PEMBENTUKAN HIDROGEN DARI AIR SECARA FOTOKATALITIK OLEH SERBUK TiO2 YANG DIDOPING S DALAM ADANYA ETANOL, FORMALDEHID SEBAGAI SACRIFICIAL AGENT.
POMBENTUX,IN EIDROGEN DARI AIR SECAiA FOTO(ATALIIIK OLEE
DAIAM ADANYA f,TANOL, FOI]]IIALDtrEID
Sf,BAGAI S,1CR'FI'',4I ,I
SER}IJK TiO, YANG DTDOPINC
S
'?FNT
TfSTS
ELDA \'EN}'I
ll9rt207m3
PROGNAM STUDI KIML{
I'NIWRSITAS ANDALAS
20lt
PEMBENTI]KAN HIDRO(lEN DARI AIR SECARA FOTOKATALTITK OLEII
SDRSUK TiO:
Y NG DIDOPING S DALAMADANYA ETANOI,.
FORIIIALDf IIID SEBACAI
(Drba{ah bimbinsln Prol Dr. Henansyah Azis dan Proi Dr
Admin,{lil
fuNGT{ASAN
Salah sal! Belode yang bka
diFtai Mluk nenproduksi
gas hidmsen dari air
foiokinia DatM peneiidan ini dilakukn fotolisis air
dcngan
denssuakan natenal senikondukor TrOi sebaeai lorokaalis Tilania (TiO:)
sebdgar
adalan nciode
narerial dasar.
s(an mm nemiliki
liga srrukur Knstal. yailu : anarase. runl da.
brookir Dianrara tetlga shurbr te^ebu! analase nemiliki band
r
Eg:
3,2
eV Tilanra
eaps pallng besar yartu
dengan enersi rap besd lebih peka terhad.p
UV pada l. : 254 nm Sinar dcngan
I
: 254
besar dari Eg tilania dan energi lblon
nh menpuyai enerei ydg
ini akan digunakan untuk
panjang, sehlngeaproses katalisis berlangsuns lebrh lama
try
pada
sinar
sama abu lebih
proses fobgeneras
elehronik Band eap besarnemberikan waklu generdsi rekombinNi
karalis TrOi dengan sinar
prnyeap
e, hl
Pentintrd
pada
tane lebih
pemukun
,, : 254 nn, diawali dengan teiadinya fotogenensi
rekombi.Ni (e, h_) dan mdaui ptoscs redoks, TlOr dapat menproduksi radikal b.bas
OH Unlur nenper?djang wakru Fkonbirsi G
,
hl
dan
ncninglotkh produkilrras
radilial beb6 Ofi nska TiOi dapat dimodifikasi slruktur, ukunn panikel dan luas
permukaannya melalui proses dopinsdengan ion non
loxan
S
BAB
>\asa ini
I
penggunaan bahan bakar rosil sebagar sumber energi
meniiiki d,mfak
ri,{ cukup besar Iefi.dap tnrskunsan salah sarunva rairu terjadinla etik rumrh
i .. . .jt.t. ' \,1! d q Ll r, rr, .o.r.d en- r..-Jo ep.r
qton dloklda
-3ha.
(COr),
nelln! lcrrJl, drnrtookida
leqxrangkap dalan a.rosler
(NrO) dan CI,C schnrega cncrgi
buni Olch larena iu
Denelnian untuk
-:trgembanlkan sunh.r emrei ahcrnall pengganlr bahan bakar losil ten8
::lulad Farheler keberh.llan bahan
:-rbaharrn
(i.,.idltu .,c,ty).
::riu.gan Hidroeei dia.ggap
r-f,
bakar allsnaria
ini ldalah
biala troduk! r'!ns nuEh, dan ientunla
ramah
scbasri bahan bakar yane idcal un{uk masa depan
drpat drhoslkan menssunalian sunber cncrgi
ulan! y.rtu matahan (Curao
Salah salu sunbe. hidrogen yang banyak lereedia adalah
l-_r,i:n
dapat
air
Prodtrksi
dari atr dibenluk den!.n Fcnc.ahrn molekul an menjadr hrdrogen dan
r!-::n
\ang m.nbuluhkan.ncrgi
e:+
nebda rans sudah dilelrti dalan Fmcc,han frolekul atr untuk prodDki
:--:,:rn
dranlaranya adalah dckonFsisi remal atr. eieklrolisis
'in:c:iln'k
dlldl
bentuk panas. foto. atau
atr dan metollebiologi dekomDosni air
lkrik
Ada
ar. dekonposhi
air m€rupaks suatu ptos€s en€rei intensif
D€konposisi termal
Menutd
pans terbaias yang t€4edia
suhu nelebihi 2500"C Hanta sunbe!
