofilik karena dapat dengan mudah mengisi tempat kosong dan menghasilkan grup OH teradsorpsi. Dengan adanya gaya Van der Waals dan ikatan hidrogen maka gugus OH teradsorpsi dapat berikatan dengan air yang datang ke permukaan (Guan, 2005). Kondisi ini akan menyebabkan air tidak berbentuk butiran melainkan terdispersi sehingga mencegah terjadinya pembentukan kabut (anti fogging). Air yang terdispersi sewaktu turun akan dengan mudah membawa serta partikel-partikel debu yang menempel di permukaan fotokatalis serta spesi-spesi organik hasil degradasi (swabersih-self-clening).
17
4. Difraksi Sinar-X Sinar-X merupakan gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang pendek sebesar 0,7 sampai 2,0 Å yang dihasilkan dari penembakan logam dengan e- berenergi tinggi kemudian e- ini mengalami pengurangan kecepatan dengan cepat dan energinya diubah menjadi energi foton sehingga energinya besar (lebih besar daripada energi sinar UV-Vis) dan tidak mengalami pembelokkan pada medan magnet (Jenkins, 1988). Teknik difraksi sinar-X merupakan salah satu metoda karakterisasi material yang digunakan untuk menganalisis struktur kristal dalam material dengan cara menentukan parameter kisi serta untuk mendapatkan ukuran partikel dengan mempelajari keteraturan atom atau molekul dalam suatu struktur tertentu. Apabila dalam analisis pola difraksi unsur diketahui maka unsur tersebut dapat ditentukan (Smallman & Bishop, 2000). Prinsip dasar dari XRD adalah hamburan elektron yang mengenai permukaa kristal. Bila sinar-X dilewatkan ke permukaan kristal, sebagian sinar tersebut akn dihamburkan dan sebagian lagi akan berinteraksi secara konstruktif (menguatkan) dan destruktif (melemahkan) ((Vlack, 2004). Hamburan sinar yang berinteraksi konstruktif inilah yang digunakan untuk analisis. Interferensi konstruktif terjadi apabila berkas sinar-X yang dihamburkan berada dalam keadaan satu fasa seperti terlihat pada Gambar 4. Interferensi konstruktif terjadi sesuai dengan Hukum Bragg berikut ini : nλ = 2d sinθ
...............................................................
18
(1)
dimana, n= urutan difraksi, λ= panjang gelombang sinar-X, d= jarak antar bidang kristal, dan θ= sudut difraksi.
Gambar 4. Difraksi sinar-X pada suatu kristal
Ukuran kisi kristal juga dapat ditentukan dari difraksi sinar-X yaitu dengan menggunakan persamaan Scherrer (Manorama et al., 2002) : D=
................................................................ (2)
Keterangan : D = Rata-rata ukuran kristal (nm) K = konstanta (0,94) λ = Panjang gelombang sinar-X (nm) β= Lebar puncak pada setengah intensitas θ = sudut Bragg. Difraksi sinar-X sangat penting pada identifikasi senyawa kristalin. Kekuatan dari cahaya yang terdifraksi tergantung pada kuantitas material kristalin yang sesuai di dalam sampel sehingga sangat mungkin mendapatkan analisa kuantitatif dari sejumlah relatif konstituen dari campuran senyawa padatan.
19
5. Spektrofotometer UV-Vis Spektrofotometer UV-Vis merupakan alat yang digunakan untuk mengukur panjang gelombang dan intensitas penyerapan sinar-UV serta cahaya tampak. Eksitasi elektron dalam orbital molekul dari tingkat energi dasar ke tingkat energi yang lebih tinggi dapat terjadi akibat penyerapan sinar tampak atau ultraviolet oleh molekul tersebut. Hasil pengukuran UV-Vis berupa hubungan antara panjang gelombang terhadap transmisi spektrum absorbansi yang dapat digunakan sebagai pengukuran awal untuk menentukan besarnya energi celah pita. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinu, monokromator sel pengadsorpsi untuk sampel atau blanko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorbsi antara sampel dan blanko atau pembanding (Khopkar, 1990). Prinsip dasar spektrofotometer UV-Vis yaitu jika suatu material disinari dengan gelombang elektromagnetik maka cahaya akan diserap oleh elektron dalam material sehingga menyebabkan elektron akan meloncat ke tingkat energi yang lebih tinggi. Elektron tidak sanggup meloncat dari pita valensi jika energi cahaya yang diberikan kurang dari lebar celah pita energi. Jika energi cahaya yang diberikan lebih besar maka elektron akan meloncat ke pita konduksi. Besarnya energi gap dapat ditentukan dengan metode spektrofotometer UVVis Difusi Reflektensi. Metode ini didasarkan pada pengukuran intensitas UV-Vis yang direfleksikan oleh sampel. Reflektansi yang terukur merupakan reflektansi standar dan di nyatakan dalam persamaan (3): .................................................... (3)
Nilai ini akan digunakan untuk mengetahui persamaan Kubelka-Munk : 20
.................................................... (4) Dimana, F(R) adalah faktor Kubelka-Munk, k adalah koefisien absorbansi, s adalah koefisien scattering, dan R adalah nilai reflektansi (Ilyas, 2011). Persamaan ini memiliki hubungan dengan parameter k dan s, F(R’ ) = k/s, sehingga persamaan (5) dapat ditulis: ................................................................ (5)
Spektrum UV-Vis Difusi Reflektansi berupa kurva hubungan antara k/s melawan panjang gelombang (λ) atau absorbansi (A) melawan panjang gelombang (λ) (Morales, 2007). Hubungan absorbansi (A) dengan reflektansi dinyatakan dalam persamaan (6) di bawah ini: log
=A
................................................................ (6)
Perhitungan dilakukan pada setiap sampel dengan menggunakan metode Kubelka Munk dimana energi gap diperoleh dari grafik hubungan antara hv (eV) vs (F(R’ )hv)1/2. Nilai hv (eV) ditentukan dengan persamaan berikut: Eg= hν =
................................................................. (7)
Dimana, Eg adalah energi celah pita (eV), h adalah ketetapan Planck (6,624 x 10-34 Js atau 4,14 x10-15 eV.s), c adalah kecepatan cahaya di udara (3 x 108 m/s), dan λ adalah panjang gelombang (nm). Energi celah pita semikonduktor adalah besarnya hν pada saat (F(R’ )hν)1/2 = 0, yang diperoleh dari persamaan regresi linier kurva tersebut.
21
B. Penelitian Yang Relevan Titanium dioksida berbasisi medium air berhasil disintesis dengan metode sol-gel dan etilen glikol sebagai surfaktan pada berbagai pH 1,5; 2,7; dan 5,0 selama 2 jam pada temperatur 170oC, dan dilanjutkan dengan variasi waktu refluks pH 1,5 yaitu 8, 16, dan 24 jam menghasilkan TiO2 berbentuk anatas dengan ukuran kristal sebesar 2-5 nm serta kristalinitas paling tinggi dari pola XRD ditunjukkan pada pH 1,5 dengan waktu refluks 16 jam (Hendra Adi Pratama, 2010). Sangchaya et al. (2012) berhasil mensintesis serbuk TiO2-AgCl dengan metode sol gel untuk degradasi fotokatalis metil biru (MB) dengan membandingkan pada TiO2 komersial P25. Hasil menunjukkan bahwa aktifitas fotokatalik serbuk TiO2-AgCl lebih efisien untuk degradasi fotokatalis metil biru dibawah UV dan sinar tampak dengan laju reaksi fotokatalitik yang dihasilkan sebesar 0,47 lebih tinggi dibandingkan dengan TiO2 komersial P25 sebesar 0,12. Beberapa peneliti yang lainnya seperti Cao et al. (2011) mensintesis AgI/AgCl/TiO2 dengan metode pertukaran ion menunjukkan bahwa TiO2 memiliki energi celah pita (Eg=3,12 eV), disisi lain EVB dari AgCl@TiO2 yaitu 2,87 eV terjadi ketika h+ berpindah dari VB AgCl ke TiO2. Titanium dioksida yang dikontrol dengan poli-etilen glikol (PEG) mempunyai sifat superhidrofil. Pada percobaan tetes air pada kaca preparat yang dilapisi dengan suspensi TiO2 menunjukkan terjadinya penurunan sudut kontak air ke 0o dengan cepat. Ketika perlakuan dilakukan pada tempat yang gelap selama
22
satu bulan sudut kontak air kembali menurun dengan cepat ke sudut 0o, disis lain sudut kontak pada kaca yang tidak dilapisi masih 30o (Gan et al., 2007).
C. Kerangka Berfikir Titanium tetraklorida yang direaksikan dengan H2O2 akan menghasilkan prekursor TiO2. Prekursor TiO2 yang terbentuk masih mengandung ion Cl- yang terabsorbsi pada permukaan TiO2. Ion Cl- yang terabsorbsi pada permukaan TiO2 ini berasal dari hasil samping reaksi TiCl4 dengan H2O2 pada saat pembuatan prekursor. Preparasi AgCl di permukaan TiO2 dilakukan dengan penambahan AgNO3 sebagai sumber perak dengan pengontrolan pH asam menggunakan larutan HNO3. Adanya ion Ag+ dari AgNO3 akan berikatan dengan ion Cl- yang terabsorbsi pada permukaan TiO2 membentuk AgCl yang dapat bertindak sebagai sensitiser. Sensitiser AgCl diharapkan dapat menggeser respon absorbsi TiO2 dari sinar UV ke sinar tampak. Adanya Penambahan variasi persen mol perak 1,5%, 3%, 6%, 9% dan TiO2 tanpa perak sebagai kontrol sangat diperlukan untuk mengetahui kemampuan optimum dari ion Cl- yang dapat bereaksi dengan ion Ag+, sehingga dapat meningkatkan aktivitasnya sebagai material antiburam
23
BAB III METODE PENELITIAN
A. Subjek dan Objek Penelitian 1. Subjek Penelitian Subjek penelitian pada penelitian ini adalah padatan TiO2-tersensitifkan perak klorida (TiO2@AgCl).
2. Objek Penelitian Objek penelitian pada penilitian ini adalah karakteristik fisik dan aktivitas antiburam TiO2-tersensitifkan perak klorida (TiO2@AgCl).
B. Variabel Penelitian 1. Variabel Bebas a. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah TiO2-tersensitifkan perak klorida dengan variasi penambahan persen mol perak yaitu: 0% (P1); 1,5% (P2); 3% (P3); 6% (P4); dan 9% (P5). b. Uji aktivitas antiburam dengan perlakuan sinar matahari dan sinar ultraviolet.
2. Variabel Terkontrol Variasi terkontrol dalam penelitian ini adalah : a. Temperatur sintesis 150°C b. Waktu refluks selama 6 jam c. pH sintesis adalah pH asam
24
3. Variabel Terikat Variabel terikat pada penilitian ini adalah: a. Variabel terikat pada penelitian ini adalah karakter fisik (struktur kristal, ukuran kristal dan daerah serapan) padatan TiO2-tersensitifkan perak klorida pada berbagai variasi penambahan persen mol perak. b. Uji aktivitas antiburam pada kaca preparat dengan gradien penurunan sudut kontak dalam waktu tertentu (t=0-40 menit).
C. Alat dan Bahan 1. Alat yang digunakan a. Peralatan Gelas b. Seperangkat Alat Refluks c. Neraca Analitik d. Magnetic Stirrer e. Pemanas f. pH meter g. Termometer h. Kaca Preparat i. Kamera j. XRD Rigaku Multiflek merk S-6000 k. Spektrofotometer UV-Vis Diffuse Reflectance
25
2. Bahan yang digunakan a. TiCl4 (Merck) b. AgNO3 (Merck) c. H2O2 (Merck) d. Akuades e. HNO3 f. Minyak Parafin g. Tetrametilammonium Hidroksida h. Aseton i. Etanol
D. Prosedur Penelitian 1. Preparasi prekursor TiO2 a. Titanium tetraklorida (TiCl4) sebanyak 100 ml dimasukkan ke dalam gelas ukur 250 ml. b. Di dalam lemari asam, larutan H2O2 dipersiapkan dalam buret. c. Kemudian larutan H2O2 ditambahkan tetes demi tetes ke dalam gelas ukur yang berisi larutan TiCl4 hingga terbentuk endapan berwarna kuning. d. Proses penyaringan dilakukan setelah endapan terbentuk dan mengeringkan dalam oven pada temperatur 80oC sampai kering.
26
2. Sintesis TiO2 tersensitifkan perak klorida a. Sebanyak 5 gram TiO2 dimasukkan ke dalam gelas ukur berukuran 250 ml. Ke dalam gelas ukur, dimasukkan akuades sebanyak 50 ml dan diaduk selama 1 jam dengan pengaduk magnet sebagai larutan (a). b. Larutan (a) dimasukkan ke dalam labu leher tiga dan ditambahkan akuades serta larutan HNO3 tetes demi tetes hingga diperoleh pH 1,2 sebagai larutan (b) c. Sejumlah gram AgNO3 (variasi penambahan persen mol perak yaitu: P1, P2, P3, P4, dan P5) dilarutkan dengan akuades pada gelas ukur yang kemudian ditambahkan tetrametil ammonium hodroksida, sebagai larutan (c) d. Larutan (c) dicampurkan ke dalam larutan (b) hingga volume total larutan sebanyak 100 ml. e. Larutan campuran (larutan c dan b) diaduk dengan pengaduk magnet dan direfluks pada temperatur 150oC selama 6 jam. f. Larutan hasil refluks selanjutnya didinginkan dan didekantasi, kemudian dikeringkan dengan menggunakan oven pada temperatur 110oC. g. Kristal yang terbentuk dikarakterisasi dengan menggunakan XRD dan spektrofotometer UV-Vis Diffuse Reflectance.
3. Uji aktivitas antiburam larutan pada TiO2 tersensitifkan perak klorida a. TiO2@AgCl dengan variasi penambahan persen mol perak P1, P2, P3, P4, dan P5 ditimbang sebanyak 0,03 gram kemudian dimasukkan ke dalam gelas ukur 50 ml untuk masing-masing sampel. 27
b. Akuades sebanyak 50 ml dimasukkan ke dalam gelas ukur sambil diaduk hingga terbentuk suspensi TiO2-tersensitifkan perak klorida. c. Lima buah kaca preparat dicelupkan ke dalam masing-masing suspensi TiO2 dengan varisasi penambahan persen mol perak P1, P2, P3, P4, dan P5 sedangakan satu kaca preparat tanpa dilakukan pencelupan dengan suspensi TiO2 sebagai kontrol. d. Enam kaca preparat selanjutnya dikeringkan pada temperatur kamar. e. Ditetesi satu tetes air pada masing-masing kaca preparat. f. Enam kaca preparat disinari dengan sinar UV. g. Diamati pengurangan sudut kontak air dengan permukaan kaca preparat menggunakan kamera berdasarkan berjalannya waktu hingga sudut kontak air berkurang , untuk pertama penetesan air dihitung t=0 menit sampai t=40 menit. h. Langkah diatas diulangi untuk perlakuan dengan sinar matahari.
E. Diagram Alir 1.
Preparasi Prekursor TiO2 100 ml TiCl4
+
H2O2 pekat
TiO2 (Endapan kuning) Saring dan keringkan dalam oven pada suhu 80oC sampai kering XDR (X-Ray Diffraction) Gambar 5. Diagram alir preparasi prekursor TiO2 28
2.
Sintesis TiO2 Tersensitifikasi Perak Klorida 5 gram TiO2 + 50 ml aquades
+
HNO3 + % AgNO3 (P1, P2, P3, P4, P%) + tetrametil ammonium hidroksida
Diaduk selama 1 jam Refluks temperatur 150oC selama 6 jam Didinginkan dan didekantasi Dikeringkan dalam oven pada temperatur 110oC
XRD (X-Ray Diffraction)
Spektrofotometer UV-Vis Diffuse Reflectance
Gambar 6. Diagram alir sintesis TiO2-tersensitifkan perak klorida 3.
Uji Aktifitas Antiburam TiO2 Tersensitifkan Perak Klorida 0,03 gram TiO2 (variasi perak P1, P2, P3, P4, P5)
+
Aduk sampai terbentuk suspensi
50 ml akuades
Celupkan kaca preparat dalam suspensi TiO2 variasi perak (P1,P2, P3, P4, P5)
Foto sudut kontak air pada permukaan setiap 4 menit sekali selama 40 menit
Keringkan dalam suhu kamar
Sinari dengan sinar UV dan matahari.
Gambar 7. Diagram alir uji aktivitas antiburam TiO2 tersensitifkan perak klorida 29
Tetesi air di atas permukaan kaca preparat
F. Teknik Analisis Data 1. Penentuan Struktur, Ukuran dan Parameter Kisi dengan X-Ray Diffraction (XRD) Penentuan difraktogram TiO2 direkam dengan difraktometer sinar-x Merk Rigaku Multiflek S-6000 dengan radiasi Cu Kα (1,5405981 Å) dari daerah 2θ= 20o-80o dengan interval 0,02o. Metode ini dapat digunakan untuk menentukan ukuran kristal dengan menggunakan persamaan Scherrer : D=
................................................................ (8)
dimana K adalah konstanta Scherrer = 0,94; λ merupakan panjang gelombang sinar-X yang digunakan (λ Cu = 0,15406 nm); β adalah puncak pada setengah tinggi intensitas (FWHM = Full Width at a Half Maximum); dan θ adalah sudut difraksi.
