Sintesis Ni-TiO TINJAUAN PUSTAKA

cairan, bentuknya cair tetapi berwarna keruh karena banyaknya padatan. Partikel yang diperoleh berdiameter berkisar antara 1-100 nm. Gel merupakan sistem koloid yang cairannya sudah bercampur dengan padatan, bentuknya padat tapi mengandung air. Smart dan Moore, 1995. Proses sol-gel dikendalikan oleh reaksi hidrolisis, kondensasi, aging dan pengeringan. Proses ini didefinisikan sebagai sineresis dan disebabkan oleh menguapnya pelarut secara spontan dari pori Brinker dan Scherer, 1990. Struktur mikro ukurannya tergantung pada rumusan komposisi kimia dan prosedur preparasi pembuatan sol hingga titik gel serta jalannya proses aging , pengeringan, dan pemanasan gel. Proses aging dilakukan dengan cara mendiamkan gel untuk mengubah sifatnya agar lebih kaku, kuat dan menyusut. TiO 2 struktur anatase memiliki band gap dengan lebar 3,2 eV yang menyebabkan TiO 2 murni hanya melakukan respon terhadap sinar UV. Agar semikonduktor dapat merespon sinar tampak maka band gap perlu diperkecil, salah satu cara ialah dengan mendopan ion logam. Penambahan ion dopan akan mempengaruhi karakter dari TiO 2 , dimana akan mempengaruhi efektifitas sistem fotokatalisnya. Peranan doping ion dopan Ni +2 pada permukaan TiO 2 sangat dipengaruhi oleh perbandingan konsentrasi ion dopan terhadap matrik titanium isopropoksida dan pengaturan terhadap suhu kalsinasi Rilda, et al., 2010. Gambar 2.4. Mekanisme reaksi sol-gel Rilda et al., 2010

2.7 Proses Dekomposisi Air

Reaksi diawali dengan eksitasi TiO 2 dengan energi foton sehingga terbentuk elektron dan hole. Hole yang terbentuk akan bereaksi dengan air membentuk radikal hidroksil, yang merupakan oksidator yang sangat kuat, serta ion hidrogen. Ion hidrogen tersebut akan direduksi oleh elektron menjadi gas hidrogen. Gambar 2.5. Spektrum Sinar Afrozi, 2010 Menurut Afrozi 2010 semikonduktor dengan band gap yang besar ~3 eV kurang respon terhadap sinar tampak matahari oleh karena mereka hanya peka terhadap UV yang memiliki panjang gelombang lebih kecil daripada sinar tampak 400 nm. Dewasa ini, efisiensi konversi energi dari sinar matahari menjadi hidrogen masih rendah dengan penggunaan TiO 2 sebagai fotokatalis dalam reaksi water-splitting karena ketidakmampuan untuk menggunakan sinar tampak. Band gap dari TiO 2 anatase ialah sebesar 3,2 eV dan hanya sinar UV yang dapat digunakan untuk produksi hidrogen. Dengan UV yang hanya terdapat sekitar 5 dari energi radiasi matahari sementara sinar tampak terdapat sekitar 50, maka ketidakmampuan untuk menggunakan sinar tampak membatasi efisiensi dari produksi hidrogen pada reaksi fotokatalitik dengan energi matahari. Oleh karena itu cara yang dapat dilakukan untuk mengatasi hambatan tersebut adalah menggunakan teknik proses modifikasi fotokatalis dan usaha untuk memperoleh luas permukaan aktif yang besar Ni et al, 2007. Paten yang terkait dengan produksi hidrogen secara fotokatalitik masih terbatas pada pemanfaatan air dan upaya untuk meningkatkan efisiensi