5+.rti reahor nuklrr.
dapat
ndbenkan
yang
suhu tinCsi Eambotan
urlna dalm
'€ng
IE€erD@
ib]3n
meroda
satu Faktoi d.n daFat denee mudah beigabug kembali nenhentlk an
(Rlisi A T er al,
inlah bew
iElan
besar
Dald
dd
poses elekrohn nenbutuntan
lisfik
dalan
ini hanya bisa ekononk jika tersedia listik dalm
hdga nuah (Djatih., 2008) Pemsahan frolekul
produlci hidosen adalah netoda
lai. yrns
neiegunakan suFb{ energi melinpan yailu maraldi
Ejadi
!n
munskin.
seca6
dimm
mllk nengmikm an
lndmsen d€nsan deftanfotkan naterial senitonduhor sepeni TiO:, MnO,,
ZO. Nb6Or
F6
2008).
sehingga proses
i.*atalitik utri.
aFl
ini a.l,bn nidrogen du oksieen ierhenfi* ema bersmm
sebaBai
foiokatalh Namu efisiensi maksimm
ini hmta sekirar I 8% dajan skala labontoiim (Licht er
y
,/
C dicapai
utul
, 2001).
Senikondukor TiOr merupaka ahematif lerbaik dalm aplikasinya sebagai
tu&i,lis
Pemisane an secm forokatalirik nenegual& TiOr
ltoCen nenilih
d
d.i.
polensr besd kdena nuiah. sbbil,
Dendukung ekononi hidrcgen
Efisiensi koNesi
hidJogen
tologi
ydg lebih ekonona, hdblian ulma.ya
EB"n
elehron/hole ymg
-iEi
-tw(shon,
er
dL.2008)
rah
de
lqlalu
liiCtu.gai
@ndah
adalah kecepat n
sena bMd gap TiO,
TiOr lturang plda cahaya lrmpal
H
k.61.
produksi
n6a depm delg nensguakan
eieer nalahari ke
ditsilkm
ani
wtut
(-
€nera
Dlul
ekonbinai
3.2 eV) sehingga
hanya nehungkinkan penggunon
BAB
K
Y
NSIMPIII,AN DAN SARAN
Dan hAil Fnelilian dln penbcnhrkd hi&osen secara lorokatalilik dan air
oleh \erhuk Tla)r lang did.ning S d'lam ad'n)a et0nol, f.rmald.hid
sacnricial aeent dapat disimpDlk sebasai benkul
sebagai
:
Produksi cas nidrogen mengeunard lotokaialis TiO: iauh lebrh tinegi
dibddingkardengan lanpa lolokalalis
2
Produtsi
ss
Bensguakan berbasai
rclatif lebih rcniah {bn TiOr
oprinun adalah
,1
:
6
lari6i rsro
nu i
TiOr yane didoping
(lanpa dopina) dengan kondisi
Hal ini disebabkan karena ierjadinya pergeseran
sespan TiOr dopng S ke panjde gelombugyang
s.taligs
membuktikan
berkllme di
S
aklili'd f.lok talilik
rehiflebih lcbd
dan
seftikonduktor doFing
daerah si@r UV
roctili.tul oE hl daPnt
neningkatke p.mbenlulan gs lang frcnandn!2. etanol de lomaldchid
jur! dlpat secan l gsuns bennteraksi dengan hole yang menyebabkan
t. Pcnmbahan etanor dnn fomaldehid
sebasal
rekonbinasi eleclron/hole ncnjadi krhalans dan hal ini dapat
frcnl.€k.'I2n proauksi Hr Namu bila iumllh eonol dnn f.maldehid
ditinskalkan naha
jmlah sas yang terbentuk
akan menurun yang
dkebabkdn lerjadinya efek kuln
nefrtuntli stflltu
uku€n Knsial &ri TiO: dopins S lebih ksil yaitu
Dan da'a xPD nedbukikan bonM TiOr dcpEg S
Knsral anarase seria
bcrada antara 12
53
39 08 nm dibandinskan
neipe ihdkan uk@n knsd
densan adanya dopins S
40 04
m.
TiO: frumi (lanpa dopins)
Sehingga dapal .l$mpulkln
Elallf dapal memperkecil ukurEn krislal
dan
Andre, JC. er al. 1998 lndusrrial Pnoochenisr.y.
Photobialap, A. Chcn^try. 12:386 396
Anpo.