2. Penetapan Energi Celah Pita Berbagai Fasa TiO2 Terhadap Sinar Tampak. Besarnya
energi
celah
pita
dapat
ditentukan
dengan
metode
spektrofotometer UV-Vis Difusi Reflektansi. Metode ini didasarkan pada pengukuran intensitas UV-Vis yang direfleksikan pada sampel. Perhitungan dilakukan pada setiap sampel dengan menggunakan metode Kubelka Munk dimana energi celah pita diperoleh dari grafik hubungan antara hν (eV) vs (F(R’
hν)1/2. Persamaan Kubelka-Munk dapat dituliskan sebagai berikut: ..................................................... (9)
30
3. Uji Antiburam TiO2@AgCl Hasil Sintesis Teknik analisa data uji aktivitas antiburam dilakukan dengan cara mengukur sudut kontak air pada permukaan kaca preparat menggunakan program corel draw dengan Angular Dimension Tool. Hasil pengukuran sudut kontak air selanjutnya dibuat grafik hubungan antara sudut kontak dengan waktu (menit) untuk mengetahui perbedaan kecepatan penurunan sudut kontak dari masing-masing sampel TiO2 tersensitifkan perak klorida.
31
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Preparasi Prekursor TiO2 Pembuatan prekursor menjadi langkah awal dalam sintesis titanium dioksida (TiO2). Prekursor dapat diperoleh dengan cara meneteskan sedikit demi sedikit larutan hidogen peroksida (H2O2) yang berlebih ke dalam larutan titanium tetraklorida (TiCl4). Menurut Gao et al. (2007) titanium tetraklorida dapat tereduksi oleh H2O2 membentuk Ti(O2)-O.2H2O. Akan tetapi, dalam penelitian ini prekursor yang terbentuk adalah TiO2 fasa rutil dengan difraktogram XRD yang diperoleh dapat dilihat pada penelitian Vina Ayu Mu’izayanti (2016). Berdasarkan penelitian Cheng et al. (1995) bahwa keasaman tinggi yang berasal dari konsentrasi TiCl4 yang tinggi mempengaruhi pembentukan fasa rutil, sedangkan larutan dengan kisaran pH 3,4-8,2 menghasilkan fasa anatas. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa setelah ditambahkan H2O2 tetes demi tetes terbentuk endapan berwarna kuning serta mengeluarkan gas berwarna putih. Endapan yang terbentuk kemudian disaring dan dikeringkan dalam oven pada temperatur 80oC untuk mengurangi kadar air yang terikat di dalam endapan. Endapan yang semula berwarna kuning berubah menjadi putih.
B. Sintesis TiO2-Tersensitifkan Perak Klorida Titanium dioksida tersensitifkan perak klorida dapat disintesis dengan metode pengedapan teknik refluks. Teknik ini dilakukan dengan beberapa langkah. Langkah pertama sintesis ini adalah dengan mengemulsikan prekursor 32
)
TiO2 yang mengabsorbsi ion Cl- yang berasal dari hasil samping reaksi antara TiCl4 dengan H2O2 pada saat pembuatan prekursor dalam 50 ml akuades dan dilakukan pengadukan selama 1 jam. Kemudian larutan dimasukkan ke dalam labu destilasi untuk dilakukan pengecekan pH awal prekursor, selanjutnya menambahkan perak nitrat (AgNO3) sebagai sumber Ag dengan berbagai variasi penambahan persen mol yaitu: P2, P3, P4, P5 dan TiO2 sebagai kontrol ke dalam larutan. Adanya penambahan perak nantinya dapat mempengaruhi sintesis TiO2, dikarenakan perak akan bereaksi dengan ion Cl- yang terabsorbsi pada permukaan TiO2 membentuk AgCl. Pada penelitian ini dilakukan penambahan larutan HNO3 pekat tetes demi tetes untuk mengontrol pH dalam kondisi asam, seperti penelitian Sangchaya et al.
(2012) yang melakukan sintesis TiO2-AgCl dengan
menambahkan HNO3 2M sebagai pengontrol pH pada rentang pH 1-2. Kemudian merefluks emulsi tersebut pada temperatur 150oC selama 6 jam pada pH 1,2 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.
Gambar 8. Proses refluks TiO2@AgCl
33
Langkah kedua yaitu mendinginkan emulsi hasil refluks dan menuangkan dalam cawan porselin. Emulsi tersebut didiamkan selama ± 24 jam untuk memperoleh endapan. Selanjutnya dilakukan pengukuran pH setelah refluks untuk memastikan pH dalam kondisi asam dan diperoleh pH sebesar 1,2 baik sesudah maupun sebelum proses refluks. Endapan yang terbentuk kemudian didekantasi dan dikeringkan di dalam oven pada temperatur 110oC sampai kering untuk menghilangkan kadar air yang ada dalam endapan. Setelah kering endapan digerus untuk mendapat serbuk TiO2. Serbuk
titanium
dioksida
hasil
sintesis
dikarakterisasi
dengan
menggunakan XRD untuk mengetahui struktur kristal, ukuran kristalinitas dari TiO2 hasil sintesis dan UV-Vis Diffuse Reflectance untuk mengetahui daerah serapan dan energi celah pita.
C. Karakterisasin Hasil Sintesis TiO2 1. Analisis XRD a. Data Kualitatif XRD Analisa difraksi sinar-X dari TiO2 hasil sintesis dilakukan menggunakan XRay Diffraction (XRD) pada kisaran daerah 20o-80o dengan sumber radiasi Cu-Kα yang memiliki panjang gelombang karakterisasi radiasi Kα=1,54060Å. Pola difraksi yang dihasilkan dari XRD kemudian dianlisis lebih lanjut dengan membandingkan pola difraksi dengan pola standar pada data Powder Diffraction File (PDF). Pola difraksi sinar-X dari semua sampel dengan variasi penambahan Ag yaitu P1, P2, P3, P4, dan P5 yang dihasilkan diperjelas dengan proses 34
penghalusan (smoothing) pada program Winplotr yang dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9. Pola difraksi XRD sampel TiO2-tersensitifkan AgCl Berdasarkan Gambar 9 menunjukkan adanya 3 fasa campuran yaitu anatas rutil, dan AgCl pada sampel TiO2 dengan variasi penambahan perak P1, P2, P3, P4, dan P5. Fasa rutil ditandai dengan puncak difraksi 2θ= 27,20o; 35,74o; 40,90o; dan 68,24o dengan bidang hkl masing-masing (110), (101), (111), dan (301) yang sesuai dengan data standar Sugiyama et al. (1991) PDF card no: 01-076-0322, sedangkan pada fasa anatas didukung dengan munculnya puncak-puncak difraksi pada daerah 2θ= 25,23o; 53,90o; 62,63o; dan 70,30o dengan bidang hkl masingmasing (101), (105), (204), dan (220) sesuai dengan data standar Khitrova et al. (1977) PDF card no: 01-083-2243. Selain itu, pada sampel TiO2@AgCl dengan variasi penambahan persen mol perak P2, P3, P4, dan P5 menunjukkan adanya puncak difraksi tambahan pada daerah 2θ=27,85o; 32,23o; 46,23o; 54,81o; 57,41o; dan 76,76o dengan bidang hkl masing-masing (111), (200), (220), (311), (222), 35
dan (420) yang sesuai dengan data standar Swanson PDF card no: 01-085-1355. Adanya puncak-puncak difraksi tersebut mengindikasikan spesies AgCl dalam struktur TiO2 hasil sintesis. Puncak difraksi ini adalah tajam dan intens yang menunjukkan tingkat kristalinitas tinggi dari spesies AgCl. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh Tian & Zhang (2012) bahwa pada sampel AgCl, Ag@AgCl, AgCl@TiO2, dan AgCl@Ag@TiO2 yang dikarakterisasi dengan XRD menunjukkan adanya puncak difraksi yang identik dengan penilitian ini yaitu 2θ=27,80o; 32,20o; 46,20o; 54,80o; 57,50o, dan 76,70o yang mengindikasikan puncak dari AgCl. Selain itu, adanya pengontrolan pH asam sebelum dan setelah refluks juga mempengaruhi hasil dari masing-masing sampel TiO2 tersensitifkan AgCl dengan variasi penambahan perak P1, P2, P3, P4, dan P5. Terlihat pada Lampiran 2 menunjukkan bahwa dengan adanya penambahan HNO3 sebagai pengontrol pH asam menghasilkan fasa rutil yang lebih dominan dibandingkan dengan fasa anatas dan AgCl. Sesuai dengan laporan penelitian dari (Wang et al., 2007; dan Bae et al., 2003) yang menunjukkan bahwa adanya variasi pH larutan menghasilkan pembentukan fasa yang berbeda dari TiO2. Hal ini dikarenakan semakin rendah keasaman larutan atau bersifat basa maka struktur fasa yang terbentuk adalah anatas, sedangkan semakin tinggi keasaman larutan maka fasa yang terbentuk terarah ke fasa rutil. Hal ini ditandai dengan intensitas relatif fasa rutil yang lebih tinggi. Variasi tinggi intensitas relatif tersebut juga menandai adanya perbedaan komposisi fasa pada masing-masing sampel.
36
Identifikasi bidang-bidang (hkl) dilakukan dengan mencocokan data puncak difraksi dan intenistas I/Io dari percobaan dengan data standar PDF card no: 01-076-0322 (rutil), 01-083-2243 (anatas), dan 01-085-1355 (AgCl) pada setiap sampel TiO@AgCl dengan variasi penambahan perak P1, P2, P3, P4, dan P5 yang dapat dilihat pada Tabel 2. Analisis lebih lanjut dari data Tabel 2 dengan menggunakan bantuan program U-FIT dapat ditentukan nilai parameter kisi dari masing-masing sampel yang disajikan pada Tabel 3. Perhitungan nilai parameter kisi dan volume sel pada program U-FIT dilakukan dengan
mencocokkan data puncak difraksi dan
intensitas I/Io dari percobaan dengan data puncak difraksi teori yang telah ada dalam program U-FIT dari masing-masing fasa kristal rutil, anatas, dan AgCl.
Tabel 3. Nilai parameter kisi (Å) dan volume sel TiO2@AgCl berbagai variasi penambahan perak Fasa Kristal
Group Ruang
Anatas
I
Rutil
P
AgCl
F
P1 a =3,7781 c =9,4986 V=135,5804 a =4,6366 c =2,9763 V=63,988 a=V= -
Senyawa TiO2@AgCl P2 P3 P4 a =3,7785 a = 3,7793 a =3,7831 c =9,5164 c =9,4965 c =9,5035 V=136,5836 V=135,6403 V=136,0105 a =4,6393 a =4,6349 a =4,6334 c =2,9826 c =2,9876 c =2,9913 V=64,1912 V=64,1822 V=64,2160 a =5,5520 a =5,5499 a =5,5515 V=171,1339 V=170,9512 V=171,0875
P5 a =3,7795 c =9,4964 V=135,6496 a =4,6378 c =2,98921 V=64,294 a =5,5498 V=170,9374
Hasil parameter kisi dan volume sel pada Tabel 3 identik dengan data penelitian yang telah dipaparkan oleh Khitrova et al. (1977) yaitu a=b= 3,7800 Å dan c= 9,5100 Å dengan volume sel sebesar 135,883 untuk fasa anatas yang memiliki grup ruang I41/amd. Menurut Sugiyama et al. (1991), pada fasa rutil memiliki grup ruang P42/mnm dengan nilai a=b= 4,6344 Å, c= 2,9919 Å dan 37
volume sel sebesar 64,258 , sedangkan pada penelitian Swanson fasa AgCl yang menunjukkan bahwa a= 5,5490 Å dengan volume sel sebesar 170,861 memiliki grup ruang Fm3m. Nilai volume sel pada masing- masing sampel disajikan dalam bentuk grafik hubungan antara variasi Ag dengan volume sel yang dapat dilihat
Volume Sel
pada Gambar 10, 11, dan 12.
136,6 136,4 136,2 136 135,8 135,6 135,4 0
2
4
6
8
10
% Ag Gambar 10. Grafik volume sel TiO2@AgCl fasa anatas Volume sel
64,4 64,3 64,2 64,1 64 63,9 0
2
4
6
8
10
% Ag
Volume Sel
Gambar 11. Grafik volume sel TiO2@AgCl fasa rutil 171,15 171,1 171,05 171 170,95 170,9 0
2
4
6
8
% Ag Gambar 12. Grafik volume sel TiO2@AgCl pada AgCl
38
10
Tabel 2. Data bidang-bidang hkl , puncak difraksi, dan intensitas I/Io dari berbagai sampel penambahan Ag TiO2@AgCl (0%) 2θ I/Io
TiO2@AgCl (1,5%) 2θ I/Io
Percobaan TiO2@AgCl (3%) 2θ I/Io
Teori TiO2@AgCl (6%) 2θ I/Io
TiO2@AgCl (9%) 2θ I/Io
Anatas
Rutil
Hasil
AgCl
2θ 25,23 -
I/Io 100,0 -
2θ 27,19 -
I/Io 100,0 44,9 -
2θ 27,83 32,24 -
I/Io 49,6 100,0 -
37,81
6,3
35,69
25,25 27,15 35,80 -
24,5 100,0 58,4 -
25,23 27,19 32,23 35,81 -
14,5 100,0 27,4 74,6
25,23 27,19 27,85 32,23 35,74 -
12,1 100,0 96,4 68,5 30,9 -
25,28 27,20 27,85 32,23 35,74 37,81
3,9 63,0 44,0 100,0 46,4 7,9
25,21 27,21 27,85 32,24 35,75 37,81
3,7 30,4 45,6 100,0 21,1 0,9
-
-
38,64
2,5
-
-
38,81
5,2
-
-
38,61
11,8
38,83
6,3
-
-
40,90 43,63 48,05 53,93 56,05 62,63 63,38 68,27 70,31 -
27,2 8,1 4,2 2,6 61,3 17,1 19,3 2,2 16,9 -
40,90 43,61 46,17 48,03 53,90 56,13
35,0 5,7 16,1 2,9 74,2
40,90 43,65 46,17 48,08 53,90 56,13 57,31 62,65 67,44 68,94 74,14 76,76
23,4 4,0 60,3 3,0 47,1 13,5 12,2 12,6 4,6 15,1 3,5 18,3
40,92 43,69 46,18 48,09 53,85 54,81 56,13 57,41 62,66 67,45 68,27 70,30 74,14 76,77
10,3 2,3 68,4 2,1 22,1 20,2 5,5 20,1 7,0 8,8 5,7 6,0 5,3 3,7
21,1 11,3 4,4 4,5 1,6 2,1 -
17,2 6,2 11,7 5,2 12,4 6,8 -
61,4 19,0 18,2 7,4
70,39 74,10 76,15 -
40,81 43,61 56,08 63,42 68,28 68,95 -
46,24 54,83 57,49 67,46
16,5 -
23,7 13,5 19,3 4,4
6,7 56,7 5,1 66,2 18,7 15,1 20,4 11,2 7,1 14,1 3,0 13,0 12,1
48,10 53,92 62,75 -
76,15 -
62,60 68,24 70,23 76,70
40,83 43,63 46,23 48,08 53,90 56,13 57,44 62,68 67,44 68,24 70,30 74,13 76,77
76,75
18,2
4,1
39
hkl A (101) R (110) AgCl (111) AgCl (200) R (101) A (004) A (112) / R (200) R (111) R (210) AgCl (220) A (200) A (105) AgCl (311) R (220) AgCl (222) A (204) R (310) AgCl (400) R (301) A (220) R (112) A (107) A (301) AgCl (420)
b. Data Kuantitatif XRD Dari hasil analisis XRD dengan metode Reference Intensity Ratio (RIR) diperoleh data kuantitatif berupa komposisi berat fasa anatas, rutil, dan AgCl dengan penambahan variasi Ag (P1, P2, P3, P4, dan P5) yang dapat dilihat pada Tabel 4 dan Lampiran 2. Metode Reference Intensity Ratio ( RIR) merupakan metode yang digunakan untuk analisis kuantitatif dengan menggunakan perbandingan nilai intesitas difraksi sampel dengan intensitas difraksi material referensi. Metode Reference Intensity Ratio (RIR) menggunakan pengukuran rasio area puncak untuk menetukan komposisi berat tiap fasa yang terkandung dalam sampel yang diuji. Tabel 4. Data komposisi berat sampel TiO2@AgCl berbagai variasi penambahan Ag Ag Rutil Anatas Senyawa (%) (%) (%) P1 81,0 19,0 P2 89,0 10,0 TiO2@AgCl P3 92,0 4,2 P4 87,0 4,4 P5 82,0 3,2
AgCl (%) 0,0 1,3 3,4 8,3 15,2
Berdasarkan data Tabel 4 menunjukkan bahwa sampel TiO2 dengan variasi penambahan perak (P1, P2, P3, P4, dan P5) menghasilkan komposisi berat fasa rutil yang lebih dominan dibandingkan dengan anatas dan AgCl. Hal ini dipengaruhi oleh kondisi pH asam pada saat sintesis TiO2 tersensitifkan perak klorida bahwa dengan adanya keasaman larutan yang tinggi maka fasa yang terbentuk akan terarah ke fasa rutil. Akan tetapi, adanya penambahan Ag yang semakin banyak menurunkan komposisi berat dari fasa anatas pada masing40
masing sampel TiO2 dengan variasi penambahan persen mol perak (P1, P2, P3, P4, dan P5) dan fasa rutil pada sampel TiO2 dengan varisai penambahan perak (P4 dan P5) yang disebabkan semakin meningkatnya intensitas dari AgCl pada masing-masing sampel. Intensitas AgCl yang tinggi dengan variasi penambahan Ag yang semakin banyak menandakan adanya perbedaan komposisi
berat pada masing-masing
sampel. Semakin tinggi intensitas AgCl maka semakin besar pula komposisi AgCl
% AgCl
yang diperoleh, yang dapat dilihat pada Gambar 13. 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0
2
4
6
8
10
% Ag
Gambar 13. Grafik hubungan persentase Ag dan AgCl setelah sintesis
c. Ukuran Kristal TiO2@AgCl Ukuran kristal (Apparent Crystal Size) dari kelima sampel TiO2@AgCl variasi penambahan Ag (P1, P2, P3, P4, dan P5) diperoleh dari data XRD yang dapat dihitung dengan persamaan Debye Scheerer. Melalui perhitungan kuantitatif menggunakan persamaan (2) dan (8), dengan nilai β yang digunakan adalah nilai puncak-puncak maksimum yang dimiliki oleh fasa anatas pada orientasi bidang 41
(101, 200), rutil (110, 101, 111), dan AgCl (200, 220) didapatkan data ukuran kristal pada Tabel 5. Tabel 5. Ukuran kristal TiO2@AgCl berbagai variasi penambahan perak Ukuran Kristal (nm) Senyawa TiO2@AgCl Anatas Rutil AgCl P1 5,99 9,13 P2 9,04 9,19 60,57 P3 8,99 11,29 49,97 P4 7,18 10,26 37,77 P5 7,65 10,52 41,14
Hasil data Tabel 5 menunjukkan bahwa sampel TiO2@AgCl berbagai variasi penambahan Ag untuk fasa anatas memiliki ukuran kristal pada rentang 59 nm, rutil 9-11 nm, sedangkan AgCl 37-60 nm. Hasil ukuran kristal yang diperoleh pada fasa anatas lebih kecil jika dibandingkan dengan rutil dan AgCl. Berdasarkan penelitian Su et al. (2004) struktur anatas memiliki luas permukaan serbuk yang lebih besar serta ukuran partikel yang lebih kecil dibandingkan dengan struktur rutil. Semua sampel TiO2@AgCl dengan variasi penambahan perak (P1, P2, P3, P4, P5) baik pada fasa anatas, rutil, dan AgCl rata-rata mengalami penurunan dengan penambahan Ag yang dapat dilihat pada Gambar 14, 15, dan 16. Hal ini terjadi karena ukuran butir kristal yang diperoleh dipengaruhi oleh lebar spektrum XRD, yang tidak lain adalah nilai FWHM. Jika nilai FWHM yang diperoleh pada XRD kecil maka ukuran butir kristal besar, begitupun juga sebaliknya ketika nilai FWHM yang diperoleh besar maka ukuran butir kristal kecil.
