6
BAB II KAJIAN PUSTAKA
A. Deskripsi Teori 1. Semikonduktor TiO
2
Titanium dioksida TiO
2
merupakan salah satu bahan semikonduktor yang mempunyai sifat stabil terhadap fotokorosi dan korosi oleh bahan kimia,
inert, dan merupakan senyawa semikonduktor yang bersifat fotokatalis. TiO
2
berupa padatan ionik yang terdiri dari Ti
4+
dan O
2-
dalam konfigurasi oktahedron. Padatan ini memiliki 11 bentuk polimorf, dan dari sebelas polimorf tersebut tiga
diantaranya terdapat di alam dan bersifat stabil yaitu anatase, rutile dan broockite Sutrisno, 2009.
Rutile merupakan salah satu bentuk polimorf TiO
2
yang cenderung lebih stabil pada suhu tinggi sehingga polimorf ini sering ditemukan dalam batuan igneous
beku karena pengapian. Rutile mempunyai sistem kristal tetragonal dan memiliki energi celah pita 3,0 eV Grant., 1959.
Anatase merupakan bentuk polimorf TiO
2
yang cenderung lebih stabil pada suhu rendah. Bentuk kristal anatase terjadi pada pemanasan TiO
2
serbuk mulai dari temperatur 120-500°C Ollis Elkabi, 1991. Struktur anatase memiliki
eneri celah pita sebesar 3,2 eV yang setara dengan energi gelombang sinar UV dengan panjang gelombang 388 nm. Anatase mempunyai sistem kristal tetragonal
Asahi et al., 2001. Broockite sangat sulit diamati karena tidak stabil dan umumnya hanya terdapat
dalam mineral. Broockite memiliki struktur kristal orthorombik dan memiliki energi celah pita sebesar 3,4 eV Tang et al., 1994.
7
Struktur dari ketiga tipe kristal TiO
2
tersebut ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Struktur Kristal a Anatase, b Rutile dan c Broockite Secara umum, anatase dan rutile merupakan fasa kristal dari TiO
2
yang banyak diaplikasikan dalam proses fotokatalis, sel fotovoltaik, fotoinduksi
superhidrofilik dan pemurnian lingkungan seperti pemurnian udara dan air Shifu Gengyu, 2005. Fase anatase memiliki fotoaktivitas yang lebih tinggi
dibandingkan dengan rutile Yates et al., 1995. Menurut Su et al. 2004 fotoaktivitas TiO
2
dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain seperti luas permukaan spesifik, ukuran kristalit, distribusi ukuran pori dan metode preparasi.
TiO
2
yang berukuran nano dengan stuktur mesopori mempunyai fotoaktivitas yang paling optimal. Kartini 2004 juga menyatakan aplikasi TiO
2
sebagai semikonduktor pada sistem DSSC dimana TiO
2
mesopori dengan luas permukaan yang tinggi dan domain fase kristal anatase dapat meningkatkan efisiensi sel
surya. Luas permukaan yang tinggi mengakibatkan adsorpsi senyawa sensitiser yang lebih besar sehingga dapat meningkatkan penyerapan sinar, dan domain fase
anatase menyebabkan efisiensi perpindahan elektron yang lebih tinggi.
a b
c
Kategori