M
J. ol Ph.l..hen^iy a"d
2000 Use of visible lignt. Second-generation tiraniun dioxide
by the applicaiion of m advanced netal ion-
pholocatalysrs prepaied
rnpldraton nethod
rzslpl
(hem 12,\'18J,11e2
Asahl, R., T Monkasa, T. OhMki, K. Aoki ed Y. TaCa.2001. VNble Light
Phobcalalyss in Nitrosennoped TilaniM Oxides S.,.,.., 293: 269-2? L
Azis,
E, Alitl A, S!6ri l99l
Proses
Pincr Datm lotokinia
CuEao,A.200? lholoeleclrochemicalWarerSplilrng
Djadh. Salimi. md Id.
Energi
Nulln
N limhari
Crnd. 6l
IN,!1,5A UNA].rD,
:8t5-819
aCCg Pcrbandrngm P.odutsi Hidtogcn dcngan
Proses Eleklrolisrs
dd Siqn
Reloming
S?,ir,r ir'zr,.,,a/ /l/
Fujishina, A., T Rao.nd D Tryk 2000 Tireium Dioxidc Phoroulllyb J,,1*1./
Photochenbrry dnd Phatabol.t:y C: Phat chedisir Rdie||! 1 tt 21.
EAM, Mulyono 2006 Kanus Kimia
Kang,
fr
A!,,,4lizrl.
Jal@rl!.
M, S..I Choung lnd JY Fark. lc03 ?holocalrlrri. Peiaonancc ol
NdoneleFsiz€d Fe,O,/TiOr Panicle S)dthesized by Hydrolh€nal Medod
Catalysis Today, 87, 87 97.
,vr&yoshi,
l, Y
Ylsudichl
nanosheet.t
(
Takashi, U. Ugu, 1 Shin.aro, Altuntlsoglu,
Mi.hio, M
2006. Photoeled.ochmi@l Oxidadon of Metntrol on Oride
lr}l.
are,,9
I
l0
4645 11650
Lee,MS,S HorS, f,i r,lohs.* 20C5 S ynthesis
of Photocah ltl ic Naio sized TiO.
Ag Paricles Wilh Sol Gel Method Using Reduction ACdt J Mole. Caral ,4
242 135144
Ii.\r S B\.1;(
Yulr"Jr,
I (oC1.M.rne'o r H Inbl\n.l.
O\J
18% Solar Energt Conve(ron to cenemtion ofHydrogen Fuel: Theory and
Exp€rinenl for
Efficie Sols
Hydrcgen Enelgy. 26 651-659
Water Splitiing. lnremadoml JoLmal of
DAIAM ADANYA f,TANOL, FOI]]IIALDtrEID
Sf,BAGAI S,1CR'FI'',4I ,I
SER}IJK TiO, YANG DTDOPINC
S
'?FNT
TfSTS
ELDA \'EN}'I
ll9rt207m3
PROGNAM STUDI KIML{
I'NIWRSITAS ANDALAS
20lt
PEMBENTI]KAN HIDRO(lEN DARI AIR SECARA FOTOKATALTITK OLEII
SDRSUK TiO:
Y NG DIDOPING S DALAMADANYA ETANOI,.
FORIIIALDf IIID SEBACAI
(Drba{ah bimbinsln Prol Dr. Henansyah Azis dan Proi Dr
Admin,{lil
fuNGT{ASAN
Salah sal! Belode yang bka
diFtai Mluk nenproduksi
gas hidmsen dari air
foiokinia DatM peneiidan ini dilakukn fotolisis air
dcngan
denssuakan natenal senikondukor TrOi sebaeai lorokaalis Tilania (TiO:)
sebdgar
adalan nciode
narerial dasar.
s(an mm nemiliki
liga srrukur Knstal. yailu : anarase. runl da.
brookir Dianrara tetlga shurbr te^ebu! analase nemiliki band
r
Eg:
3,2
eV Tilanra
eaps pallng besar yartu
dengan enersi rap besd lebih peka terhad.p
UV pada l. : 254 nm Sinar dcngan
I
: 254
besar dari Eg tilania dan energi lblon
nh menpuyai enerei ydg
ini akan digunakan untuk
panjang, sehlngeaproses katalisis berlangsuns lebrh lama
try
pada
sinar
sama abu lebih
proses fobgeneras
elehronik Band eap besarnemberikan waklu generdsi rekombinNi
karalis TrOi dengan sinar
prnyeap
e, hl
Pentintrd
pada
tane lebih
pemukun
,, : 254 nn, diawali dengan teiadinya fotogenensi
rekombi.Ni (e, h_) dan mdaui ptoscs redoks, TlOr dapat menproduksi radikal b.bas
OH Unlur nenper?djang wakru Fkonbirsi G
,
hl
dan
ncninglotkh produkilrras
radilial beb6 Ofi nska TiOi dapat dimodifikasi slruktur, ukunn panikel dan luas
permukaannya melalui proses dopinsdengan ion non
loxan
S
BAB
>\asa ini
I
penggunaan bahan bakar rosil sebagar sumber energi
meniiiki d,mfak
ri,{ cukup besar Iefi.dap tnrskunsan salah sarunva rairu terjadinla etik rumrh
i .. . .jt.t. ' \,1! d q Ll r, rr, .o.r.d en- r..-Jo ep.r
qton dloklda
-3ha.
