Jurnal Kimia Unand ISSN No. 2303-3401, Volume 2 Nomor 3, Agustus 2013
127
-1.0 -0.5
0.0 0.5
1.0 -0.15
-0.10 -0.05
0.00 0.05
0.10
mo men magnet e
mu g
medan magnet Tesla
Gambar 5. Analisis VSM nanokomposit TiO
2
– ZnFe
2
O
4
1:0,1 suhu kalsinasi 550
o
C 3.4 Uji Aktifitas Fotokatalitik
Uji aktifitas fotokatalitik nanokomposit yang dihasilkan dilakukan terhadap degradasi
Rodamin B dengan bantuan sinar matahari pada lama penyinaran 1, 2, dan 3 jam.
Gambar 6 memperlihatkan nanokomposit TiO
2
–ZnFe
2
O
4
1:0,1 suhu kalsinasi 550
o
C memberikan aktifitas fotokatalitik terbaik
terhadap degradasi Rodamin B dengan bantuan sinar matahari jika dibandingkan
dengan dua konsentrasi lainnya.
Gambar 6. Grafik nilai ln AAo degradasi
rodamin B oleh nanokomposit TiO
2
- ZnFe
2
O
4
suhu kalsinasi 550
o
C dengan variasi konsentrasi 1:0,01, 1:0,1, 1;0,3
Nilai ln AAo nanokomposit TiO
2
–ZnFe
2
O
4
1:0,01, 1:0,1, dan 1:0,3 pada lama penyinaran 3 jam adalah -3,214, -3,644, dan -3,0070. Aktifitas
fotokatalitik ini didukung oleh analisis SEM, yang
mana morfologi
permukaan nanokomposit TiO
2
–ZnFe
2
O
4
1:0,1 memiliki permukaan yang halus dan berpori banyak.
Aktifitas fotokatalitik
TiO
2
yang telah
didoping dengan oksida logam ZnFe
2
O
4
ini juga sangat baik jika dibandingkan dengan
TiO
2
hasil sintesis dan ZnFe
2
O
4
saja gambar 7. Keberadaan oksida logam ZnFe
2
O
4
dapat menggeser daerah penyerapan TiO
2
ke daerah sinar tampak, selain itu juga dapat menahan
pertumbuhan TiO
2
rutil. Maka dari itu,
nanokomposit TiO
2
–ZnFe
2
O
4
aktif pada sinar matahari.
Gambar 7. Grafik nilai ln AAo degradasi
rodamin B [a] TiO
2
-ZnFe
2
O
4
1:0,1 dengan suhu kalsinasi 550
o
C, [b] ZnFe
2
O
4
dan [c] TiO
2
hasil sintesis
4. Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa penambahan
oksida logam terhadap nanokomposit TiO
2
- ZnFe
2
O
4
yang dihasilkan
menyebabkan nanokomposit ini aktif pada sinar tampak
matahari. Uji
aktifitas fotokatalitik
menunjukkan nanokomposit TiO
2
-ZnFe
2
O
4
1:0,1 suhu kalsinasi 550
o
C memberikan aktifitas yang baik.
Jurnal Kimia Unand ISSN No. 2303-3401, Volume 2 Nomor 3, Agustus 2013
128
5. Ucapan terima kasih
Penulis mengucapkan terimakasih kepada DIKTI yang telah mendanai penelitian ini
melalui PKMP, analis laboratorium jurusan kimia Universitas Andalas, dan semua pihak
yang telah membantu penelitian ini.
Referensi 1.
Fatimah, Is., 2012, Composite of TiO2- montmorillonite from Indonesia and Its
photocatalytic Properties in Methylene Blue and E.coli Reduction, J. Mater.
Environ.
Sci, Vol. 3, No. 5, pp. 983-992 2.
Nocun, M., S. Kwashjy., 2012, Preparation and
Photocatalytic Activity
of VanadiumSilver dopped TiO2 thin films
obtained by sol-gel method, Optica applicata
, Vol.XLII, No.2 3.
Abdullah, M.,
Khairurrijal, dan
Hernawan, M., 2009, Pendekatan Baru Penjernihan
Air Limbah:Berbasis
Nanomaterial dan Zero Energy, Berita Penelitian ITB.
4. Rahmayeni, Syukri, A., Yeni, S., Rianda,
R., and Zulhadjri, 2012, Synthesis of Magnetic Nanoparticles of TiO
2
-NiFe
2
O
4
: Characterization
and Photocatalytic
Activity On Degradation of Rhodmine B, Indo. J. Chem,
Vol. 12, No. 3, pp. 229 – 234
5. Ju Li, C., Jiao, N.W., Bin, W., Jian, R.G.,
Zhang, L., 2012, A Novel Magnetically Separable TiO2CoFe2O4 Nanofiber with
High Photocatalytic Activity under UV- Vis Light, Materials Research Bulletin, Vol.
47, pp. 333-337
6. Taufiq, A., Triwikantoro, Suminar P., dan
Darminto, 2008, Sintesis Partikel Nano Fe
3-x
Mn
x
O
4
Berbasis Pasir Besi dan Karakterisasi
Struktur serta
Kemagnetannya, Jurnal Nanosains Nanoteknologi
, Vol. 1, No.2. ISSN 1979- 0880
7. Meng, W., Feng, L., David, G.E., and Xue.
D., 2004, Photocatalytic activity of highly porous zinc ferrite prepared from a
zincironIII-sulfate layered
double hydroxide precursor, Journal of Porous
Materials , Vol. 11, No. 2, pp. 97
–105 8.