42
Ukuran Kristal (nm)
10 8 6 4 2 0 0
2
4
6
8
10
% Ag
Ukuran Kristal (nm)
Gambar 14. Grafik ukuran kristal TiO2@AgCl fasa anatas berbagai variasi penambahan perak 12 10 8 6 4 2 0 0
2
4
6
8
10
% Ag
Ukuran Kristal (nm)
Gambar 15. Grafik ukuran kristal TiO2@AgCl fasa rutil berbagai variasi penambahan persen mol perak 70 60 50 40 30 20 10 0 0
2
4
6
8
% Ag Gambar 16. Grafik ukuran kristal TiO2@AgCl pada AgCl berbagai variasi penambahan persen mol perak 43
10
2. Spektrofotometer UV-Vis Diffuse Reflectance Karakterisasi dengan UV-Vis Diffuse Reflectance digunakan untuk mengukur absorbansi atau kemampuan material untuk menyerap cahaya dan besarnya energi celah pita TiO2 yang telah tersensitifkan perak klorida. Energi celah pita merupakan rentang energi antara pita konduksi dan pita valensi. Harga energi celah pita sangat penting karena berpengaruh terhadap kinerja semikondutor dalam mengalirkan elektron dan hole (Lestari dkk., 2012). Selain itu, perbedaaan energi celah pita juga akan berpengaruh terhadap energi foton atau cahaya yang dibutuhkan (Gunlazuardi, 2001). Energi celah pita kecil akan membutuhkan energi cahaya yang kecil pula begitu sebaliknya. Serbuk hasil sintesis sebelum dianalisis perlu dilakukan preparasi sampel terlebih dahulu pada kaca preparat dengan cara menempelkan serbuk TiO2@AgCl berbagai variasi penambahan perak yang dilarutkan dengan sedikit etanol. Kaca preparat yang telah terlapisi sampel dikeringkan pada temperatur ruang untuk menguapkan etanol sebagai pelarut. Sampel TiO2@AgCl berbagai variasi penambahan Ag akan mengadsorpsi pada panjang gelombang tertentu. Pengukuran dilakukan pada panjang gelombang 200-800 nm. Kisaran panjang gelombang untuk UV adalah 180-380 nm sedangkan untuk Visible adalah 380-780 nm (Fessenden & Fessenden, 1997). Dari data karakterisasi UV-Vis diperoleh data absorbansi yang ditunjukkan pada Gambar 17.
44
4
TiO2 0% TiO2 1,5% TiO2 3% TiO2 6% TiO2 9%
Absorbansi
3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 200
300
400
500
600
700
800
Panjang Gelombang (nm) Gambar 17. Grafik absorbansi TiO2@AgCl berbagai variasi penambahan perak Berdasarkan Gambar 17 menunjukkan bahwa material P1 sebagai kontrol mengalami penyerapan energi yang terjadi pada panjang gelombang maksimal 355 nm dan 462 nm yang merupakan daerah UV dan sinar tampak. Penyerapan energi sampel TiO2@AgCl berbagai variasi penambahan Ag dapat dilihat pada Tabel 6. Tabel 6. Data absorbansi sampel TiO2@AgCl berbagai variasi penambahan perak λ(nm) Sampel (TiO2@AgCl) Visibel UV P1 462 355 P2 464 323 P3 553 358 P4 522 350 P5 559 360
Dari hasil data Tabel 6 menunjukkan bahwa semua sampel TiO2@AgCl memiliki daerah serapan pada sinar UV dan sinar tampak. Adanya serapan pada daerah sinar tampak menunjukkan terjadinya transisi elektronik dx dari orbital 45
tingkat energi rendah (t2g) ke obital tingkat energi yang lebih tinggi (eg) (Sugiyarto, 2012: 140). Perubahan transisi orbital t2g ke eg umumnya terjadi pada TiO2 dengan simetri oktahedron (Oh) yang sempurna, namun pada penelitian ini TiO2 yang dihasilkan dalam bentuk fasa anatas dan rutil. Dalam anatas dan rutil TiO2 terkoordinasi dengan 6 atom oksigen membentuk simetri oktahedron (Oh), tetapi dari segi struktur terdapat perbedaan yang menyebabkan fasa anatas memiliki simetri D2d, sedangkan rutil memiliki simetri D2h. Pada fasa anatas orbital dari t2g tersplitting menjadi dxy (b2); dxz, dyz (e) dan orbital eg tersplitting menjadi dz2 (a1); dx2-dy2 (b1). Adanya splitting tersebut memungkinkan terajdinya 4 transisi pada fasa anatas yaitu b2a1, b2b1, ea1, dan eb1, sedangkan pada fasa rutil terjadi 3 transisi dari b1g ag, b2gag, dan b3gag dimana orbital t2g tersplitting menjadi dxy (b1g), dxz (b2g), dyz (b3g), dan orbital eg tersplitting menjadi dx2-dy2, dz2 (ag). Karakterisasi UV-Vis Diffuse Reflectance juga dilakukan untuk menentukan besarnya energi celah pita dari sampel TiO2@AgCl yang telah disintesis. Perhitungan energi celah pita dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan (4) dan (9). Energi celah pita pada semikonduktor adalah (h.c/λ) pada saat (F(R’ )hν)1/2=0, yang diperoleh dari perpotongan garis lurus yang ditarik memotong sumbu x pada grafik. Data energi celah pita dari sampel TiO2@AgCl berbagai variasi penambahan Ag dapat dilihat pada Gambar 18.
46
TiO2
TiO2@AgCl 1,5% 20,00000000
(FR(hv))^0,5
(FR(hv))^0,5
4,00000000 3,00000000 2,00000000 1,00000000
15,00000000 10,00000000 5,00000000 0,00000000
0,00000000
2,00 2,40 2,80 3,20 3,60
2,00 2,30 2,60 2,90 3,20
Eg (eV)
Eg (eV)
TiO2@AgCl 6% 2,50000000
0,50000000
2,00000000
(FR(hv))^0,5
0,60000000 0,40000000 0,30000000 0,20000000 0,10000000 0,00000000
1,50000000 1,00000000 0,50000000 0,00000000
2,00 2,30 2,60 2,90 3,20
2,00 2,30 2,60 2,90 3,20
Eg (eV)
Eg (eV)
TiO2@AgCl 6% 0,80000000
(FR(hv))^0,5
(FR(hv))^0,5
TiO2@AgCl 3%
0,60000000 0,40000000 0,20000000 0,00000000 2,00
2,30
2,60
2,90
3,20
Eg (eV)
Gambar 18. Grafik energi celah pita TiO2@AgCl berbagai variasi penambahan persen mol perak
47
Gambar 18 menunjukkan P1 sebagai kontrol mengalami penyerapan energi yang terjadi pada panjang gelombang maksimal 355 nm dan 462 nm yang merupakan daerah UV dan sinar tampak. Penyerapan energi sampel TiO2@AgCl berbagai variasi penambahan perak dapat dilihat pada Tabel 7. Tabel 7. Data nilai energi celah pita TiO2@AgCl berbagai variasi penambahan perak No 1 2 3 4 5
Sampel TiO2@AgCl P1 P2 P3 P4 P5
Nilai Energi Celah Pita 3,05 3,42 3,00 3,09 2,95
Berdasarkan Tabel 7 dapat diketahui bahwa dengan adanya penambahan sensitiser AgCl dengan variasi persen mol perak (P2, P3, P4) belum dapat menurunkan energi celah pita (Eg) secara maksimal. Akan tetapi, pada sampel TiO2@AgCl P5 memiliki energi celah pita yang berbeda dari sampel yang lainnya, dimana pada P5 diperoleh energi celah pita yang lebih kecil yaitu 2,95. Energi celah pita tersebut masih pada batas antara sinar UV dengan sinar tampak, sehingga perlu dilakukan penambahan perak yang lebih banyak lagi untuk mengoptimalkan penurunan energi celah pita pada sampel agar terjadi pergeseran respon TiO2 dari sinar UV ke sinar tampak.
48
D. Uji Aktivitas Antiburam Bahan yang digunakan untuk uji aktivitas fotokatalik ini adalah material TiO2@AgCl dengan berbagai variasi penambahan Ag yang digunakan dalam uji antiburam ini berasal dari sinar matahari dan sinar UV. Langkah pertama yang dilakukan dalam uji antiburam yaitu dengan cara membuat suatu lapisan sangat tipis dari suspensi TiO2@AgCl dengan variasi penambahan Ag (P1, P2, P3, P4, dan P5) pada permukaan kaca preparat dan kemudian dilakukan pengukuran sudut kontak dengan cara memotret atau memfotonya setiap t=4 menit selama 40 menit dibawah sinar matahari dan sinar UV seperti pada Lampiran 7. Sebagai kontrol digunakan kaca preparat tanpa pelapisan sampel TiO2@AgCl. Data penurunan sudut kontak dalam waktu tertentu dari material TiO2@AgCl berbagai variasi penambahan Ag dengan perlakuan sinar matahari dan sinar UV dapat dilihat pada Lampiran 8. Dari data tersebut dibuat grafik hubungan antara sudut kontak air terhadap waktu yang dapat dilihat pada Gambar 19 dan 20. Hasil pengukuran sudut kontak air terhadap permukaan kaca preparat menunjukan adanya pengurangan sudut kontak pada berbagai variasi penambahan Ag akibat adanya penyinaran matahari dan lampu UV. Semakin kecil sudut kontak yang terbentuk maka aktivitas antiburam akan semakin baik.
49
Sudut Kontak
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0
5
10
15
20
25
30
35
40
Waktu (menit) Aquades TiO2 3%
TiO2 0% TiO2 6%
TiO2 1,5% TiO2 9%
Gambar 19. Grafik uji aktivitas antiburam sinar matahari 45 40
Sudut Kontak
35 30 25 20 15 10 5 0 0
5
10
15
20
25
30
35
40
Waktu (menit) Aquades TiO2 3%
TiO2 0% TiO2 6%
TiO2 1,5% TiO2 9%
Gambar 20. Grafik uji aktivitas antiburam sinar UV
Berdasarkan Gambar 19 dari keenam sampel yang telah di uji dengan sinar matahari dapat dilihat bahwa penurunan sudut kontak yang paling baik terjadi pada TiO2@AgCl dengan variasi perak P4. Pada sampel TiO2@AgCl dengan variasi perak P4 mengalami penurunan sudut kontak paling signifikan dibandingkan dengan sampel yang lain yaitu sudut kontak awal pada saat t=0 50
menit sebesar 36,68o dan sudut kontak akhir pada saat t= 36 menit sebesar 0o. Hal ini disebabkan oleh efek fotokatalis dari sinar matahari sehingga menghasilkan sifat fotohidrofilik pada kaca preparat. Pada sampel yang lain juga mengalami penurunan sudut kontak akan tetapi tidak besar seperti sampel TiO2@AgCl dengan variasi perak P4. Urutan sudut kontak dari yang paling cepat ke yang paling lambat yaitu TiO2@AgCl dengan variasi penambahan perak P4, P5, P3, P2, P1, dan akuades, sedangkan pada Gambar 20 sampel yang telah di uji dengan perlakuan sinar UV menunjukkan bahwa penurunan sudut kontak yang paling baik terjadi pada TiO2@AgCl dengan variasi perak P3 yang kemudian diikuti dengan TiO2@AgCl dengan variasi penambahan perak P4, P5, P2, P1, dan aquades. Pada sampel TiO2@AgCl dengan variasi perak P3 memiliki waktu tercepat dalam hal pengurangan sudut kontak air, yaitu pada saat t= 0 menit sebesar 38,75o dan setelah t= 24 menit menjadi 0o. Sudut kontak air dan permukaan film tipis antara 20o-40o yaitu masih dalam rentang sifat hidrofilik. Berdasarkan Lampiran 9, dapat diketahui gradien kemiringan (slope) garis singgung penurunan sudut kontak air dari masing-masing sampel yang dapa dilihat pada Tabel 8. Tabel 8. Gradien kemiringan (slope) garis singgung penurunan sudut kontak air sampel TiO2@AgCl dengan berbagai variasi penambahan perak pada sinar matahari dan sinar UV No Sampel TiO2@AgCl Sinar Matahari Sinar UV o 1 Akuades 26,57 28,30o 2 P1 28,93o 29,98o 3 P2 27,35o 28,73o o 4 P3 29,58 32,53o 5 P4 31,80o 31,69o o 6 P5 30,41 31,50o
51
Tabel 8 menunjukkan bahwa dengan variasi penambahan Ag pada permukaan lapis tipis TiO2 maka gradien kemiringan (slope) garis singgung penurunan sudut kontak air yang dihasilkan semakin besar pada masing-masing sampel. Semakin besar sudut kemiringan yang dihasilkan maka semakin cepat penurunan sudut kontaknya, sehingga semakin baik sifat superhidrofiliknya atau sifat antiburam.
52
BAB V KESIMPULAN
A. Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: 1. Sampel TiO2-tersensitifkan perak klorida (TiO2@AgCl) pada kondisi pH asam dengan variasi penambahan perak 0% (P1); 1,5% (P2); 3% (P3); 6% (P4); dan 9% (P5) menghasilkan struktur kristal rutil (mayor), anatas dan AgCl (minor). Ukuran kristal masing-masing sampel pada fasa anatas antara 5-9 nm, rutil 911 nm, dan AgCl 37-60 nm. Seiring dengan penambahan variasi persen mol Ag yang semakin banyak meningkatkan komposisi berat AgCl pada masingmasing sampel sebesar 1,3%; 3,4%; 8,3%; 15,2% dengan energi celah pita yang dihasilkan berturut-turut sebesar 3,24; 3,00; 3,09; 2,95 eV, sedangkan pada kontrol adalah 3,05 eV. 2. Variasi penambahan Ag dalam TiO2 berpengaruh terhadap uji aktivitas antiburam dalam menurunkan sudut kontak air dengan kaca preparat. Sampel TiO2-tersensitifkan AgCl dengan penambahan perak 6% memiliki aktivitas antiburam paling baik pada sinar matahari dengan gradien (slope) penurunan sudut kontak air yang dihasilkan adalah 31,80o , sedangkan pada sinar UV adalah 3% perak dengan gradien (slope) penurunan sudut kontak air yang dihasilkan adalah 32,53o.
53
B. Saran Penelitian dalam bidang anorganik bersifat berkelanjutan sehingga perlu dilakukan suatu pengembangan. Oleh karena itu, saran yang perlu dilakukan adalah sebagai berikut. 1.
Perlunya dilakukan analisis lebih lanjut untuk mengetahui apakah AgCl yang dihasilkan dalam sintesis masuk dalam struktur atau hanya menempel pada permukaan TiO2, misalnya dengan menggunakan instrumen EDX.
2.
Perlunya dilakukan perhitungan klorida pada prekursor sebelum ditambahkan AgNO3 agar dapat diketahui jumlah klorida yang terdapat dalam prekursor.
