Variasi Waktu Hidrotermal dan Lama Pengadukan terhadap Morfologi dan Ukuran Partikel pada Sintesis TiO2

Abstract

TiO2 nanotube (TNT) merupakan salah satu oksida semikonduktor yang mempunyai morfologi berbentuk tabung. TNT banyak digunakan pada berbagai aplikasi khususnya pada bidang fotokatalis karena mempunyai luas permukaan yang besar. TNT dapat disintesis dengan berbagai metode, salah satunya yakni metode hidrotermal. Keunggulan dari metode hidrotermal yakni dapat dimodifikasi, proses pengerjaan yang sederhana, mudah mendapatkan morfologi nanotube serta sesuai untuk jumlah produksi dalam jumlah yang besar. Salah satu faktor yang mempengaruhi TNT hasil sintesis yakni, waktu hidrotermal dan lama pengadukan yang masih jarang dilakukan. Prekusor yang digunakan pada penelitian ini adalah TiO2 micropowder. Prekusor TiO2 micropowder digunakan karena mempunyai harga yang relatif terjangkau. Tujuan penelitian ini yakni untuk mengetahui pengaruh dari waktu hidrotermal dan lama pengadukan pada sintesis TNT. Penelitian ini menggunakan satu tahap metode hidrotermal dengan keterisian pada autoklaf 95%. Hidrotermal dilakukan selama 15 jam, 20 jam, dan 24 jam dengan lama pengadukan 5 dan 10 menit setiap jam. Suhu hidrotermal yang digunakan yakni 130°C dengan menggunakan oil bath. suhu kalsinasi yang digunakan yakni 400°C selama 2 jam. Sampel TNT yang diperoleh dikarakterisasi menggunakan SEM (Scanning Electron Microscopy), BET (Brenauer, Emmet, Teller), XRD (X-ray Diffraction). Karakterisasi SEM digunakan untuk mengetahui morfologi dan rata – rata ukuran partikel sampel TNT. Karakterisasi BET digunakan untuk mengetahui luas permukaan sampel TNT. Karakterisasi XRD digunakan untuk mengetahui fasa Kristal TNT. Prekusor TiO2 micropowder juga dikarakterisasi menggunakan SEM, BET, dan XRD. Sampel TNT mempunyai morfologi berbentuk fiber setelah dilakukan analisis. Hasil tersebut menunjukkan bahwa memungkinkan TiO2 nanotube sudah terbentuk. Hasil analisis ukuran partikel pada TNT 15(5’), TNT 20(5’), TNT 24(5’) berturut-turut adalah 33-65 nm; 27-64 nm; 21-43 nm. Sampel TNT 15(10’), TNT 20(10’) dan TNT 24(10’) mempunyai ukuran partikel berturut-turut adalah 22-50 nm; 18-35 nm; dan 16-31 nm. Hasil dari karakterisasi SEM menunjukkan semakin lama hidrotermal dan lama pengadukan maka ukuran partikelnya semakin kecil. Lama waktu hidrotermal berpengaruh pada pembentukan struktur morfologi nanotube. Hasil analisis luas permukaan sampel TNT 24(10’) yakni 100,057 m2/g. Hasil analisis fasa kristal menunjukkan bahwa sampel TNT 24(10’) merupakan TiO2 anatase dengan ditunjukkannya pada pola difraksi 53,87° karena hampir sama dengan JCPDS TiO2 anatase.