13
dapat mendekomposisis kontaminan organik, sementara itu h
+
bergerak dalam arah yang berlawanan dari pita valensi VB AgCl ke AgI atau ke TiO
2
. Namun, dalam penelitian ini TiO
2
, tidak bisa menghasilkan pasangan elektron-hole pada cahaya tampak dengan energi celah pita energi celah pita Eg = 3.12 eV.
Sementara, h
+
bisa mentransfer dari VB AgCl ke TiO
2
dengan energi celah pita sebesar Eg VB = 2,8 eV sehingga secara efektif dapat mencegah rekombinasi
pasangan elektron-hole. Penelitian lain oleh Yan et al. 2013 tentang TiO
2
terdoping C, F ditambahkan AgCl dihasilkan bahwa pemisahan pasangan elektron-hole lebih
efektif dengan adanya AgCl. Pasangan elektron hole pertama kali mengalami eksitasi oleh cahaya tampak menyebabkan hole berpindah ke permukaan AgCl
dan mengalami oksidasi ion Cl menjadi atom Cl . Atom Cl
bertindak sebagai spesies reaktif terhadap degradasi zat warna. Pada waktu yang sama elektron
dalam TiO
2
terdoping C,F mengalami reduksi O
2
menjadi O
2
radikal.
4. Fotokatalisis Titanium Dioksida TiO
2
Secara umum proses fotokatalisis adalah proses kombinasi antara proses fotokimia dan katalis. Fotokatalisis didefinisikan sebagai proses sintesis secara
kimiawi dengan melibatkan cahaya sebagai pemicu dan katalis sebagai pemercepat proses transformasi Slamet dkk., 2007. Proses fotokatalis
diilustrasikan pada Gambar 3 Macwan et al., 2011.
14
Gambar 3. Mekanisme Fotokatalis TiO
2
Reaksi fotokatalis dimulai ketika TiO
2
diiradiasi oleh sinar UV dan TiO
2
menyerap foton hv dengan energi yang sebanding atau lebih besar dari energi celah pitanya.
Tahapan reaksi fotokatalis dapat diuraikan sebagai berikut: a. Foton hv yang diserap oleh TiO
2
menyebabkan elektron e
-
pada pita valensi VB tereksitasi ke pita konduksi CB, dengan meninggalkan hole h
+
pada pita valensi.
TiO
2
+ hv TiO
2
h
+
VB
+ e
-
CB
b. Elektron dan hole dapat mengalami reaksi redoks dengan spesies seperti : OH
-
, senyawa organik, atau O
2
yang diadsorpsi pada permukaan titania. Elektron dari pita konduksi akan mengalami reduksi sedangkan hole dari pita valensi
akan mengalami oksidasi. TiO
2
h
+
VB
+ H
2
O
ads
TiO
2
+ •OH
ads
+ H
+
TiO
2
h
+
VB
+ OH
-
TiO
2
+ •OH
ads
15
c. Pembawa muatan h
+
mengoksidasi H
2
O atau ion OH
-
menjadi radikal hidroksil •OH yang sangat kuat. •OH mampu memecah polutan yang teradsorpsi di
permuakan titania atau di dalam larutan encer serta mendegradasi polutan menjadi air dan CO
2
. •OH + D
ads
D
+ ads
+ H
2
O d. Pita konduksi elektron mereduksi spesies O
2
yang teradsorpsi menjadi superoksida
•O
2
kemudian mengalami serangkaian reaksi berikut untuk menghasilkan •OH.
TiO
2
e
CB
-
+ O
2ads
+ H
+
TiO
2
+ HO
2
• O
2
•- + H
+
TiO
2
e
CB
-
+ HO
2
• + H
+
H
2
O
2
H
2
O
2
+ hv 2HO•
H
2
O
2
+ O
2
•
-
HO• + O
2
+ HO
-
H
2
O
2
+ TiO
2
e
cb -
HO• + HO
-
+ TiO
2
Oksidasi dan reduksi langsung atau tidak langsung dari polutan yang teradsorpsi dan spesies lain di dalam larutan encer oleh pembawa mautan yang
terfotogenerasi h
+
e
-
menyebabkan polutan mengalami mineralisasi. Jika reaksi redoks tidak terjadi, energi dan hasil rekombinasi pembawa muatan dilepaskan
dalam bentuk kalor yang menyebabkan reduksi yang sangat besar dalam efisiensi fotokatalis TiO
2
.
5. Antiburam