54
DAFTAR PUSTAKA
Ahonen, P. (2001). Aerosol Production and Crystallization of Titanium Dioxide from Metal Alkoxide Droplets. Dissertation. Valtion Teknillinen. Anpo, M., Takeuchi, M. & Catal J. (2003). The Design and Development of Highly Reactive Titanium Oxide Photocatalysts Operating Under Visible Light Irradiation. Journal of Catalysis. 216:505-516 Bae, E. & Choi, W. (2003). Highly Enhanced Photoreductive Degradation of Perchlorinated Compounds on Dye-Sensitized Metal/TiO2 Under Visible Light. Environmental Science Technology. 37: 147-152. Carp, O., Huisman, C.L. & Reller, A. (2004). Photoinduced Reactivity of Titanium Oxide. Progress in Solid State Chemistry. 32: 33-177. Cao, J., Xu, B., Luo, B., Lin, H.& Chen, S. (2011). “Preparation, Characterization and Visible-Light Photocatalytic Activity of AgI/AgCl/TiO2,” Applied Surface Science. 257(6): 7083–7089. Chekina, F., Samira B. & Sharifah B.A.H. (2013). Synthesis of Pt Doped TiO2 Nanoparticles: Characterization and Application for Electrocatalytic Oxidation of l-methionine. Sensors and Actuators B. 177: 898-903. Chen, D., Qian, Z., Fengsan, Z., Xutao, D. & Fatang, L. (2012). Synthesis and Photocatalytic Performances of The TiO2 Pillared Montmorillonite. Journal of Hazardous Materials. 235-236 : 186– 193. Chen, Y.H., Yi, Y.L., Rong, H.L. & Fu, S.Y. (2009). Photocatalytic Degradation of p-phenylenediamine With TiO2-Coated Magnetic PMMA Microspheres in an Aqueous Solution. Journal of Hazardous Materials. 163: 973–981. Chen, Y., Yang, S., Wang, K. & Lou, L. (2005). Role Of Primary Active Species and TiO2 Surface Characteristic in UV-Illuminated Photodegradation of Acid Orange 7. Journal Photochem Photobiol A. 172: 47–54. Chen, X. & Mao, S.S. (2007). Titanium Dioxide Nanomaterials: Synthesis, Properties, Modifications, and Applications. Chemical Review. 10: 28912959. Cheng H., Ma J., Zhao Z. & Qi L. (1995). Hydrothermal Preparation of Uniform Nanosize Rutile and Anatase Particles. Chem Mater. 7: 663–671. Cherepy, N.J., Smestad, G.P., Grätzel, M. & Zhang, J.Z. (1997). Ultrafast Electron Injection: Implications for a Photoelectrochemical Cell Utilizing 55
an Anthocyanin Dye-Sensitized TiO2 Nanocrystalline Electrode. Journal Physical Chemistry. 101(45): 9342–9351. Cotton, F.A., Wilkinson, G., Murill, C.A. & Bochmann, M. (1999). Advanced Inorganic Chemistr. 6th.Edition John Willey and Sons Inc: Van Couver. Dastan, D. & Chaure, N.B. (2014). Influence of Surfactants on TiO2 Nanoparticles Grown by Sol-Gel Technique: International Journal of Materials, Mechanics and Manufacturing. 2: 21-24. Diebold, U. (2003). The Surface Science of Titanium Dioxide. Surface Science Reports. 48: 53- 229. Feng, J., Wong, R., Hu, X. & Yue, P. (2004). Discoloration and mineralization of Orange II by Using Fe3+-Doped TiO2 and Bentonite Clay-based Fe Nanocatalysts. Catalysis Today. 98: 441-446. Fesenden & Fesenden.(1997). Kimia Organik Jilid 1. Jakarta: Erlangga. Fujishima, A., Hashimoto, K. & Watanabe, T. (1999). TiO2 Photocatalysis Fundamentals and Applications. Tokyo: BKC Inc. Gan W.Y., Lam S.W., Chiang K., Amal R., Zhao H. & Brungs M.P. (2007). Novel TiO2 Thin Film with Non-UV Activated Su-Perwetting and Antifogging Behaviours. Journal Mater Chemistry. 17:952–954. Guan, K. (2005). Relationship Between Photocatalytic Activity Hydrophilicity and Self-cleaning Effect of TiO2/SiO2 Films. Surface & Coatings Technology. 191:155-160. Gunlazuardi, J. (2001). Fotokatalisis Pada Permukaan TiO2 : Aspek Fundamental dan Aplikasinya. Seminar Nasional Kimia Fisik II. Jakarta. Gunlazuardi, J. & Tjahjanto, T.R. (2001). Preparasi Lapisan Tipis TiO2 sebagai Fotokatalis: Keterkaitan antara Ketebalan dan Aktivitas Fotokatalisis. Jurnal Penelitian Universitas Indonesia. 2: 81-91. Hendra Adhi, P. (2010). Preparasi dan Karakterisasi Suspensi Nanopartikel TiO2 Berbasis Medium Air. Tesis. PPs-FMIPA UI. Hoffmann, M.R., Martin, S.T., Choi, W. & Bahnemann, W. (1995). Environmental Applications of Semiconductor Photocatalysis. Chemical Review. (95): 69-96. Jenkins, F. A. & White, H. E. (1988). Fundamental of Optics.4th . Edition Mc Graw-Hill International Edition: New York. 56
Khopkar, S.M. (1990). Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press Kim, T.K., Lee, M.N., Lee, S.H., Park, Y.C., Jung, C.K. & Boo. J.H. (2005). Development of Surface Coating Technology of TiO2 Powder and Improvement of Photocatalytic Activity by Surface Modification: Thin Solid Films. 475:171– 177. Lee, M. S., Hong, S.S. & Mohseni, M. (2005). “Synthesis of Photocatalytic Nanosized TiO2-Ag Particles With Sol-Gel Method Using Reduction Agent”. Journal of Molecular Catalysis A. 1-2: 135–140. Linsebigler, Guangquan, A.L. & Yates, J.T. (1995). Photocatalysis on TiO2 Surfaces: Principles, Mechanisms, and Selected Results Chemical Review. 95: 735-758. Manorama, S.V., Reddy, K.M, Reddy, C.V.G., Narayanan, S., Raja, P.R. & Chatterji, P.R. (2002). “Photostabilization of Dye on Anatase Titania Nanoparticles by Polymer Capping”. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 63: 135-143. Morales, A.E., Sanchez, M.E & Pal, U. (2007). Use of Diffuse Reflectance Spectroscopy for Optical Characterization of Un-Supported Nanostructures. Revista Mexicana de Fisica. 53(5): 18–22 Morimoto, K., Suzuki, M., Torikoshi, T., Kawahara, & Tada, H. (2007). Ag(core)-AgCl(shell) Standard Microelectrode-Loaded TiO2. Chemical Communications. 41: 4291–4293. Melemeni, M., Xekoukoulotakis N.P., Mantzavinos, D. & Kalogerakis, N. (2009). Disinfection of Municipal Wastewater by TiO2 Photocatalysis With UV-A, Visible and Solar Irradiation and BDD Electrolysis. Global NEST journal. 11:357–363. Nagamine, S., Sugioka, A., Iwamoto, H. & Konishi, Y. (2008). Formation of TiO2 Hollow Microparticles by Spraying Water Droplets Into an Organic Solution of Titanium Tetraisopropoxide (TTIP) - Effects of TTIP Concentration and TTIP-Protecting Additives. Journal Powder Tecnology. 2: 168-175. Radecka, M., Reka, M., Trenczek-zwac, A. & Zakrzewska, K. (2008). Importance of The Band Gap Energy and Flat Band Potential forApplication of Modified TiO2 Photonodes in Water Photocatalysis. Journal of Power Sources. 181: 46-55.
57
Rajh, T. (1996). Surface Modification of Small Particle TiO2 Colloids with Cysteine for Enhanced Photochemical Reduction. Journal Physics Chemistry. 100: 4538-4545. Slamet, Bismo, S. & Arbianti R. (2007). Modifikasi Zeolit Alam dan Karbon Aktif Dengan TiO2 Serta Aplikasinya Sebagai Bahan Adsorben dan Fotokatalis Untuk Degradasi Polutan Organik. Laporan Penelitian Hibah Bersaing Universitas Indonesia. Depok. Sangchaya, W., Sikonga, L. & Kooptarnonda, K. (2012). Comparison of Photocatalytic Reaction of Commercial P25 and Synthetic TiO2-AgCl Nanoparticles. Procedia Engineering. 32: 590–596. Sitanggang, H.M. (2010). Kajian Teoritik Analisis Pita Energi Bahan Semikonduktor Si dan Ge denagan Pengotor In. Seminar Nasional Fisika. Smallman & Bishop. (2000). Metalurgi Fisik Modern Dan Rekayasa Material. Jakarta: Erlangga. Smith, W., Shun, M., Ganhua, L., Alexis, C., Junhong, C. & Yiping, Z. (2010). The Effect of Ag Nanoparticle Loading on the Photocatalytic aActivity of TiO2 Nanorod Arrays. Chemical Physics Letters. 485:171–175. Su, C., Hong, B.Y. & Tseng, C.M. (2004). Sol–gel Preparation and Photocatalysis of Titanium Dioxide. Catalysis Today. 96: 119–126. Sugiyarto, K.H. (2012). Dasar-dasar Kimia Anorganik Transisi. Yogyakarta: Graha Ilmu. Tejeda, J., Shevchik, N.J., Braun, W., Goldmann, A & Cardona, M. (1975). Valence bands of AgCl and AgBr: UV Photoemission and theory. Physical Review. 12: 1557–1566. Tian, B.Z. & Zhang, J.L. (2012). Morphology-Controlled Synthesis and Applications of Silver Halide Photocatalytic Materials. Catalyis Surveys from Asia. 16: 210–230 Venckatesh, R., Kartha, B. & Rajeshwara, S. (2012). Synthesis And Characterization of Nano TiO2-SiO2:PVA Composite International Nano Letters. 2: 1-5. Vijayalakshmi, R. & Rajendran, V. (2012). Synthesis and Characterization of nano-TiO2 Via Different Methods. Scholars Research Library Archives of Applied Science Research. 4:1183-1190.
58
Vlack, L.H.V. (2004). Elemen-elemen Ilmu dan Rekayasa Material. Jakarta: Erlangga. Vora, J.J., Chauhan, S.K., Parmar, K.C., Vasava, S.B., Sharma, S. & Bhutadiya, L.S. (2009). Kinetic Study of Application of ZnO as a Photocatalyst in Heterogeneous Medium. E-Journal of Chemistry. 6(2): 531-536 Wang, H., Niu, J., Long, X. & He, Y. (2008). Sonophotocatalitic Degradation of Methyl Orange by Nanosized Ag/TiO2 Particles in Aqueous Solutions. Ultrasonic Sonochemistry. 15 : 386-392. Wang R., Hashimoto K., Fujishima A., Chikuni M., Kojima E., Kitamura A., Shimohigoshi M. & Watanabe T. (1997). Light-Induced Amphiphilic Surfaces. Nature. 388: 431-433. Wang R., Hashimoto K., Fujishima A., Chikuni M., Kojima E., Kitamura A., Shimohigoshi M. & Watanabe T. (1998). Photogeneration of Highly Amphiphilic TiO2 Surfaces. Advance Material. 10: 135-139. Wang, P., Wang, D., Li, H., Xie, T., Wang, H. & Du, Z. (2007). A Facile Solution-Phase Synthesis of High Quality Water-Soluble Anatase TiO2 Nanocrystals. Journal Colloid and Interface Science. 314 :337-340. Yeo, S.Y., Lee, H.J. & Jeong, S.H. (2003). Preparation of Nanocomposite Fibers for Permanent Antibacterial Effect. Journal Mater Science. 38:2143–2147. Youji, L.I., Mingyuan, M.A., Wang, X. & Wang, X. (2008). Inactivated Properties of Activated Carbonsupported TiO2 Nanoparticles for Bacteria and Kinetic Study. Journal of Environmental Sciences. 20: 1527–1533. Yu, J., Dai, G. & Huang, B. (2009). “Fabrication and Characterization of VisibleLight-Driven Plasmonic Photocatalyst Ag/AgCl/TiO2 Nanotube Arrays”. Journal Physical Chemistry C. 113(37): 16394–16401. Yu, J., Wang, G., Cheng, B. & Zhou, M. (2007). Effects of Hydrotermal Temperature and Time The Photocatalytic Activity and Microstructures of Bimodal Mesoporous TiO2 Powders. Applied Catalysis Environmental. 69:171-180
59
LAMPIRAN
60
Lampiran 1
Perhitungan Jumlah Prekursor TiO2 dan AgNO3 Yang Digunakan Pada Sintesis TiO2@AgCl
a. Ti(0,988)Ag(0,012)O2 untuk Ag = 1,5% Data massa relatif bahan : 1. Mr Ti = 47,867 g/mol 2. Mr Ag = 107,87 g/mol 3. Mr O = 15,9994 g/mol 4. Mr N = 14,0067 g/mol 5. Mr H = 1 g/mol Mr Ti(0,988)Ag(0,012)O2 Mr Ti(O)2O.2H2O Mr AgNO3
= 80,585836 g/mol = 131,864 g/mol = 169,8749 g/mol
Massa Ti = 0,988 mol x 47,867 g/mol = 47,292596 g Massa Ag = 0,012 mol x 107,87 g/mol = 1,29444 g
mol Ti dalam 5 g
= = 0,03641210003 g
sehingga massa prekursor Ti(O)2O.2H2O yang dibutuhkan adalah : massa prekursor
= 0,03641210003 g x 131,864 g/mol = 4,801445158 g
mol Ag dalam 5 g = = 0,00099663124 g
sehingga masaa AgNO3 yang dibutuhkan adalah : massa AgNO3
= 0,00099663124 g x 169,8749 g/mol = 0,169302632 g 61
b. Ti(0,977)Ag(0,023)O2 untuk Ag = 3% Data massa relatif bahan : 1. Mr Ti = 47,867 g/mol 2. Mr Ag = 107,87 g/mol 3. Mr O = 15,9994 g/mol 4. Mr N = 14,0067 g/mol 5. Mr H = 1 g/mol Mr Ti(0,977)Ag(0,023)O2 Mr Ti(O)2O.2H2O Mr AgNO3
= 81,245868 g/mol = 131,864 g/mol = 169,8749 g/mol
Massa Ti = 0,977 mol x 47,867 g/mol = 46,766059 g Massa Ag = 0,023 mol x 107,87 g/mol = 2,48101 g
mol Ti dalam 5 g
= = 0,035424049 g
sehingga massa prekursor Ti(O)2O.2H2O yang dibutuhkan adalah : massa prekursor
= 0,035424049 g x 131,864 g/mol = 4,67115678 g
mol Ag dalam 5 g = = 0,001879299 g
sehingga masaa AgNO3 yang dibutuhkan adalah : massa AgNO3
= 0,001879299 g x 169,8749 g/mol = 0,31924572 g
c. Ti(0.929)Ag(0,046)O2 untuk Ag = 6% Data massa relatif bahan : 1. Mr Ti = 47,867 g/mol 2. Mr Ag = 107,87 g/mol 3. Mr O = 15,9994 g/mol 4. Mr N = 14,0067 g/mol 5. Mr H = 1 g/mol 62
Mr Ti(0,954)Ag(0,046)O2 Mr Ti(O)2O.2H2O Mr AgNO3
= 82,6259388 g/mol = 131,864 g/mol = 169,8749 g/mol
Massa Ti = 0,954 mol x 47,867 g/mol = 45,665118 g Massa Ag = 0,046 mol x 107,87 g/mol = 4,96202 g
mol Ti dalam 5 g
= = 0,03344427413 g
sehingga massa prekursor Ti(O)2O.2H2O yang dibutuhkan adalah : massa prekursor
= 0,03344427413 g x 131,864 g/mol = 4,410095764 g
mol Ag dalam 5 g = = 0,00363409 g
sehingga masaa AgNO3 yang dibutuhkan adalah : massa AgNO3
= 0,00363409 g x 169,8749 g/mol = 0,617340675 g
d. Ti(0.929)Ag(0,071)O2 untuk Ag = 9% Data massa relatif bahan : 1. Mr Ti = 47,867 g/mol 2. Mr Ag = 107,87 g/mol 3. Mr O = 15,9994 g/mol 4. Mr N = 14,0067 g/mol 5. Mr H = 1 g/mol Mr Ti(0,929)Ag(0,071)O2 Mr Ti(O)2O.2H2O Mr AgNO3