(COr),
nelln! lcrrJl, drnrtookida
leqxrangkap dalan a.rosler
(NrO) dan CI,C schnrega cncrgi
buni Olch larena iu
Denelnian untuk
-:trgembanlkan sunh.r emrei ahcrnall pengganlr bahan bakar losil ten8
::lulad Farheler keberh.llan bahan
:-rbaharrn
(i.,.idltu .,c,ty).
::riu.gan Hidroeei dia.ggap
r-f,
bakar allsnaria
ini ldalah
biala troduk! r'!ns nuEh, dan ientunla
ramah
scbasri bahan bakar yane idcal un{uk masa depan
drpat drhoslkan menssunalian sunber cncrgi
ulan! y.rtu matahan (Curao
Salah salu sunbe. hidrogen yang banyak lereedia adalah
l-_r,i:n
dapat
air
Prodtrksi
dari atr dibenluk den!.n Fcnc.ahrn molekul an menjadr hrdrogen dan
r!-::n
\ang m.nbuluhkan.ncrgi
e:+
nebda rans sudah dilelrti dalan Fmcc,han frolekul atr untuk prodDki
:--:,:rn
dranlaranya adalah dckonFsisi remal atr. eieklrolisis
'in:c:iln'k
dlldl
bentuk panas. foto. atau
atr dan metollebiologi dekomDosni air
lkrik
Ada
ar. dekonposhi
air m€rupaks suatu ptos€s en€rei intensif
D€konposisi termal
Menutd
pans terbaias yang t€4edia
suhu nelebihi 2500"C Hanta sunbe!
5+.rti reahor nuklrr.
dapat
ndbenkan
yang
suhu tinCsi Eambotan
urlna dalm
'€ng
IE€erD@
ib]3n
meroda
satu Faktoi d.n daFat denee mudah beigabug kembali nenhentlk an
(Rlisi A T er al,
inlah bew
iElan
besar
Dald
dd
poses elekrohn nenbutuntan
lisfik
dalan
ini hanya bisa ekononk jika tersedia listik dalm
hdga nuah (Djatih., 2008) Pemsahan frolekul
produlci hidosen adalah netoda
lai. yrns
neiegunakan suFb{ energi melinpan yailu maraldi
Ejadi
!n
munskin.
seca6
dimm
mllk nengmikm an
lndmsen d€nsan deftanfotkan naterial senitonduhor sepeni TiO:, MnO,,
ZO. Nb6Or
F6
2008).
sehingga proses
i.*atalitik utri.
aFl
ini a.l,bn nidrogen du oksieen ierhenfi* ema bersmm
sebaBai
foiokatalh Namu efisiensi maksimm
ini hmta sekirar I 8% dajan skala labontoiim (Licht er
y
,/
C dicapai
utul
, 2001).
Senikondukor TiOr merupaka ahematif lerbaik dalm aplikasinya sebagai
tu&i,lis
Pemisane an secm forokatalirik nenegual& TiOr
ltoCen nenilih
d
d.i.
polensr besd kdena nuiah. sbbil,
Dendukung ekononi hidrcgen
Efisiensi koNesi
hidJogen
tologi
ydg lebih ekonona, hdblian ulma.ya
EB"n
elehron/hole ymg
-iEi
-tw(shon,
er
dL.2008)
rah
de
lqlalu
liiCtu.gai
@ndah
adalah kecepat n
sena bMd gap TiO,
TiOr lturang plda cahaya lrmpal
H
k.61.
