meningkatkan energi elektron pada pita valensi, dengan mengurangi celah energi dan meningkatkan atau setidaknya meminimalisasi rekombinasi elektron-hole.
2.6 Dopan Logam
Penambahan logam transisi secara ekstensif telah dipelajari untuk aktifitas fotokatalitik dari titanium IV oksida. Choi et al 1994 melakukan percobaan
fotoreaktifitas 21 logam yang ditambahkan pada titanium IV oksida. Ion-ion logam tersebut diyakini menempel pada kisi-kisi kristal titanium IV oksida.
Tingkat energi pada band gap titanium IV oksida terbentuk berdasarkan persamaan:
untuk M dan M
n+
adalah dopan logam dan ion logam. Elektron hole ditransfer dari titanium IV oksida ke ion-ion logam.
Perpindahan elektron tersebut dapat meminimalkan rekombinan elektron-hole. Elektron trap :
1 n
cb n
M e
M Hole trap
:
1 n
vb n
M h
M Tingkat energi dari M
n+
M
n-1+
harus lebih negatif daripada CB dari titanium IV oksida, tingkat energi dari M
n+
M
n+1+
harus lebih positif dari VB titanium IV oksida. Pada reaksi fotokatalitik, proses transfer menjadi sangat penting
untuk penjebakan elektron. Jika elektron ditransfer ke permukaan reaksi fotokatalitik dapat terjadi. Oleh karena itu, ion-ion logam di tambah di permukaan
dari titanium IV oksida untuk proses transfer elektron. Penambahan logam
vb n
n ch
n n
h M
hv M
e M
hv M
1 1
kepermukaan titanium IV oksida menjadi objek penelitian yang penting untuk meneliti aktifitas fotokatalitik dari titanium IV oksida Ni et al, 2007.
Penambahan logam secara luas menambah luas respon dari spektral dari titanium IV oksida ke daerah ultra violet mengakibatkan efek perubahan band
gap He et al, 1997. Pada proses fotoeksitasi, elektron dapat ditransfer dari pita konduksi dari titanium IV oksida ke partikel logam pada permukaan titanium
IV oksida. Ion dopan dapat menciptakan trap elektron yang mana akan meminimalkan proses rekombinan elektron dan hole. Logam-logam seperti Ni dan
Zn telah dilaporkan meningkatkan aktifitas katalitik dari fotokatalis pada produksi hidrogen El Bahy et al, 2008.
Logam transisi seperti Zn dan Ni telah dicoba dipakai sebagai dopan untuk menaikkan efisiensi fotokatalis titanium IV oksida pada daerah sinar tampak.
Penambahan logam Zn dan Ni berperan dalam penurunan band gap titanium IV oksida untuk fotoeksitasi dan secara serempak mengurangi laju rekombinan
elektron-hole. Selain penambahan pada fotokatalis, penambahan logam tersebut juga menaikkan efisiensi pada fotoreduksi dari air menjadi hidrogen Takashi et al
2003. Berbagai metode untuk sintesis dan doping logam untuk MTiO
2
telah dilakukan seperti sol gel, hydrothermal, solvotermal, elektrodeposisi, metal
organik, MOCVD Metal Organic Chemical Vapor Deposition, dan sonokimia Kurniawan, 2009. Metode sol-gel merupakan metode yang sering dipakai untuk
sintesis fotokatalis titanium IV oksida karena memiliki bebrapa keuntungan daripada metode hydrothermal, solvotermal, elektrodeposisi, metal organik,
MOCVD Metal Organic Chemical Vapor Deposition, dan sonokimia. Keuntungan yang didapat antara lain murah dan mudah dalam preparasinya.
2.7 Sol Gel