= 84,126013 g/mol = 131,864 g/mol = 169,8749 g/mol
Massa Ti = 0,929 mol x 47,867 g/mol = 44,468443 g Massa Ag = 0,071 mol x 107,87 g/mol = 7,65877 g
63
mol Ti dalam 5 g
= =0,031416754 g
sehingga massa prekursor Ti(O)2O.2H2O yang dibutuhkan adalah : massa prekursor
= 0,031416754 g x 131,864 g/mol = 4,142738849 g
mol Ag dalam 5 g = = 0,005410886 g
sehingga masaa AgNO3 yang dibutuhkan adalah : massa AgNO3
= 0,005410886 g x 169,8749 g/mol = 0,919173718 g
64
Lampiran 2 Data Kualitatif dan Kuantitatif TiO2@AgCl Pada Berbagai Variasi Penambahan Perak
Qualitative Analysis Results General information Analysis date Sample name File name Comment
2016/03/09 12:30:08 TilC4 H2O2 TiCl4H2O2.asc
Measurement date Operator
2016/03/08 16:03:00
Qualitative analysis results Phase name
Formula
Figure of merit
Rutile, syn
Ti O2
0.690
Phase reg. detail ICDD (PDF2/Release 2012 RDB)
DB card number 01-077-0442
Phase data pattern Meas. data:TiCl4H2O2/Data 1 Rutile, syn, Ti O2
Intensity (cps)
3000
2000
1000
0 Rutile, syn, Ti O2
20
30
40
50 2-theta (deg)
65
60
70
Peak List General information Analysis date Sample name File name
2016/04/29 16:58:38 TiO2 0%Ag refluks pH 304-XRD-2016_Theta_2Theta.asc
Measurement date Operator
2016/04/25 15:42:00
Comment
Measurement profile 4000 Meas. data:304-XRD-2016_Theta_2-Theta/ Data 1 BG data:304-XRD-2016_Theta_2-Theta/Da ta 1 Calc. data:304-XRD-2016_Theta_2-Theta/ Data 1
3000
Intensity (cps)
2000
1000
0 20
30
40
50
60
70
2-theta (deg)
Peak list No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
2-theta(deg) 25.30(14) 27.21(5) 35.91(5) 40.92(8) 41.32(2) 43.65(11) 47.6(6) 53.95(5) 56.01(9) 62.52(10) 64.1(2) 68.5(2) 69.6(2) 76.1(5)
d(ang.) 3.518(19) 3.275(6) 2.499(3) 2.204(4) 2.1831(10) 2.072(5) 1.91(2) 1.6982(16) 1.641(2) 1.484(2) 1.452(5) 1.368(3) 1.350(4) 1.250(7)
Height(cps) 324(37) 1322(74) 772(57) 360(39) 107(21) 56(15) 35(12) 810(58) 226(31) 255(33) 29(11) 224(31) 218(30) 26(10)
FWHM(deg) 2.0(5) 1.23(10) 0.72(4) 0.76(7) 0.06(9) 0.6(3) 1.1(5) 1.21(6) 1.80(19) 0.6(2) 1.1(8) 1.12(17) 1.04(19) 0.6(7)
66
Int. I(cps deg) 707(168) 2118(160) 664(34) 289(31) 6(11) 36(18) 41(30) 1188(48) 434(43) 293(31) 34(184) 281(395) 277(36) 27(21)
Int. W(deg) 2.2(8) 1.6(2) 0.86(11) 0.80(17) 0.06(12) 0.6(5) 1.2(13) 1.47(16) 1.9(4) 1.2(3) 1(7) 1.3(19) 1.3(3) 1.0(12)
Asym. factor 1.6(12) 1.3(3) 1.5(5) 0.9(4) 5(78) 1(3) 0.7(5) 0.91(19) 1.1(15) 0.5(6) 3(17) 1.6(11) 1.2(11) 1(3)
Quantitative Analysis Results (RIR) General information Analysis date Sample name File name
2016/04/29 16:59:10 TiO2 0%Ag refluks pH 304-XRD-2016_Theta_2Theta.asc
Measurement date Operator
2016/04/25 15:42:00
Comment
Qualitative analysis results Phase name Rutile Anatase, syn
Formula O2 Ti Ti O2
Figure of merit 0.472 1.270
Phase reg. detail User (COD) ICDD (PDF2/Release 2012 RDB)
DB card number 9004143 01-075-2544
Weight ratio 304-XRD-2016_Theta_2-Theta Content(%) 81(6) 19(5)
Phase name Rutile Anatase, syn
105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5
0 304-XRD-2016_Theta_2-Theta
Rutile(%) Anatase, syn(%)
67
Measurement profile 5000 Meas. data:304-XRD-2016_Theta_2-Theta/ Data 1
4000
3000
Intensity (cps)
2000
1000
0 Rutile Anatase, syn
20
30
40
50 2-theta (deg)
68
60
70
Peak List General information Analysis date Sample name File name
2016/04/29 15:57:04 TiO2 1,5%Ag refluks 305-XRD-2016_Theta_2Theta.asc
Measurement date Operator
2016/04/25 15:13:00
Comment
Measurement profile Meas. data:305-XRD-2016_Theta_2-Theta/ Data 1 BG data:305-XRD-2016_Theta_2-Theta/Da ta 1 Calc. data:305-XRD-2016_Theta_2-Theta/ Data 1
3000
Intensity (cps)
2000
1000
0 20
30
40
50
60
70
2-theta (deg)
Peak list No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
2-theta(deg) 22.4(13) 25.09(12) 27.19(3) 31.99(4) 35.84(3) 38.64(19) 40.87(4) 43.69(5) 45.976(11) 48.03(11) 50(98485749 9) 53.97(4) 55.89(12) 56.1(4) 62.56(7) 68.52(5)
d(ang.) 4.0(2) 3.547(17) 3.277(4) 2.795(4) 2.503(2) 2.328(11) 2.206(2) 2.070(2) 1.9724(5) 1.893(4) 1.8(18) 1.6975(13) 1.644(3) 1.638(9) 1.4836(14) 1.3683(9)
Height(cps) 16(8) 148(25) 1022(65) 280(34) 762(56) 26(10) 358(39) 58(16) 165(26) 30(11) 0.0(2) 758(56) 115(22) 42(13) 242(32) 138(24)
FWHM(deg) 4(2) 1.13(15) 1.43(4) 0.17(4) 0.66(3) 1.0(6) 0.79(4) 0.51(12) 0.12(3) 0.8(3) 4.123642085 04608(1.36(5) 2147483648) 1.9(4) 1.0(3) 0.93(11) 1.09(11)
69
Int. I(cps deg) 99(80) 216(64) 2158(39) 61(8) 736(21) 42(22) 320(18) 32(8) 22(4) 30(8) 0(56) 1628(88) 377(83) 46(31) 448(22) 176(74)
Int. W(deg) 6(8) 1.5(7) 2.11(17) 0.22(6) 0.97(10) 1.6(15) 0.89(15) 0.5(3) 0.14(5) 1.0(6) 8(5970) 2.1(3) 3.3(13) 1.1(11) 1.8(3) 1.3(8)
Asym. factor 2(12) 1.4(7) 1.21(12) 0.7(8) 1.2(3) 1(2) 0.82(19) 4(9) 0.3(4) 4(14) 0(844026381 )0.88(14) 0.3(4) 1(6) 0.7(3) 5(14)
17 18 19
69.35(12) 76.64(8) 79.3(8)
1.354(2) 1.2423(11) 1.208(11)
197(29) 45(14) 3(3)
1.5(4) 1.0(4) 0(2)
70
336(77) 91(16) 2(5)
1.7(6) 2.0(10) 1(3)
1.2(7) 5(9) 2(93)
Quantitative Analysis Results (RIR) General information Analysis date Sample name File name
2016/04/29 16:07:27 TiO2 1,5%Ag refluks 305-XRD-2016_Theta_2Theta.asc
Measurement date Operator
2016/04/25 15:13:00
Comment
Qualitative analysis results Phase name Rutile, syn Anatase, syn
Formula Ti O2 Ti O2
Figure of merit 0.605 1.250
Phase reg. detail ICDD (PDF2/Release 2012 RDB) ICDD (PDF2/Release 2012 RDB)
DB card number 01-078-4187 01-075-2545
Weight ratio 305-XRD-2016_Theta_2-Theta Content(%) 89(3) 10(3)
Phase name Rutile, syn Anatase, syn
-
105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 305-XRD-2016_Theta_2-Theta
Rutile, syn(%) Anatase, syn(%)
71
Measurement profile Meas. data:305-XRD-2016_Theta_2-Theta/ Data 1
Intensity (cps)
2000
1000
0 Rutile, syn Anatase, syn
20
30
40
50 2-theta (deg)
72
60
70
Quantitative Analysis Results (RIR) General information Analysis date Sample name File name
2016/04/29 16:06:54 TiO2 1,5%Ag refluks 305-XRD-2016_Theta_2Theta.asc
Measurement date Operator
2016/04/25 15:13:00
Comment
Qualitative analysis results Phase name Rutile, syn Anatase, syn Chlorargyrite, syn
Formula Ti O2 Ti O2 Ag Cl
Figure of merit 0.605 1.250 1.392
Phase reg. detail ICDD (PDF2/Release 2012 RDB) ICDD (PDF2/Release 2012 RDB) ICDD (PDF2/Release 2012 RDB)
DB card number 01-078-4187 01-075-2545 01-085-1355
Weight ratio 305-XRD-2016_Theta_2-Theta Content(%) 89(3) 10(3) 1.26(16)
Phase name Rutile, syn Anatase, syn Chlorargyrite, syn Unknown
-
120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 305-XRD-2016_Theta_2-Theta
Rutile, syn(%) Anatase, syn(%) Chlorarg..., syn(%) Unknown(%)
73
Measurement profile Meas. data:305-XRD-2016_Theta_2-Theta/ Data 1
Intensity (cps)
2000
1000
0 Rutile, syn Anatase, syn Chlorargyrite, syn
20
30
40
50 2-theta (deg)
74
60
70
Peak List General information Analysis date Sample name File name
2016/04/29 16:47:24 TiO2 3%Ag refluks pH 306-XRD-2016_Theta_2Theta.asc
Measurement date Operator
2016/04/25 16:24:00
Comment
Measurement profile 4000 Meas. data:306-XRD-2016_Theta_2-Theta/ Data 1 BG data:306-XRD-2016_Theta_2-Theta/Da ta 1 Calc. data:306-XRD-2016_Theta_2-Theta/ Data 1
3000
Intensity (cps)
2000
1000
0 20
30
40
50
60
70
2-theta (deg)
Peak list No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
2-theta(deg) 25.23(16) 27.630(13) 32.11(3) 35.92(5) 41.06(7) 43.7(2) 46.13(3) 47.8(3) 54.07(6) 56.16(15) 57.37(6) 62.61(13) 68.4(2) 68.9(4) 69.77(13) 74.2(5) 76.60(4)
d(ang.) 3.53(2) 3.2259(15) 2.785(2) 2.498(3) 2.197(4) 2.071(9) 1.9662(11) 1.901(13) 1.6948(18) 1.637(4) 1.6047(16) 1.482(3) 1.370(4) 1.362(8) 1.347(2) 1.276(7) 1.2429(5)
Height(cps) 120(22) 989(64) 953(63) 677(53) 306(36) 66(17) 561(48) 50(14) 655(52) 185(28) 149(25) 202(29) 111(22) 70(17) 139(24) 30(11) 129(23)
FWHM(deg) 0.98(15) 1.23(4) 0.18(2) 0.69(4) 0.81(6) 0.9(2) 0.16(3) 1.7(4) 1.41(6) 1.37(19) 0.18(7) 0.88(19) 1.6(9) 1.7(9) 1.0(3) 0.9(11) 0.26(14)
75
Int. I(cps deg) 125(20) 1480(36) 225(15) 642(42) 264(45) 64(18) 130(15) 89(24) 1167(68) 319(67) 29(13) 353(58) 312(239) 134(694) 147(103) 53(63) 67(23)
Int. W(deg) 1.0(4) 1.50(13) 0.24(3) 0.95(14) 0.9(2) 1.0(5) 0.23(5) 1.8(10) 1.8(2) 1.7(6) 0.19(12) 1.7(5) 3(3) 2(10) 1.1(9) 2(3) 0.5(3)
Asym. factor 1.6(10) 3.9(11) 1.4(10) 1.0(3) 1.0(4) 1.0(8) 2(2) 0.9(7) 0.83(17) 0.7(4) 2(3) 0.5(5) 0.4(7) 3(18) 2(12) 0.4(14) 2(3)
Quantitative Analysis Results (RIR) General information Analysis date Sample name File name
2016/04/29 16:50:33 TiO2 3%Ag refluks pH 306-XRD-2016_Theta_2Theta.asc
Measurement date Operator
2016/04/25 16:24:00
Comment
Qualitative analysis results Phase name Rutile Anatase, syn
Formula O2 Ti Ti O2
Figure of merit 0.595 1.521
Phase reg. detail User (COD) ICDD (PDF2/Release 2012 RDB)
DB card number 9007531 01-078-2486
Weight ratio 306-XRD-2016_Theta_2-Theta Content(%) 94(2) 5.8(9)
Phase name Rutile Anatase, syn
-
105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 306-XRD-2016_Theta_2-Theta
Rutile(%) Anatase, syn(%)
76
Measurement profile Meas. data:306-XRD-2016_Theta_2-Theta/ Data 1
3000
Intensity (cps)
2000
1000
0 Rutile Anatase, syn
20
30
40
50 2-theta (deg)
77
60
70
Quantitative Analysis Results (RIR) General information Analysis date Sample name File name
2016/04/29 16:51:53 TiO2 3%Ag refluks pH 306-XRD-2016_Theta_2Theta.asc
Measurement date Operator
2016/04/25 16:24:00
Comment
Qualitative analysis results Phase name Rutile Anatase, syn Chlorargyrite, syn
Formula O2 Ti Ti O2 Ag Cl
Figure of merit 0.595 1.521 0.642
Phase reg. detail User (COD) ICDD (PDF2/Release 2012 RDB) ICDD (PDF2/Release 2012 RDB)
DB card number 9007531 01-078-2486 01-085-1355
Weight ratio
-
306-XRD-2016_Theta_2-Theta Content(%) 92(19) 4.2(7) 3.4(2)
Phase name Rutile Anatase, syn Chlorargyrite, syn
105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 306-XRD-2016_Theta_2-Theta
Rutile(%) Anatase, syn(%) Chlorarg..., syn(%)
78
Measurement profile 5000
Meas. data:306-XRD-2016_Theta_2-Theta/ Data 1
4000
Intensity (cps)
3000
2000
1000
0 Rutile Anatase, syn Chlorargyrite, syn
20
30
40
50 2-theta (deg)
79
60
70
Peak List General information Analysis date Sample name File name
2016/04/29 16:42:38 TiO2 6%Ag refluks pH 307-XRD-2016_Theta_2Theta.asc
Measurement date Operator
2016/04/25 16:42:00
Comment
Measurement profile Meas. data:307-XRD-2016_Theta_2-Theta/ Data 1 BG data:307-XRD-2016_Theta_2-Theta/Da ta 1 Calc. data:307-XRD-2016_Theta_2-Theta/ Data 1
3000
Intensity (cps)
2000
1000
0 20
30
40
50
60
70
2-theta (deg)
Peak list No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
2-theta(deg) 25.28(8) 27.14(10) 27.67(6) 32.106(9) 35.88(4) 37.678(18) 38.8(5) 41.00(5) 43.7(2) 46.09(2) 47.7(3) 54.05(5) 55.91(11) 57.34(6) 62.51(7) 67.37(4) 68.94(10) 74.3(2) 76.55(3)
d(ang.) 3.520(11) 3.283(12) 3.222(6) 2.7856(8) 2.501(3) 2.3855(11) 2.32(3) 2.200(3) 2.068(9) 1.9677(9) 1.907(11) 1.6951(15) 1.643(3) 1.6055(16) 1.4847(15) 1.3889(7) 1.3610(17) 1.276(3) 1.2436(4)
Height(cps) 47(14) 769(57) 537(47) 1220(71) 566(49) 96(20) 63(16) 285(34) 49(14) 736(55) 36(12) 575(49) 165(26) 149(25) 154(25) 56(15) 184(28) 43(13) 223(30)
FWHM(deg) 1.0(3) 1.19(6) 0.23(4) 0.228(13) 0.71(4) 0.12(9) 5(3) 0.97(6) 1.1(3) 0.22(2) 1.4(3) 1.41(5) 1.47(17) 0.32(8) 1.28(13) 0.32(12) 2.15(10) 0.39(17) 0.23(5)
80
Int. I(cps deg) 50(25) 1165(100) 141(54) 349(12) 567(146) 18(20) 325(641) 296(25) 56(15) 189(10) 53(15) 941(52) 274(41) 51(11) 308(29) 19(7) 421(22) 18(5) 82(24)
Int. W(deg) 1.1(9) 1.5(2) 0.26(12) 0.29(3) 1.0(3) 0.2(2) 5(12) 1.0(2) 1.1(6) 0.26(3) 1.5(9) 1.6(2) 1.7(5) 0.35(13) 2.0(5) 0.3(2) 2.3(5) 0.4(2) 0.37(16)
Asym. factor 4(4) 0.9(3) 1.7(18) 3.1(6) 1.1(3) 5(11) 4(4) 1.2(3) 1.9(15) 2.0(9) 0.5(5) 0.90(15) 0.4(2) 3(3) 0.39(11) 5(10) 0.99(18) 1(3) 1.5(10)
Quantitative Analysis Results (RIR) General information Analysis date Sample name File name
2016/04/29 16:43:52 TiO2 6%Ag refluks pH 307-XRD-2016_Theta_2Theta.asc
Measurement date Operator
2016/04/25 16:42:00
Comment
Qualitative analysis results Phase name Rutile Anatase, syn
Formula Ti O2 Ti O2
Figure of merit 0.735 1.483
Phase reg. detail ICDD (PDF2/Release 2012 RDB) ICDD (PDF2/Release 2012 RDB)
DB card number 01-072-7374 01-075-2553
Weight ratio
-
307-XRD-2016_Theta_2-Theta Content(%) 95(9) 4.8(11)
Phase name Rutile Anatase, syn Unknown
110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 307-XRD-2016_Theta_2-Theta