Zhang, B., Jinlong, Z., and Feng, C., 2008, Preparation
and characterization
of magnetic TiO2ZnFe2O4 photocatalysts
by a sol –gel method, Res. Chem. Intermed.,
Vol. 34, No. 4, pp. 375 –380
129
SINTESIS DAN KARAKTERISASI TiO
2
-SiO
2
DENGAN PENAMBAHAN KITOSAN DAN SURFAKTAN DTAB
Yetria Rilda, Stefani Krista, dan Zulhadjri
Laboratorium Kimia Material Jurusan Kimia FMIPA, Universitas Andalas e-mail: yetriarildafmipa.unand.ac.id
Jurusan Kimia FMIPA Unand, Kampus Limau Manis, 25163
Abstract
TiO
2
-SiO
2
Chitosan is a compound that can be applied as catalyst in organic reaction. The catalytic activity of TiO
2
-SiO
2
is influenced by for example its morphology beside other factors. In this work, the synthesis of the composite was carried out by sol-gel method modified by the
addition of chitosan and dodecyl trimethyl ammonium bromide DTAB. The characterization showed that the morphology of TiO
2
-SiO
2
and TiO
2
-SiO
2
Chitosan are different with the addition of DTAB 10. X-Ray Diffraction XRD pattern showed the crystalline of TiO
2
anatase is effected by the presence of surfactant DTAB and chitosan. The thermal stability and crystal
pattern of TiO
2
is influenced by the presence of SiO
2
which the anatase structure can be resisted at 550
o
C. The spectrum of Fourier Transform Infrared FTIR showed different intensity in the range 4000-400 cm
-1
. There are interaction of Ti-O-Si around 900 cm
-1
, O-Ti-O around 400 cm
-1
, and Si-O-Si around 1100 cm
-1
. Scanning Electron Microscopy SEM analysis showed the homogeninity distribution of particle with porous morphology.
Keywords: TiO
2
- SiO
2
, synthesis, surfactant DTAB, chitosan, sol-gel
1. Pendahuluan
Titania TiO
2
dengan struktur kristal anatase, ukuran
nano memiliki luas
permukaan besar, eksitasi elektron dari pita valensi ke pita konduksi cendrung terjadi
pada daerah sinar UV-Vis. Titania jenis anatase secara luas telah digunakan untuk
berbagai aplikasi. Struktur kristal dan morfologi
pemukaan dari
titania merupakan faktor penting untuk aplikasi
spesifik, seperti katalis. Titania tipe anatase memberikan aktivitas katalitik yang tinggi,
terutama untuk dekomposisi dari polutan- polutan organik di lingkungan, seperti zat
warna dan mikroorganisma
1
. Untuk meningkatkan kinerja dari TiO
2
dilakukan beberapa modifikasi kondisi proses,
seperti penambahan
senyawa dopant, dengan tujuan untuk meningkatkan
kinerja dari TiO
2
dalam aplikasinya. Silika SiO
2
merupakan oksida logam yang memiliki sifat mekanik lebih baik, porositas
besar, dan stabil terhadap panas, serta memiliki daya dispersi yang besar jika
berinteraksi dengan TiO
2
. Jika silika
digunakan sebagai matriks oksida sekunder untuk melapisi TiO
2
, diharapkan dapat meningkatkan sifat porositas dan kestabilan
panas dari TiO
2,
agar kinerja fotokatalitik dari
titania meningkatkan
ketika diaplikasikan
2 .
Disamping itu, dilakukan penambahan kitosan yang merupakan suatu biopolimer
yang tidak bersifat toksik, biocompatible, dan biodegradable
. Kitosan dapat berfungsi untuk memodifikasi karakter template pengarah
struktur pori
3 .
Penelitian J.
Medina-Valtierra 2006
melaporkan efek
dari penambahan
surfaktan kationik CTAB Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide
terhadap titania yang telah diteliti, menunjukkan bahwa TiO
2
130
terdistribusi merata pada permukaan dan homogen, tetapi intensitas kristal semakin
rendah
7
. Sintesis bubuk titania telah diselidiki
menggunakan berbagai metoda, seperti metoda
hidrotermal, oksidasi,
dan dekomposisi uap. Metoda sol-gel digunakan
secara luas dalam pembuatan oksida logam transisi
karena memiliki
keunggulan menghasilkan mikrostruktur skala nano dan
menjaga homogenitas raw material dan kemungkinan
menghasilkan struktur
metastabil yang unik pada temperatur yang rendah. Bubuk titania yang dibuat dengan
metoda sol-gel biasanya berbentuk amorf dan kristalisasi dengan proses post-deposisi,
seperti
kalsinasi, hidrotermal,
dan sebagainya
4 .
Dari uraian di atas, maka pada penelitian ini dilakukan proses modifikasi dalam sintesis
nanopori TiO
2,
yaitu dengan penambahan SiO
2
, kitosan, dan surfaktan DTAB Dodesil Trimetil
Amonium Bromida
sebagai senyawa pencetak pori dari partikel-
partikel. Adapun variabel proses sintesis yang divariasikan adalah perbandingan Ti
dan Si dengan penambahan kitosan dan surfaktan DTAB dengan lama kalsinasi 3
jam pada suhu 550
o
C.
2. Metodologi Penelitian 2.1. Alat dan Bahan
