67 Persentase degradasi yang kecil merupakan akibat dari celah pita energi yang
besar pada suatu sampel. Pada Gambar 4.11 menjelaskan bahwa dengan semakin kecilnya celah pita energi maka elektron pada pita valensi akan semakin mudah untuk
berpindah menuju pita konduksi yang menyebabkan sifat fotokatalis semikonduktor semakin kuat. Celah pita energi yang kecil membuat titania TiO
2
menjadi aktif karena foton menyebabkan elektron berpindah menuju pita konduksi sehingga
mempermudah pembentukan hole pada pita valensi h
vb
dan elektron pada pita konduksi e
cb
. Hole h
vb
dan elektron e
cb
bereaksi membentuk radikal •OH sebagai
reaktan dalam proses degradasi rhodamin B, selain itu hole h
vb
juga dapat bereaksi langsung dengan substrat rhodamin B sehingga proses degradasi menjadi lebih
mudah. Celah pita energi yang besar akan mengakibatkan pergerakan elektron dari pita valensi menuju pita konduksi membutuhkan energi yang lebih besar, akibatnya
elektron tidak bisa bergerak bebas yang membuat sifat fotokatalis semikonduktor lemah. Selain itu semakin besar celah pita energi maka semakin besar kemungkinan
terjadinya rekombinasi muatan yang berakibat pada sulitnya pembentukan hole h
vb
dan radikal •OH, sehingga proses degradasi terhadap substrat rhodamin B berjalan tidak efektif.
4.8 Hubungan Antara Keberadaan Sinar UV dengan Degradasi
Rhodamin B
Pada Gambar 4.12 menunjukkan perbandingan kinerja sampel TSB-600 yang terimbas sinar UV dan tanpa sinar UV terhadap penurunan zat warna rhodamin B.
68 Gambar tersebut terlihat jelas bahwa selama durasi 3 jam, kinerja fotokatalis yang
terimbas sinar UV memiliki persentase degradasi yang lebih baik jika dibandingkan dengan fotokatalis yang tidak terimbas sinar UV. Hal ini menandakan bahwa foton
dari sinar UV menentukan kinerja dari fotokatalis dalam mendegradasi substrat yang penelitian ini adalah rhodamin B. Pada fotokatalis yang terimbas sinar UV, proses
fotodegradasi dimulai ketika foton dengan energi yang lebih besar dari Band Gap fotokatalis diserap oleh fotokatalis TiO
2
-SiO
2
, sehingga terjadi loncatan elektron dari pita valensi ke pita konduksi dan membentuk hole di pita konduksi h
vb
dan elektron di pita valensi e
cb
. elektron e
cb
dan hole h
vb
masing-masing akan bereaksi dengan oksigen O
2
dan air H
2
O yang terserap oleh fotokatalis kemudian membentuk radikal
•OH. Radikal •OH yang terbentuk kemudian bereaksi dengan zat warna rhodamin B sehingga terjadi proses degradasi, selain itu hole h
vb
pada permukaan fotokatalis juga dapat bereaksi untuk mendegradasi zat warna rhodamin B menjadi
zat-zat yang lebih sederhana, tidak berbahaya dan tidak berfluorosensi.
Gambar 4.12 Perbandingan Uji Fotodegradasi Sampel TSB-600 terimbas Sinar UV Vs Sampel TSB-600 kondisi gelap
69
Pada fotokatalis yang tidak terimbas sinar UV keadaan gelap, karena tidak ada foton sinar UV yang mengaktifkan kinerja fotokatalis maka pada kondisi
tersebut tidak terjadi reaksi fotodegradasi. Proses yang terjadi akibat penurunan konsentrasi rhodamin B hanyalah proses adsorpsi dari katalis terhadap zat-zat warna
rhodamin B. Jadi seiring dengan lamanya waktu reaksi maka zat rhodamin B hampir tidak mengalami penurunan konsentrasi. Proses adsorpsi menjadi lebih besar
kapasitasnya karena kandungan silika yang besar pada fotokatalis, karena silika merupakan pengadsorpsi yang baik dengan kapasitas adsorpsi yang besar. Dari
perbandingan pada Gambar 4.12 maka jelas bahwa ada atau tidak adanya sinar UV sangat mempengaruhi berlangsungnya proses fotodegradasi, adanya sinar UV maka
proses fotodegradasi dapat berlangsung sementara tidak adanya sinar UV maka proses fotodegradasi tidak dapat berlangsung.
70
BAB V PENUTUP