Rutile(%) Anatase, syn(%) Unknown(%)
81
Measurement profile Meas. data:307-XRD-2016_Theta_2-Theta/ Data 1
3000
Intensity (cps)
2000
1000
0 Rutile Anatase, syn
20
30
40
50 2-theta (deg)
82
60
70
Quantitative Analysis Results (RIR) General information Analysis date Sample name File name
2016/04/29 16:45:03 TiO2 6%Ag refluks pH 307-XRD-2016_Theta_2Theta.asc
Measurement date Operator
2016/04/25 16:42:00
Comment
Qualitative analysis results Phase name Rutile Anatase, syn Chlorargyrite, syn
Formula Ti O2 Ti O2 Ag Cl
Figure of merit 0.735 1.483 0.391
Phase reg. detail ICDD (PDF2/Release 2012 RDB) ICDD (PDF2/Release 2012 RDB) ICDD (PDF2/Release 2012 RDB)
DB card number 01-072-7374 01-075-2553 01-085-1355
Weight ratio
-
307-XRD-2016_Theta_2-Theta Content(%) 87(8) 4.4(10) 8.3(4)
Phase name Rutile Anatase, syn Chlorargyrite, syn 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 307-XRD-2016_Theta_2-Theta
Rutile(%) Anatase, syn(%) Chlorarg..., syn(%)
83
Measurement profile 5000 Meas. data:307-XRD-2016_Theta_2-Theta/ Data 1
4000
Intensity (cps)
3000
2000
1000
0 Rutile Anatase, syn Chlorargyrite, syn
20
30
40
50 2-theta (deg)
84
60
70
Peak List General information Analysis date Sample name File name
2016/04/29 16:28:22 TiO2 9%Ag refluks pH 308-XRD-2016_Theta_2Theta.asc
Measurement date Operator
2016/04/25 17:00:00
Comment
Measurement profile 5000
Meas. data:308-XRD-2016_Theta_2-Theta/ Data 1 BG data:308-XRD-2016_Theta_2-Theta/Da ta 1 Calc. data:308-XRD-2016_Theta_2-Theta/ Data 1
4000
Intensity (cps)
3000
2000
1000
0 20
30
40
50
60
70
2-theta (deg)
Peak list No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
2-theta(deg) 25.22(18) 27.31(6) 27.766(16) 32.204(12) 35.97(4) 37.74(15) 41.09(6) 44.19(11) 46.197(12) 47.7(3) 54.10(8) 54.76(3) 56.25(19) 57.45(2) 62.60(10) 67.38(4) 68.7(2)
d(ang.) 3.53(3) 3.263(7) 3.2104(18) 2.7774(10) 2.494(3) 2.381(9) 2.195(3) 2.048(5) 1.9635(5) 1.906(11) 1.694(2) 1.6750(8) 1.634(5) 1.6027(6) 1.483(2) 1.3886(8) 1.366(4)
Height(cps) 97(20) 796(58) 1195(71) 2618(104) 552(48) 24(10) 270(34) 61(16) 1790(86) 54(15) 579(49) 529(47) 145(25) 525(47) 182(28) 230(31) 148(25)
FWHM(deg) 0.8(4) 1.22(6) 0.215(17) 0.222(9) 0.74(4) 0.6(6) 0.87(6) 1.4(4) 0.192(13) 1.7(6) 1.3(3) 0.18(6) 1.2(3) 0.18(3) 0.89(19) 0.16(5) 1.2(4)
85
Int. I(cps deg) 134(102) 1200(81) 304(26) 731(18) 564(45) 19(92) 264(29) 113(50) 450(19) 133(98) 1056(186) 135(116) 265(1202) 136(19) 328(70) 55(19) 217(182)
Int. W(deg) 1.4(13) 1.5(2) 0.25(4) 0.279(18) 1.02(17) 1(4) 1.0(2) 1.9(13) 0.25(2) 2(2) 1.8(5) 0.3(2) 2(9) 0.26(6) 1.8(7) 0.24(11) 1.5(15)
Asym. factor 0.8(10) 1.0(2) 1.2(3) 1.9(5) 1.0(3) 3(12) 1.0(3) 3(4) 1.7(5) 0.6(5) 0.9(5) 1.4(12) 1.0(10) 3(2) 0.4(3) 1.3(18) 2(2)
18 19 20
69.67(14) 74.38(5) 76.65(2)
1.349(2) 1.2744(7) 1.2421(3)
156(25) 140(24) 490(45)
1.1(4) 0.16(8) 0.19(2)
86
198(167) 40(9) 130(11)
1.3(13) 0.28(11) 0.27(5)
1(10) 1.0(15) 1.5(9)
Quantitative Analysis Results (RIR) General information Analysis date Sample name File name
2016/04/29 16:34:57 TiO2 9%Ag refluks pH 308-XRD-2016_Theta_2Theta.asc
Measurement date Operator
2016/04/25 17:00:00
Comment
Qualitative analysis results Phase name Rutile, syn Anatase, syn
Formula Ti O2 Ti O2
Figure of merit 1.030 2.461
Phase reg. detail ICDD (PDF2/Release 2012 RDB) ICDD (PDF2/Release 2012 RDB)
DB card number 01-078-4187 01-075-2553
Weight ratio 308-XRD-2016_Theta_2-Theta Content(%) 96(11) 3.7(2)
Phase name Rutile, syn Anatase, syn
-
105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 308-XRD-2016_Theta_2-Theta
Rutile, syn(%) Anatase, syn(%)
87
Measurement profile 6000 Meas. data:308-XRD-2016_Theta_2-Theta/ Data 1
5000 4000
Intensity (cps)
3000
2000
1000
0 Rutile, syn Anatase, syn
20
30
40
50 2-theta (deg)
88
60
70
Quantitative Analysis Results (RIR) General information Analysis date Sample name File name
2016/04/29 16:36:32 TiO2 9%Ag refluks pH 308-XRD-2016_Theta_2Theta.asc
Measurement date Operator
2016/04/25 17:00:00
Comment
Qualitative analysis results Phase name Rutile, syn Anatase, syn Chlorargyrite, syn
Formula Ti O2 Ti O2 Ag Cl
Figure of merit 1.030 2.461 0.177
Phase reg. detail ICDD (PDF2/Release 2012 RDB) ICDD (PDF2/Release 2012 RDB) ICDD (PDF2/Release 2012 RDB)
DB card number 01-078-4187 01-075-2553 01-085-1355
Weight ratio 308-XRD-2016_Theta_2-Theta Content(%) 82(9) 3.16(16) 15.2(11)
Phase name Rutile, syn Anatase, syn Chlorargyrite, syn
-
110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 308-XRD-2016_Theta_2-Theta
Rutile, syn(%) Anatase, syn(%) Chlorarg..., syn(%)
89
Measurement profile 6000 Meas. data:308-XRD-2016_Theta_2-Theta/ Data 1
5000 4000
Intensity (cps)
3000
2000
1000
0 Rutile, syn Anatase, syn Chlorargyrite, syn
20
30
40
50 2-theta (deg)
90
60
70
Lampiran 3 Data Standar PDF Fasa Anatas, Rutil, dan AgCl
91
92
93
94
Lampiran 4 Data Perhitungan Parameter Kisi dengan U-FIT
A. Data U-FIT TiO2 0% Ag (Rutile) Cell : a : 4.63664 b : 4.63664 c : 2.97625 al : 90.00000 be : 90.00000 ga : 90.00000 Special parameters : z : -0.00528 Zero shift d : 0.00000 Displacement
or Absorption t : 0.00000 Transparancy or Displacement i : 0.00000 Linear correction Crystal system : Tetragonal Bravais lattice : Primitive Wave length : 1.54059810 Weighting scheme : unit weight # of cycle : 1 <max:10> # of hkl : 8 Cycle 1 “Chi**2” = 1.031E-0006 Parameters : a = 4.636643 < 0.006561> <*> c = 2.976248 < 0.007160> <*> z = -0.005278 < 0.074406> <*> d = 0.000000 < 0.000000> t = 0.000000 < 0.000000> i = 0.000000 < 0.000000> Volume = 63.9847 < 0.3350> No hkl 2tobs err 2tcor 2tcalc d(2t) Int 1 110 27.15 0.05 27.155 27.177 0.022 100 2 101 35.80 0.05 35.805 35.823 0.018 58 3 111 40.90 0.05 40.905 40.920 0.014 27 4 210 43.63 0.05 43.635 43.614 -0.021 8 5 211 53.93 0.05 53.935 53.841 -0.094 3 6 220 56.05 0.05 56.055 56.055 -0.000 61 7 310 63.38 0.05 63.385 63.385 -0.001 19 8 301 68.27 0.05 68.275 68.332 0.057 2 D R
= =
0.028336 0.052041
d.calc 3.27860 2.50465 2.20368 2.07357 1.70136 1.63930 1.46624 1.37163
S abs> / nhkl << S <2tobs-2tcalc>**2> / >
95
d.cor 3.28118 2.50585 2.20443 2.07263 1.69861 1.63929 1.46622 1.37263
Non indexed hkl : 6 No 2t obs 2t cor 1 25.25 25.2553 3 48.05 48.0553 4 62.63 62.6253 5 70.31 70.3135 6 76.15 76.1553
err 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01
Dobs 3.522558 1.891803 1.481965 1.337782 1.249008
err 0.001373 0.000370 0.000213 0.000166 0.000139
int 25 4 17 17 17
Data U-FIT TiO2 0% Ag (Anatase) Cell : a : 3.77807 b : 3.77807 c : 9.49855 al : 90.00000 be : 90.00000 ga : 90.00000 Special parameters : z : -0.09673 Zero shift d : 0.00000 Displacement or Absorption t : 0.00000 Transparancy or Displacement i : 0.00000 Linear correction Crystal system : Tetragonal Bravais lattice : I centered Wave length : 1.54059810 Weighting scheme : unit weight # of cycle : 1 <max:10> # of hkl : 6 Cycle 1 “Chi**2” = 9.100E-007 Parameters : a = 3.778069 < 0.005810> <*> c = 9.498549 < 0.021340> <*> z = -0.096733 < 0.091848> <*> d = 0.000000 < 0.000000> t = 0.000000 < 0.000000> i = 0.000000 < 0.000000> Volume = 135.5804 < 0.7216> No hkl 2tobs err 2tcor 2tcalc d(2t) Int 1 101 25.25 0.05 25.347 25.350 0.004 25 2 200 48.05 0.05 48.147 48.130 -0.017 4 3 105 53.93 0.05 54.027 53.983 -0.044 3 4 204 62.63 0.05 62.727 62.807 0.080 17 5 320 70.31 0.05 70.407 70.435 0.028 17 6 301 76.15 0.05 76.247 76.197 -0.050 17 D R
= =
0.037057 0.063112
d.calc 3.51056 1.88903 1.69723 1.47832 1.33575 1.24843
S abs> / nhkl << S <2tobs-2tcalc>**2> / >
96
d.cor 3.51105 1.88842 1.69595 1.48002 1.33621 1.24774
Non indexed hkl : 7 No 2t obs 2t cor 1 27.15 27.2467 2 35.80 35.8967 3 40.90 40.9967 4 43.63 43.7267 5 56.05 56.1467 6 63.38 63.4767 7 68.27 68.3667
err 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01
dobs 3.270274 2.499674 2.199719 2.068503 1.636838 1.464332 1.371021
err 0.001186 0.000677 0.000516 0.000452 0.000269 0.000207 0.000177
int 100 58 27 8 61 19 2
B. Data U-FIT TiO2 1.5% Ag (Rutile) Cell : a : 4.63918 b : 4.63918 c : 2.98259 al : 90.00000 be : 90.00000 ga : 90.00000 Special parameters : z : 0.04906 Zero shift d : 0.00000 Displacement or Absorption t : 0.00000 Transparancy or Displacement i : 0.00000 Linear correction Crystal system : Tetragonal Bravais lattice : Primitive Wave length : 1.54059810 Weighting scheme : unit weight # of cycle : 1 <max:10> # of hkl : 7 Cycle 1 “Chi**2” = 1.161E-0006 Parameters : a = 4.639175 < 0.008557> <*> c = 2.982592 < 0.008538> <*> z = 0.049063 < 0.090302> <*> d = 0.000000 < 0.000000> t = 0.000000 < 0.000000> i = 0.000000 < 0.000000> Volume = 64.1912 < 0.4206> No hkl 2tobs err 2tcor 2tcalc d(2t) Int d.calc 1 110 27.19 0.05 27.141 27.162 0.021 100 3.28039 2 101 35.81 0.05 35.761 35.761 0.000 75 2.50883 3 111 40.90 0.05 40.851 40.859 0.008 35 2.20680 4 210 43.61 0.05 43.561 43.589 0.028 6 2.07470 5 211 53.90 0.05 53.851 53.779 -0.072 74 1.70317 6 220 56.13 0.05 56.081 56.022 -0.059 4 1.64020 7 301 68.24 0.05 68.191 68.264 0.073 14 1.37284 D = 0.037399 S abs> / nhkl R = 0.061740 << S <2tobs-2tcalc>**2> / > 97
d.cor 3.28288 2.50885 2.20723 2.07599 1.70107 1.63860 1.37413
Non indexed hkl : 9 No 2t obs 2t cor 1 25.23 25.1809 2 32.23 32.1809 3 38.64 38.5909 4 46.17 46.1209 5 48.03 47.9809 6 62.60 62.5509 7 70.23 70.1809 8 76.70 76.6509
err 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01
dobs 3.533792 2.779310 2.331133 1.966542 1.894560 1.483761 1.339955 1.242162
err 0.001375 0.000838 0.000580 0.000402 0.000371 0.000213 0.000166 0.000137
int 15 27 3 16 3 24 19 4
Data U-FIT TiO2 1.5% Ag (Anatase) Cell : a : 3.77846 b : 3.77846 c : 9.51640 al : 90.00000 be : 90.00000 ga : 90.00000 Special parameters : z : 0.01719 Zero shift d : 0.00000 Displacement or Absorption t : 0.00000 Transparancy or Displacement i : 0.00000 Linear correction Crystal system : Tetragonal Bravais lattice : I centered Wave length : 1.54059810 Weighting scheme : unit weight # of cycle : 1 <max:10> # of hkl : 6 Cycle 1 “Chi**2” = 1.252E-0006 Parameters : a = 3.778462 < 0.007921> <*> c = 9.516400 < 0.024550> <*> z = 0.017186 < 0.105190> <*> d = 0.000000 < 0.000000> t = 0.000000 < 0.000000> i = 0.000000 < 0.000000> Volume = 136.5836 < 0.9235> No hkl 2tobs err 2tcor 2tcalc d(2t) Int d.calc 1 101 25.23 0.05 25.213 25.283 0.070 15 3.51980 2 112 38.64 0.05 38.623 38.536 -0.087 3 2.33432 3 200 48.03 0.05 48.013 47.990 -0.023 3 1.89423 4 105 53.90 0.05 53.883 53.863 -0.020 74 1.70072 5 204 62.60 0.05 62.583 62.639 0.056 24 1.48189 6 220 70.23 0.05 70.213 70.213 0.000 19 1.33942 D = 0.042547 S abs> / nhkl R = 0.074031 << S <2tobs-2tcalc>**2> / > Non indexed hkl :
9 98
d.cor 3.52940 2.32928 1.89338 1.70014 1.48308 1.33943
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9
2t obs 27.19 32.23 35.81 40.90 43.61 46.17 56.13 68.24 76.70
2t cor 27.1728 32.2128 35.7928 40.8828 43.5928 46.1528 56.1128 68.2228 76.6828
err 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01
dobs 3.279103 2.776632 2.506693 2.205585 2.074546 1.965258 1.637747 1.373562 1.241725
err 0.001183 0.000838 0.000677 0.000516 0.000452 0.000402 0.000268 0.000177 0.000137
int 100 27 75 35 6 16 4 14 4
Data U-FIT TiO2 1.5% Ag (AgCl) Cell : a : 5.55195 b : 5.55195 c : 5.55195 al : 90.00000 be : 90.00000 ga : 90.00000 Special parameters : z : -0.01142 Zero shift d : 0.00000 Displacement or Absorption t : 0.00000 Transparancy or Displacement i : 0.00000 Linear correction Crystal system : Cubic Bravais lattice : F centered Wave length : 1.54059810 Weighting scheme : unit weight # of cycle : 1 <max:10> # of hkl : 3 Cycle 1 “Chi**2” = 1.063E-0007 Parameters : a = 5.551947 < 0.006333> <*> z = -0.011416 < 0.062557> <*> d = 0.000000 < 0.000000> t = 0.000000 < 0.000000> i = 0.000000 < 0.000000> Volume = 171.1339 < 0.5856> No hkl 2tobs err 2tcor 2tcalc d(2t) Int d.calc 1 200 32.23 0.05 32.241 32.221 -0.021 27 2.77597 2 220 46.17 0.05 46.181 46.211 0.030 16 1.96291 3 420 76.70 0.05 76.711 76.703 -0.009 4 1.24145 D = 0.019773 R = 0.037357 Non indexed hkl : 9
S abs> / nhkl << S <2tobs-2tcalc>**2> / >
99
d.cor 2.77423 1.96411 1.24133
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2t obs 25.23 27.29 35.81 38.64 40.90 43.61 48.03 53.90 56.13 62.60 68.24 70.23
2t cor 25.2414 27.2014 35.8214 38.6514 40.9114 43.6214 48.0414 53.9114 56.1414 62.6114 68.2514 70.2414
err 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01
