PENGARUH SUHU KALSINASI TERHADAP KARAKTERISTIK KOMPOSIT NANOPARTIKEL TiO₂SiO₂

THE EFFECT OF CALCINATION TEMPERATURE TO THE COMPOSITE CHARACTERISTICS OF TiO₂SiO₂ NANOPARTICLE 

Abstrak. Material self cleaning adalah material yang memanfaatkan sifat fotokatalis untuk mendegradasi senyawa organik dan anorganik dengan bantuan sinar UV. Salah satu material yang memiliki sifat fotokatalis baik yaitu TiO₂, sifat fotokatalis menyebabkan TiO₂ bersifat ampifilik yaitu hidrofilik saat ada cahaya dan hidrofobik saat tidak ada cahaya. Sifat fotokatalis TiO₂ dapat ditingkatkan dengan menambahkan material penyangga seperti SiO₂. Sintesis nanopartikel TiO₂SiO₂ menggunakan metode sol-gel dengan prekursor Titanium (IV) Isopropoxide (TTIP) untuk TiO₂ dan prekursor Tetraethyl Orthosilicate (TEOS) untuk SiO₂, diikuti dengan variasi suhu kalsinasi 400°C, 450°C, 500°C, dan 550°C selama 2 jam. Komposit TiO₂SiO₂ disintesis dengan perbandingan komposisi sol TiO₂ 75% dan SiO₂ 25%. Komposit TiO₂SiO₂ yang telah disintesis dikarakterisasi dengan Fourier Transform Infra Red (FTIR) untuk mengetahui gugus fungsional dalam komposit  dan X-Ray Diffraction (XRD) untuk menentukan fasa, ukuran kristal dan derajat kristalinitas komposit. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan sintesis nanopartikel TiO₂SiO₂ sebagai agen self cleaning dengan memvariasi suhu kalsinasi, agar diperoleh komposit dengan karakteristik yang dapat mendukung sifat self cleaning. Kemampuan self-cleaning didasarkan pada karakteristik komposit TiO₂SiO₂ yang dihasilkan. Hasil karakterisasi FTIR menunjukkan bahwa pada suhu kalsinasi 400°C, 450°C, 500°C, dan 550°C terdapat ikatan Ti-O-Si pada puncak 948,91 cm^-1, 950,77 cm^-1, 941,13 cm^-1, 942,13 cm^-1. Hasil karakterisasi XRD menunjukkan bahwa pada suhu 400°C memiliki karakteristik terbaik yaitu fasa anatase 75,27% dan fasa brookite 24,72%. Suhu kalsinasi 400°C memiliki derajat kristalinitas terbaik yaitu sebesar 91,66%.

Kata kunci: nanopartikel TiO₂SiO₂, sol gel, suhu kalsinasi, self cleaning

Abstract. Self-cleaning material is a material that utilizes the photocatalytic property to degrade organic and inorganic compounds with the help of UV light. One of the materials that have good photocatalytic property is TiO₂, the photocatalytic property causes TiO_2­ to be amphiphilic: becomes hydrophilic when there is light and becomes hydrophobic when there is no light. The photocatalytic property of TiO₂ can be improved with the addition of buffer material such as SiO₂. TiO₂SiO₂ nanoparticle was synthesized using a sol-gel method with Titanium (IV) Isopropoxide (TTIP) precursors for TiO­₂ and Tetraethyl Orthosilicate (TEOS) precursors for SiO₂ and followed by a variation of calcination temperature of 400^oC, 450^oC, 500^oC, and 550^oC for 2 hours. TiO₂SiO₂ composite was synthesized using composition TiO₂ sol 75% and SiO₂ 25%. The result of the synthesis TiO₂SiO₂ composite was characterized by Fourier Transform Infra-Red (FT-IR) instrument to determine the functional groups in the composites and X-Ray Diffraction (XRD) instruments to determine the phase, crystallite size and degree of crystallinity in the composite. The purpose of this research is to synthesized TiO₂SiO₂ nanoparticle as a self-cleaning agent with variation of the calcination temperature, to obtain composite characteristics that can support self cleaning. The self-cleaning ability was based on a produced composite characteristic of TiO₂SiO₂. The result of FTIR characterization showed that at calcination temperature of 400^oC, 450^oC, 500^oC, and 550^oC there was a Ti-O-Si bond at the peak of 948,91 cm^-1, 950,77 cm^-1, 941,13 cm^-1, 942,13 cm^-1. The result of XRD characterization showed that at the temperature of 400^oC had the best characteristics, the 75,27% anatase phase and 24,72% brookite phase %. Calcinations temperature 400°C had best degree of crystallinity of 91,66%.

Keywords: TiO₂SiO₂ nanoparticles, sol- gel, calcination temperature, self cleaning