produksi
n6a depm delg nensguakan
eieer nalahari ke
ditsilkm
ani
wtut
(-
€nera
Dlul
ekonbinai
3.2 eV) sehingga
hanya nehungkinkan penggunon
BAB
K
Y
NSIMPIII,AN DAN SARAN
Dan hAil Fnelilian dln penbcnhrkd hi&osen secara lorokatalilik dan air
oleh \erhuk Tla)r lang did.ning S d'lam ad'n)a et0nol, f.rmald.hid
sacnricial aeent dapat disimpDlk sebasai benkul
sebagai
:
Produksi cas nidrogen mengeunard lotokaialis TiO: iauh lebrh tinegi
dibddingkardengan lanpa lolokalalis
2
Produtsi
ss
Bensguakan berbasai
rclatif lebih rcniah {bn TiOr
oprinun adalah
,1
:
6
lari6i rsro
nu i
TiOr yane didoping
(lanpa dopina) dengan kondisi
Hal ini disebabkan karena ierjadinya pergeseran
sespan TiOr dopng S ke panjde gelombugyang
s.taligs
membuktikan
berkllme di
S
aklili'd f.lok talilik
rehiflebih lcbd
dan
seftikonduktor doFing
daerah si@r UV
roctili.tul oE hl daPnt
neningkatke p.mbenlulan gs lang frcnandn!2. etanol de lomaldchid
jur! dlpat secan l gsuns bennteraksi dengan hole yang menyebabkan
t. Pcnmbahan etanor dnn fomaldehid
sebasal
rekonbinasi eleclron/hole ncnjadi krhalans dan hal ini dapat
frcnl.€k.'I2n proauksi Hr Namu bila iumllh eonol dnn f.maldehid
ditinskalkan naha
jmlah sas yang terbentuk
akan menurun yang
dkebabkdn lerjadinya efek kuln
nefrtuntli stflltu
uku€n Knsial &ri TiO: dopins S lebih ksil yaitu
Dan da'a xPD nedbukikan bonM TiOr dcpEg S
Knsral anarase seria
bcrada antara 12
53
39 08 nm dibandinskan
neipe ihdkan uk@n knsd
densan adanya dopins S
40 04
m.
TiO: frumi (lanpa dopins)
Sehingga dapal .l$mpulkln
Elallf dapal memperkecil ukurEn krislal
dan
Andre, JC. er al. 1998 lndusrrial Pnoochenisr.y.
Photobialap, A. Chcn^try. 12:386 396
Anpo.
M
J. ol Ph.l..hen^iy a"d
2000 Use of visible lignt. Second-generation tiraniun dioxide
by the applicaiion of m advanced netal ion-
pholocatalysrs prepaied
rnpldraton nethod
rzslpl
(hem 12,\'18J,11e2
Asahl, R., T Monkasa, T. OhMki, K. Aoki ed Y. TaCa.2001. VNble Light
Phobcalalyss in Nitrosennoped TilaniM Oxides S.,.,.., 293: 269-2? L
Azis,
E, Alitl A, S!6ri l99l
Proses
Pincr Datm lotokinia
CuEao,A.200? lholoeleclrochemicalWarerSplilrng
Djadh. Salimi. md Id.
Energi
Nulln
N limhari
Crnd. 6l
IN,!1,5A UNA].rD,
:8t5-819
aCCg Pcrbandrngm P.odutsi Hidtogcn dcngan
Proses Eleklrolisrs
dd Siqn
Reloming
S?,ir,r ir'zr,.,,a/ /l/
Fujishina, A., T Rao.nd D Tryk 2000 Tireium Dioxidc Phoroulllyb J,,1*1./
Photochenbrry dnd Phatabol.t:y C: Phat chedisir Rdie||! 1 tt 21.
EAM, Mulyono 2006 Kanus Kimia
Kang,
fr
A!,,,4lizrl.
Jal@rl!.
M, S..I Choung lnd JY Fark. lc03 ?holocalrlrri. Peiaonancc ol
NdoneleFsiz€d Fe,O,/TiOr Panicle S)dthesized by Hydrolh€nal Medod
Catalysis Today, 87, 87 97.
,vr&yoshi,
l, Y
Ylsudichl
nanosheet.t
(
Takashi, U. Ugu, 1 Shin.aro, Altuntlsoglu,
Mi.hio, M
2006. Photoeled.ochmi@l Oxidadon of Metntrol on Oride
lr}l.
are,,9
I
l0
4645 11650
Lee,MS,S HorS, f,i r,lohs.* 20C5 S ynthesis
of Photocah ltl ic Naio sized TiO.
Ag Paricles Wilh Sol Gel Method Using Reduction ACdt J Mole. Caral ,4
242 135144
Ii.\r S B\.1;(
Yulr"Jr,
I (oC1.M.rne'o r H Inbl\n.l.
O\J
18% Solar Energt Conve(ron to cenemtion ofHydrogen Fuel: Theory and
Exp€rinenl for
Efficie Sols
Hydrcgen Enelgy. 26 651-659
Water Splitiing. lnremadoml JoLmal of