dobs 3.525462 3.275720 2.504757 2.327625 2.204109 2.073253 1.892316 1.699308 1.636981 1.482473 1.373056 1.338950
err 0.001375 0.001183 0.000677 0.000580 0.000516 0.000452 0.000371 0.000292 0.000268 0.000213 0.000177 0.000166
int 15 100 75 3 35 6 3 74 4 24 14 19
C. Data U-FIT TiO2 3% Ag (Rutile) Cell : a : 4.63499 b : 4.63499 c : 2.98756 al : 90.00000 be : 90.00000 ga : 90.00000 Special parameters : z : 0.01713 Zero shift d : 0.00000 Displacement or Absorption t : 0.00000 Transparancy or Displacement i : 0.00000 Linear correction Crystal system : Tetragonal Bravais lattice : Primitive Wave length : 1.54059810 Weighting scheme : unit weight # of cycle : 1 <max:10> # of hkl : 7 Cycle 1 Parameters : a c z d t i Volume
“Chi**2” = = = = = = =
4.634990 2.987561 0.017127 0.000000 0.000000 0.000000 64.1822
= 1.305E-0006 < 0.009053> <*> < 0.009090> <*> < 0.095731> <*> < 0.000000> < 0.000000> < 0.000000> < 0.4460>
100
No 1 2 3 4 5 6 7
hkl 110 101 111 210 211 220 301
D R
= =
2tobs 27.19 35.74 40.83 43.63 53.90 56.13 68.24
err 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
0.038037 0.065451
Non indexed hkl : 11 No 2t obs 2t cor 1 25.23 25.2129 2 27.85 27.8329 3 32.23 32.2129 4 46.23 46.2129 5 48.08 48.0629 6 57.44 57.4229 7 62.68 62.6629 8 67.44 67.4229 9 70.30 70.2829 10 74.13 74.1129 11 76.77 76.7529
2tcor 27.173 35.723 40.813 43.613 53.883 56.113 68.223
2tcalc 27.187 35.728 40.838 43.631 56.783 56.077 68.291
d(2t) 0.014 0.005 0.025 0.018 -0.100 -0.036 0.069
Int 100 31 7 57 19 15 14
d.calc 3.27743 2.51112 2.20791 2.07283 1.70306 1.63872 1.37235
S abs> / nhkl << S <2tobs-2tcalc>**2> / >
err 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01
dobs 3.529388 3.202820 2.776627 1.962843 1.891521 1.603458 1.481379 1.387900 1.338262 1.278290 1.240766
err 0.001375 0.001127 0.000838 0.000401 0.000370 0.000255 0.000212 0.000181 0.000166 0.000148 0.000137
int 12 96 69 5 66 20 11 7 3 13 12
Data U-FIT TiO2 3% Ag (Anatase) Cell : a : 3.77932 b : 3.77932 c : 9.49646 al : 90.00000 be : 90.00000 ga : 90.00000 Special parameters : z : -0.09046 Zero shift d : 0.00000 Displacement or Absorption t : 0.00000 Transparancy or Displacement i : 0.00000 Linear correction Crystal system : Tetragonal Bravais lattice : I centered Wave length : 1.54059810 Weighting scheme : unit weight # of cycle : 1 <max:10> # of hkl : 6 Cycle 1 “Chi**2” = 3.864E-0007 Parameters : a = 3.779318 < 0.004483> <*> 101
d.cor 3.27912 2.51140 2.20926 2.07365 1.70016 1.63775 1.37357
c z d t i Volume No 1 2 3 4 5 6
hkl 101 200 105 204 220 107
D R
= =
= 9.496459 = -0.090459 = 0.000000 = 0.000000 = 0.000000 = 135.6403
2tobs 25.23 48.08 53.90 62.68 70.30 74.13
err 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
0.023106 0.041030
Non indexed hkl : 12 No 2t obs 2t cor 1 27.19 27.2805 2 27.85 27.9405 3 32.23 32.3205 4 35.74 35.8305 5 40.83 40.9205 6 42.63 43.7205 7 46.23 46.3205 8 56.13 56.2205 9 57.44 57.5305 10 67.44 67.5305 11 68.24 68.3305 12 76.77 76.8605
2tcor 25.32 48.17 53.99 62.77 70.39 74.220
< 0.009921> <*> < 0.061134> <*> < 0.000000> < 0.000000> < 0.000000> < 0.4635> 2tcalc 25.344 48.113 53.989 62.799 70.408 74.210
d(2t) 0.023 -0.057 -0.001 0.028 0.017 -0.011
Int 12 66 19 11 3 13
d.calc 3.51146 1.88966 1.69704 1.47850 1.33619 1.27686
S abs> / nhkl << S <2tobs-2tcalc>**2> / >
err 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01
dobs 3.266408 3.190731 2.767630 2.504145 2.203643 2.068785 1.958534 1.634867 1.600715 1.385950 1.371661 1.239297
err 0.001183 0.001127 0.000838 0.000679 0.000518 0.000452 0.000401 0.000268 0.000255 0.000181 0.000177 0.000137
int 100 96 69 31 7 57 5 15 20 7 14 12
Data U-FIT TiO2 3% Ag (AgCl) Cell : a : 5.54997 b : 5.54997 c : 5.54997 al : 90.00000 be : 90.00000 ga : 90.00000 Special parameters : z : 0.00435 Zero shift d : 0.00000 Displacement or Absorption t : 0.00000 Transparancy or Displacement i : 0.00000 Linear correction Crystal system : Cubic Bravais lattice : F centered Wave length : 1.54059810 102
d.cor 3.51463 1.88755 1.69701 1.47910 1.33648 1.27670
Weighting scheme : unit weight # of cycle : 1 <max:10> # of hkl : 6 Cycle 1 “Chi**2” = 2.488E-0007 Parameters : a = 5.549971 < 0.003633> <*> z = 0.004350 < 0.035324> <*> d = 0.000000 < 0.000000> t = 0.000000 < 0.000000> i = 0.000000 < 0.000000> Volume = 170.9512 < 0.3357> No hkl 2tobs err 2tcor 2tcalc d(2t) Int 1 111 27.85 0.05 27.846 27.820 -0.026 96 2 200 32.23 0.05 32.226 32.232 0.007 69 3 220 46.23 0.05 46.226 46.229 0.003 5 4 222 57.44 0.05 57.436 57.475 0.039 30 5 400 67.44 0.05 67.436 67.445 0.010 7 6 420 76.77 0.05 76.766 76.735 -0.031 12 D R
= =
0.019126 0.028579
d.calc 3.20428 2.77499 1.96221 1.60214 1.38749 1.24101
S abs> / nhkl << S <2tobs-2tcalc>**2> / >
Non indexed hkl : 12 No 2t obs 2t cor err 1 25.23 25.2256 0.01 2 27.19 27.2856 0.01 3 35.74 35.7356 0.01 4 40.83 40.8256 0.01 5 43.63 43.6265 0.01 6 48.08 48.0756 0.01 7 53.90 53.8956 0.01 8 56.13 56.1256 0.01 9 62.68 62.6756 0.01 10 68.24 68.2356 0.01 11 70.30 70.2956 0.01 12 74.13 74.1256 0.01 D. Data U-FIT TiO2 6% Ag (Rutile)
dobs 3.527629 3.277584 2.510572 2.208541 2.073061 1.891049 1.699768 1.637403 1.481108 1.373335 1.338050 1.278101
err 0.001375 0.001183 0.000679 0.000518 0.000452 0.000370 0.000292 0.000268 0.000212 0.000177 0.000166 0.000148
int 12 100 31 7 57 66 19 15 11 14 3 13
Cell : a : 4.63335 b : 4.63335 c : 2.99125 al : 90.00000 be : 90.00000 ga : 90.00000 Special parameters : z : 0.02826 Zero shift d : 0.00000 Displacement or Absorption t : 0.00000 Transparancy or Displacement 103
d.cor 3.20135 2.77554 1.96232 1.60312 1.38765 1.24053
i : 0.00000 Linear correction Crystal system : Tetragonal Bravais lattice : Primitive Wave length : 1.54059810 Weighting scheme : unit weight # of cycle : 1 <max:10> # of hkl : 8 Cycle 1 Parameters : a c z d t i Volume No 1 2 3 4 5 6 7 8
hkl 110 101 200 111 210 211 220 112
D R
= =
“Chi**2” = = = = = = =
2tobs 27.20 35.74 38.81 40.90 43.65 53.90 56.13 68.94
= 1.573-0006
4.633355 2.991248 0.028258 0.000000 0.000000 0.000000 64.2160 err 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
0.041730 0.064266
Non indexed hkl : 11 No 2t obs 2t cor 1 25.28 25.2517 2 27.85 27.8217 3 32.23 31.2017 4 37.81 37.7817 5 46.17 46.1417 6 48.08 48.0517 7 57.31 57.2817 8 62.65 62.6217 9 67.44 67.4117 10 74.14 74.1117 11 76.76 76.7317
2tcor 27.172 35.712 38.782 40.872 43.622 53.872 56.102 68.912
< 0.010763> <*> < 0.005539> <*> < 0.095290> <*> < 0.000000> < 0.000000> < 0.000000> < 0.4173> 2tcalc 27.197 35.699 38.841 40.816 43.647 53.774 56.098 68.966
d(2t) 0.025 -0.012 0.060 -0.056 0.025 -0.098 -0.003 0.054
Int 63 46 5 23 4 47 14 15
d.calc 3.27628 2.51304 2.31668 2.20904 2.07210 1.70333 1.63814 1.36056
S abs> / nhkl << S <2tobs-2tcalc>**2> / >
err 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01
dobs 3.524043 2.204076 2.777561 2.379180 1.965703 1.891934 1.607073 1.482253 1.388102 1.278306 1.241055
104
err 0.001370 0.001127 0.000838 0.000606 0.000402 0.000370 0.000257 0.000212 0.000181 0.000148 0.000137
int 4 44 100 8 60 3 12 13 5 4 18
d.cor 3.27923 2.51225 2.32016 2.20624 2.07326 1.70042 1.63801 1.36153
Data U-FIT TiO2 6% Ag (Anatase) Cell : a : 3.78307 b : 3.78307 c : 9.50351 al : 90.00000 be : 90.00000 ga : 90.00000 Special parameters : z : -0.02991 Zero shift d : 0.00000 Displacement or Absorption t : 0.00000 Transparancy or Displacement i : 0.00000 Linear correction Crystal system : Tetragonal Bravais lattice : I centered Wave length : 1.54059810 Weighting scheme : unit weight # of cycle : 1 <max:10> # of hkl : 6 Cycle 1 Parameters : a c z d t i Volume No 1 2 3 4 5 6
hkl 101 004 200 105 204 107
D R
= =
“Chi**2”
= 3.864E-0007
= 3.783069 = 9.503509 = -0.029908 = 0.000000 = 0.000000 = 0.000000 = 136.0105
2tobs 25.28 37.81 48.08 53.90 62.65 7414 0.026129 0.046298
err 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
2tcor 25.310 37.840 48.110 53.930 62.680 74.170
< 0.006110> <*> < 0.011288> <*> < 0.065918> <*> < 0.000000> < 0.000000> < 0.000000> < 0.6009> 2tcalc 25.319 37.836 48.063 53.943 62.736 74.143
d(2t) 0.009 -0.004 -0.047 0.013 0.056 -0.027
Int 4 8 3 47 13 4
d.calc 3.51482 2.37588 1.89153 1.69839 1.47982 1.27785
S abs> / nhkl << S <2tobs-2tcalc>**2> / >
105
d.cor 3.51603 2.37562 1.88972 1.69874 1.48102 1.27743
Non indexed hkl : 13 No 2t obs 2t cor 1 27.20 27.2299 2 27.85 27.8799 3 32.23 32.2599 4 35.74 35.7699 5 38.81 38.8399 6 40.90 40.9299 7 43.65 43.6799 8 46.17 46.1999 9 56.13 56.1599 10 57.31 57.3399 11 67.44 67.4699 12 68.94 68.9699 13 76.76 76.7899
err 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01
dobs 3.272357 3.197523 2.772686 2.508246 2.316761 2.203156 2.070612 1.963364 1.636486 1.605581 1.387047 1.360496 1.240260
err 0.001182 0.001127 0.000838 0.000679 0.000574 0.000516 0.000451 0.000402 0.000268 0.000257 0.000181 0.000173 0.000137
int 63 44 100 46 5 23 4 60 14 12 5 15 18
Data U-FIT TiO2 6% Ag (AgCl) Cell : a : 5.55145 b : 5.55145 c : 5.55145 al : 90.00000 be : 90.00000 ga : 90.00000 Special parameters : z : -0.01340 Zero shift d : 0.00000 Displacement or Absorption t : 0.00000 Transparancy or Displacement i : 0.00000 Linear correction Crystal system : Cubic Bravais lattice : F centered Wave length : 1.54059810 Weighting scheme : unit weight # of cycle : 1 <max:10> # of hkl : 6 Cycle 1 “Chi**2” = 2.044E-0006 Parameters : a = 5.551446 < 0.010419> <*> z = -0.013401 < 0.101245> <*> d = 0.000000 < 0.000000> t = 0.000000 < 0.000000> i = 0.000000 < 0.000000> Volume = 171.0875 < 0.9633>
106
No hkl 2tobs err 1 111 27.85 0.05 2 200 32.23 0.05 3 220 46.17 0.05 4 222 57.31 0.05 5 400 67.44 0.05 6 420 76.76 0.05 D = 0.054734 R = 0.081906 Non indexed hkl : 13 No 2t obs 2t cor 1 25.28 25.2934 2 27.20 27.2134 3 35.74 35.7534 4 37.81 37.8234 5 38.81 38.8234 6 40.90 40.9134 7 43.65 43.6634 8 48.08 48.0934 9 53.90 53.9134 10 56.13 56.1434 11 62.65 62.6634 12 68.94 68.9534 13 75.14 75.1534
2tcor 2tcalc d(2t) 27.863 27.812 -0.051 32.243 32.224 -0.020 46.183 46.216 0.032 57.323 57.458 0.134 67.453 67.425 -0.028 76.773 76.711 -0.063 S abs> / nhkl << S <2tobs-2tcalc>**2> / err 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01
dobs 3.518333 3.274304 2.509366 2.376655 2.317708 2.204007 2.071356 1.890392 1.699250 1.636928 1.481368 1.360782 1.263152
Int 44 100 60 12 5 18
d.calc 3.20513 2.77572 1.96273 1.60256 1.38786 1.24134
>
err 0.001370 0.001182 0.000679 0.000606 0.000574 0.000516 0.000451 0.000370 0.000292 0.000268 0.000212 0.000173 0.000143
Int 4 63 46 8 5 23 4 3 47 14 13 15 4
E. Data U-FIT TiO2 9% Ag (Rutile) Cell : a : 4.63776 b : 4.63776 c : 2.98921 al : 90.00000 be : 90.00000 ga : 90.00000 Special parameters : z : 0.07004 Zero shift d : 0.00000 Displacement or Absorption t : 0.00000 Transparancy or Displacement i : 0.00000 Linear correction Crystal system : Tetragonal Bravais lattice : Primitive Wave length : 1.54059810 Weighting scheme : unit weight # of cycle : 1 <max:10> # of hkl : 7 Cycle 1 “Chi**2” = 5.088E-0007 Parameters : a = 4.637764 < 0.005661> <*> c = 2.989205 < 0.005683> <*> z = 0.070036 < 0.059788> <*> d = 0.000000 < 0.000000> 107
d.cor 3.19932 2.77402 1.96408 1.60604 1.38732 1.24043
t = 0.000000 < 0.000000> i = 0.000000 < 0.000000> Volume = 64.2944 < 0.2792> No hkl 2tobs err 2tcor 2tcalc d(2t) Int d.calc 1 110 27.21 0.05 27.14 27.170 0.030 30 3.27939 2 101 35.75 0.05 35.68 35.707 0.027 21 2.51253 3 111 40.92 0.05 40.85 40.814 -0.036 10 2.20917 4 210 43.69 0.05 43.62 43.603 -0.017 2 2.07407 5 211 53.85 0.05 53.78 53.749 -0.031 22 1.70405 6 220 56.13 0.05 56.06 56.040 -0.020 6 1.63970 7 301 68.27 0.05 68.20 68.246 0.046 6 1.37316 D = 0.029513 S abs> / nhkl R = 0.040871 << S <2tobs-2tcalc>**2> / > Non indexed hkl : 13 No 2t obs 2t cor Err dobs err Int 1 25.21 25.14 0.01 3.539458 0.001377 4 2 27.85 27.78 0.01 3.208800 0.001127 46 3 32.24 32.17 0.01 2.780233 0.000838 100 4 37.81 37.74 0.01 2.381717 0.000606 1 5 46.18 46.11 0.01 1.966984 0.000402 68 6 48.09 48.02 0.01 1.893111 0.000370 2 7 54.81 54.74 0.01 1.675530 0.000282 20 8 57.41 57.34 0.01 1.605579 0.000256 20 9 62.66 62.59 0.01 1.482929 0.000212 7 10 67.45 67.38 0.01 1.388679 0.000181 9 11 70.30 70.23 0.01 1.339140 0.000166 6 12 74.14 74.07 0.01 1.278924 0.000148 5 13 76.77 76.70 0.01 1.241490 0.000137 4 Data U-FIT TiO2 9% Ag (Anatase) Cell : a : 3.77946 b : 3.77946 c : 9.49638 al : 90.00000 be : 90.00000 ga : 90.00000 Special parameters : z : -0.09451 Zero shift d : 0.00000 Displacement or Absorption t : 0.00000 Transparancy or Displacement i : 0.00000 Linear correction Crystal system : Tetragonal Bravais lattice : I centered Wave length : 1.54059810 Weighting scheme : unit weight # of cycle : 1 <max:10> # of hkl : 7 Cycle
1
“Chi**2”
= 9.818E-0007 108
d.cor 3.28300 2.51436 2.20728 2.07332 1.70315 1.63917 1.37397
Parameters : a c z d t i Volume No 1 2 3 4 5 6 7
hkl 101 004 200 105 204 220 107
D R
= =
= 3.779464 = 9.496378 = -0.094510 = 0.000000 = 0.000000 = 0.000000 = 135.6496
2tobs 25.21 37.81 48.09 53.85 62.66 70.30 74.14
err 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
0.038995 0.056773
Non indexed hkl : 13 No 2t obs 2t cor 1 27.21 27.3045 2 27.85 27.9445 3 32.24 32.3345 4 35.75 35.8445 5 40.92 41.0145 6 43.69 43.7845 7 46.18 46.2745 8 54.81 54.9045 9 56.13 56.2245 10 57.41 57.5045 11 67.45 67.5445 12 68.27 68.3645 13 76.77 76.8645
2tcor 25.305 37.905 48.185 53.945 62.755 70.395 74.235
< 0.005329> <*> < 0.013235> <*> < 0.072544> <*> < 0.000000> < 0.000000> < 0.000000> < 0.5716> 2tcalc 25.343 37.866 48.111 53.989 62.797 70.405 74.210
d(2t) 0.038 -0.039 -0.073 0.045 0.043 0.010 -0.025
Int 4 1 2 22 7 6 5
d.calc 3.51157 2.37409 1.88973 1.69705 1.47853 1.33624 1.27686
S abs> / nhkl << S <2tobs-2tcalc>**2> / >
err 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01
dobs 3.263585 3.190278 2.766459 2.503196 2.198806 2.065907 1.960372 1.670897 1.634758 1.601376 1.385696 1.371060 1.239242
err 0.001181 0.001127 0.000838 0.000679 0.000515 0.000451 0.000402 0.000282 0.000268 0.000256 0.000181 0.000177 0.000137
Data U-FIT TiO2 9% Ag (AgCl) Cell : a : 5.54982 b : 5.54982 al : 90.00000 be : 90.00000 Special parameters : z : -0.00726 Zero shift 109
c : ga :
5.54982 90.00000
Int 30 46 100 21 10 2 68 20 6 20 9 6 4
d.cor 3.51681 2.37176 1.88703 1.69834 1.47944 1.33641 1.27650
d : 0.00000 Displacement or Absorption t : 0.00000 Transparancy or Displacement i : 0.00000 Linear correction Crystal system : Cubic Bravais lattice : F centered Wave length : 1.54059810 Weighting scheme : unit weight # of cycle : 1 <max:10> # of hkl : 7 Cycle 1 Parameters : a z d t i Volume
No
hkl
1 2 3 4 5 6 7 D R
111 200 220 311 222 400 420 = =
“Chi**2”
= 6.489E-0007
= 5.549822 = -0.007264 = 0.000000 = 0.000000 = 0.000000 = 170.9374
2tobs err 27.85 0.05 32.24 0.05 46.18 0.05 54.81 0.05 57.41 0.05 67.45 0.05 76.77 0.05 0.028926 0.041282
Non indexed hkl : 13 No 2t obs 2t cor 1 25.21 25.2173 2 27.21 27.2173 3 35.75 35.7573 4 37.81 37.8173 5 40.92 40.9273 6 43.69 43.6973 7 48.09 48.0973 8 53.85 53.8573 9 56.13 56.1373 10 62.66 62.6673 11 68.27 68.2773 12 70.30 70.3073 13 74.14 74.1473
< 0.005237> <*> < 0.050920> <*> < 0.000000> < 0.000000> < 0.000000> < 0.4839>
2tcor 2tcalc d(2t) 27.857 27.821 -0.037 32.247 32.233 -0.014 46.187 46.230 0.043 54.817 54.818 0.001 57.417 57.476 0.059 67.457 67.447 -0.010 76.777 76.737 -0.040 S abs> / nhkl << S <2tobs-2tcalc>**2> /
err 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01
dobs 3.528783 3.273849 2.509103 2.377026 2.203292 2.069830 1.890249 1.700889 1.637092 1.481286 1.372600 1.337857 1.277782 110
Int 46 100 68 2 20 9 4
d.calc 3.20419 2.77491 1.96216 1.67333 1.60210 1.38746 1.24098
>
err 0.001377 0.001181 0.000679 0.000606 0.000515 0.000451 0.000370 0.000292 0.000268 0.000212 0.000177 0.000166 0.000148
int 4 30 21 1 10 2 2 22 6 7 6 6 5
d.cor 3.20007 2.77374 1.96387 1.67335 1.60360 1.38728 1.24043
Lampiran 5
Perhitungan Ukuran Kristal Senyawa TiO2-Tersensitifkan AgCl Pada Berbagai Variasi Penambahan Perak
Persamaan Scherrer D= Dimana : D = Ukuran kristal (Å) K = Faktor bentuk kristal (0,9) λ = Panjang gelombang sinar-X (Cu Kα= 1,5406 Å) θ = Sudut puncak yang diamati β = Pelebaran difraksi sinar-X (menggunakan Persamaan Warren) 1. TiO2@AgCl 0% a. Anatas 1) 2θ
= 25,30
FWHM = 2,0
= 47,60
FWHM = 1,10 D2 =
Cos θ = 0,9757602
β = 2,0x3,14/180 = 0,03488889
= 40,73027683 Å = 4,073027683 nm
D1= 2) 2θ
θ =12,65
θ =23,80
Cos θ = 0,91495967
β = 0,01918889
= 78,99770062Å = 7,899770062nm
111
= 5,98639 nm
D anatas =
b. Rutil 1)
2θ
θ =13,61
= 27,21
FWHM = 1,23
β = 1,34x3,14/180 = 0,02145667
=
D1= 2)
2θ
Cos θ = 0,97191995
66,48743615 Å = 6,648743615 nm
θ =17,96
= 35,91
Cos θ = 0,95127202
β = 0,01256
FWHM = 0,72
= 116,048018 Å =
D2 =
13,04437219 nm
= 9,12677 nm
D rutil =
2. TiO2@AgCl 1,5% a. Anatas 1) 2θ = 25,09 FWHM = 1,13
θ =12,55
β = 1,13x3,14/180 = 0,01971222
=
D1= 2)
2θ
Cos θ = 0,97610676
72,06087756 Å = 7,206087756 nm
θ = 24,02
= 48,03
Cos θ = 0,91340342
β = 0,01395556
FWHM = 0,8
= 108,7733488 Å =
D2 =
= 9,04171 nm
D anatas =
112
10,87733488 nm
b. Rutile 1)
2θ
θ =13,60
= 27,19
β = 1,43x3,14/180 = 0,02494556
FWHM = 1,43
=
D1= 2)
2θ
Cos θ = 0,97196100
57,18607713 Å = 5,718607713 nm
θ =17,92
= 35,84
Cos θ = 0,95148706
β = 0,01151333
FWHM = 0,66
= 126,5693543 Å =
D2 =
12,65693543 nm
= 9,18777 nm
D rutil =
c. AgCl 1)
2θ
θ =15,995
= 31,99
β = 0,17x3,14/180 = 0,00296556
FWHM = 0,17
=
D1= 2)
2θ
= 45,976
486,377174 Å = 48,6377174 nm
θ =22,988
Cos θ = 0,92058668
β = 0,00209333
FWHM = 0,12
= 724,9767134 Å =
D2 =
= 60,56769 nm
D AgCl =
3. TiO2@AgCl 3% a.
Cos θ = 0,96128575
Anatas 113
72,49767134 nm
1) 2θ
θ =12,615
= 25,23
β = 0,98x3,14/180 = 0,01709556
FWHM = 0,98
= 83,11161553 Å =
D1= 2)
2θ
Cos θ = 0,97585962
θ = 23,90
= 47,80
Cos θ = 0,91425396
β= 0,9x3,14/180 = 0,0157
FWHM = 0,9
= 96,59750354 Å =
D2 =
8,311161553 nm
9,659750354 nm
= 8,98546 nm
D anatas =
b. Rutile 1) 2θ
= 35,92
θ =17,92
β = 0,69x3,14/180 = 0,01203667
FWHM = 0,69
=
D1= 2)
2θ
= 41,06
AgCl
1)
2θ
= 104,782246 Å =
= 32,11
FWHM = 0,18
Cos θ = 0,93648869
β = 0,01413 10,4782246nm
= 11,29379 nm
D rutil =
c.
121,0936379Å = 12,10936379 nm
θ =20,53
FWHM = 0,81 D2 =
Cos θ = 0,95127202
θ =16,055
Cos θ = 0,96099666
β = 0,18x3,14/180 = 0,00314
114
=
D1= 2)
2θ
= 46,13
459,4950916 Å = 45,94950916 nm
θ =23,065
Cos θ = 0,92006099
β = 0,00279111
FWHM = 0,16
= 539,931708 Å = 53,9931708 nm
D2 =
= 49,97134 nm
D AgCl =
4. TiO2@AgCl 6% a.
Anatas
1) 2θ
= 25,28
θ =12,64
β = 1,0x3,14/180 = 0,01744444
FWHM = 1,0
= 81,45738735 Å = 8,145738735 nm
D1= 2)
2θ
Cos θ = 0,97576423
θ = 23,85
=47,70
Cos θ = 0,91460716
β= 1,4x3,14/180 = 0,02442222
FWHM = 0,14
= 62,07441952 Å =
D2 =
6,207441952 nm
= 7,17660 nm
D anatas =
b. Rutil 1)
2θ
= 35,88
FWHM = 0,71
2θ
= 41.00
Cos θ = 0,95137960
β = 0,71x3,14/180 = 0,01238556
=
D1= 2)
θ =17,94
117,66923229 Å = 11,766923229 nm
θ =20,50 115
Cos θ = 0,93667219
β = 0,97 x3,14/180 = 0,01692111
FWHM = 0,97
= 87,48144106 Å =
D2 =
8,748144106 nm
= 10,25753 nm
D rutil =
b. AgCl 1)
2θ
= 32,106
θ =16,053
Cos θ = 0,96100631
β = 0,228x3,14/180 = 0,00397733
FWHM = 0,228
=
D1= 2)
2θ
= 46,09
FWHM = 0,22
θ =23,045
362,755943 Å = 36,2755943 nm
Cos θ = 0,92019769
β = 0,00383778
= 392,6188882 Å = 39,26188882nm
D2 =
= 37,76874 nm
D AgCl=
5. TiO2@AgCl 9% a.
Anatas
1) 2θ
= 25,22
FWHM = 0,8
2θ
=47,70
FWHM = 1,7 D2 =
Cos θ = 0,97587867
β = 0,8x3,14/180 = 0,01395556
= 101,8097351 Å = 10,18097351 nm
D1= 2)
θ =12,61
θ = 23,85
Cos θ = 0,91460716
β= 1,7x3,14/180 = 0,02965556
= 51,12009788 Å = 5,112009788 nm 116
= 7,64649 nm
D anatas =
b. Rutil 1)
2θ
= 35,97
FWHM = 0,74
θ =17,985
β = 0,74x3,14/180 = 0,012990889
=
D1= 2)
2θ = 41,09 FWHM = 0,87
Cos θ = 0,95113738
θ =20,545
Cos θ = 0,93639685
β = 0,87 x3,14/180 = 0,01517667
= 97,56543131 Å =
D2 =
1)
AgCl 2θ = 32,204 FWHM = 0,222
θ =16,102
Cos θ = 0,96076947
β = 0,22x3,14/180 = 0,00387267
=
D1= 2)
9,756543131 nm
= 10,52465 nm
D rutil =
c.
112,9276397 Å = 11,29276397nm
2θ = 46,197
372,6513647Å = 37,26513647nm
θ =23,0985
Cos θ = 0,91983177
β = 0,00334933
FWHM = 0,192
= 450,0554847Å =
D2 =
= 41,13534 nm
D AgCl=
117
45,00554847nm
Lampiran 6
UV 1700 PHARMASPEC UV-VIS SPECTROPHOTOMETER SPECULAR REFLECTANCE ATTACHMENT Nama RATNA NIM/NIP 12307141008 Dosen Pembimbing Dr. Hari Sutrisno Prodi Kimia-S1 Institusi UNY Tanggal 23052016 Waktu & Temperatur 13.30 WIB Suhu : 290C KODE SAMPEL : TiO2 R 0% Ag SPECTRUM REFLECTANCE PANJANG GELOMBANG 200 – 800 Sampel : TiO2 R 0% Ag
118
NO
1 2 3 4
nm
768.00 524.00 447.00 267.00
R%
98.644 86.750 83.743 141.342
SPECTRUM ABSORBANSI PANJANG GELOMBANG 200 – 800 Sampel : TiO2 R 0% Ag
NO
1 2
nm
Abs.
462.00 355.00
0.097 3.512
119
KODE SAMPEL : TiO2 R 1.5% Ag SPECTRUM REFLECTANCE PANJANG GELOMBANG 200 – 800 Sampel : TiO2 R 1.5% Ag
NO
1 2
nm
R%
768.00 445.00
96.207 60.521
120
SPECTRUM ABSORBANSI PANJANG GELOMBANG 200 – 800 Sampel : TiO2 R 1.5% Ag
NO
1 2
nm
Abs.
464.00 323.00
0.241 2.929
121
KODE SAMPEL : TiO2 R 3% Ag SPECTRUM REFLECTANCE PANJANG GELOMBANG 200 – 800 Sampel : TiO2 R 3% Ag
NO
1 2 3
nm
768.00 431.00 290.00
122
R%
95.134 90.507 258.869
SPECTRUM ABSORBANSI PANJANG GELOMBANG 200 – 800 Sampel : TiO2 R 3% Ag
NO
1 2 3 4 5
nm
Abs.
583.00 553.00 464.00 358.00 282.00
0.143 0.142 0.129 2.563 3.367
123
KODE SAMPEL : TiO2 R 6% Ag SPECTRUM REFLECTANCE PANJANG GELOMBANG 200 – 800 Sampel : TiO2 R 6% Ag
NO
1 2 3 4
nm
768.00 430.00 306.00 251.00
124
R%
92.895 80.287 136.393 141.091
SPECTRUM ABSORBANSI PANJANG GELOMBANG 200 – 800 Sampel : TiO2 R 6% Ag
NO
1 2 3
nm
Abs.
522.00 350.00 235.00
0.163 3.813 3.538
125
KODE SAMPEL : TiO2 R 9% Ag SPECTRUM REFLECTANCE PANJANG GELOMBANG 200 – 800 Sampel : TiO2 R 9% Ag
NO
1 2 3
nm
768.00 437.00 263.00
126
R%
93.748 79.553 262.032
SPECTRUM ABSORBANSI PANJANG GELOMBANG 200 – 800 Sampel : TiO2 R 9% Ag
NO
1 2 3 4
nm
Abs.
559.00 469.00 360.00 289.00
0.155 0.161 3.687 3.802
127
Lampiran 7
Uji Aktivitas Antiburam Sinar Matahari A. Aquades
0 menit
4 menit
8 menit
12 menit
16 menit
20 menit
24 menit
28 menit
32 menit
36 menit
40 menit 128
B. TiO2@AgCl 0%
0 menit
4 menit
8 menit
12 menit
16 menit
20 menit
24 menit
28 menit
32 menit
36 menit
40 menit
129
C. TiO2@AgCl 1,5%
0 menit
4 menit
8 menit
12 menit
16 menit
20 menit
24 menit
28 menit
32 menit
36 menit
40 menit
130
D. TiO2@AgCl 3%
0 menit
4 menit
8 menit
12 menit
16 menit
20 menit
24 menit
28 menit
32 menit
36 menit
40 menit
131
E. TiO2@AgCl 6%
0 menit
4 menit
8 menit
12 menit
16 menit
20 menit
24 menit
28 menit
32 menit
36 menit
40 menit
132
F. TiO2@AgCl 9 %
0 menit
4 menit
8 menit
12 menit
16 menit
20 menit
24 menit
28 menit
32 menit
36 menit
40 menit
133
Uji Aktivita Antiburam Lampu UV 1.
Aquades
0 menit
4 menit
8 menit
12 menit
16 menit
20 menit
24 menit
28 menit
32 menit
36 menit
40 menit 134
2.
TiO2@AgCl 0%
0 menit
4 menit
8 menit
12 menit
16 menit
20 menit
24 menit
28 menit
32 menit
36 menit
40 menit
135
3.
TiO2@AgCl 1,5%
0 menit
4 menit
8 menit
12 menit
16 menit
20 menit
24 menit
28 menit
32 menit
36 menit
40 menit 136
4.
TiO2@AgCl 3%
0 menit
4 menit
8 menit
12 menit
16 menit
20 menit
24 menit
28 menit
32 menit
36 menit
40 menit 137
5.
TiO2@AgCl 6%
0 menit
4 menit
8 menit
12 menit
16 menit
20 menit
24 menit
28 menit
32 menit
36 menit
40 menit 138
6.
TiO2@AgCl 9%
0 menit
4 menit
8 menit
12 menit
16 menit
20 menit
24 menit
28 menit
32 menit
36 menit
40 menit
139
Lampiran 8 Data Tabel Penurunan Sudut Kontak TiO2@AgCl Berbagai Variasi Penambahan Perak
A. Data Uji Aktivitas Antiburam Sinar Matahari Sudut Kontak
Waktu (menit)
Aquades
0%
1,5%
3%
6%
9%
0
43,73
41,70
41,8
40,16
36,68
36,34
4
41,16
40,08
39,82
39,09
32,99
33,10
8
39,04
36,46
35,02
37,23
30,38
32,75
12
35,22
34,04
31,35
25,88
24,44
31,26
16
29,74
31,43
27,31
22,11
17,20
18,85
20
29,10
26,48
25,25
18,22
14,75
13,21
24
27,90
25,61
24,54
15,95
12,09
12,91
28
25,93
24,23
24,10
14,40
11,31
12,38
32
22,40
19,84
18,30
11,31
8,13
10,30
36
21,90
18,44
17,44
10,01
0,00
7,13
40
20,85
17,53
14,57
7,77
0,00
5,91
140
B. Data Uji Aktivitas Antiburam Sinar UV Sudut Kontak
Waktu (menit)
0
4
8
12
16
20
24
28
32
36
40
Aquades
0%
1,5%
3%
6%
9%
40,34
40,92
40,60
38,75
40,73
40,60
36,07
35,62
35,10
35,22
35,62
37,12
35,52
35,54
34,90
33,31
34,99
34,05
34,87
34,11
34,70
25,58
34,08
30,47
31,53
31,52
30,47
25,20
26,56
25,02
25,77
29,36
29,39
14,38
22,07
21,80
18,76
18,85
14,93
0,00
10,79
11,94
14,11
11,00
14,62
0,00
8,88
10,62
13,30
10,62
14,38
0,00
0,00
0,00
10,92
5,71
3,38
0,00
0,00
0,00
4,09
3,23
2,17
0,00
0,00
0,00
141
Lampiran 9 Gradien Kemiringan (Slope) TiO2@AgCl Berbagai Variasi Penambahan Perak
A. Uji Antiburam Sinar Matahari Akuades
TiO2@AgCl 3%
TiO2
TiO2@AgCl 6%
142
TiO2@AgCl 1,5%
TiO2@AgCl 9%
B. Uji Aktivitas Antiburam Lampu UV
Akuades
TiO2@AgCl@ 3%
TiO2
TiO2@AgCl@ 6%
143
TiO2@AgCl 1,5%
TiO2@AgCl@ 9%
