Text

Sintesis Bismut Oksida Menggunakan Metode Sol-Gel dengan Variasi Perbandingan Molar Bismut Nitrat dan Asam Sitrat dan Karakterisasi Sifat Fisikokimia serta Uji Aktivitas Fotokatalitiknya

---

RINGKASAN

Bismut oksida (Bi2O3) merupakan material semikonduktor berupa padatan
berwarna kuning yang mempunyai sifat kimia dan sifat fisika yang khas, yaitu
memiliki rentang celah energi (band gap) 2-3,96 eV dan konduktivitas listrik
sebesar 1 S/cm. Bismut oksida banyak diaplikasikan sebagai sel bahan bakar,
sensor gas, dan fotokatalis. Pada penelitian ini bismut oksida disintesis
menggunakan metode sol-gel dengan variasi perbandingan molar bismut nitrat
dan asam sitrat. Asam sitrat sebagai agen pengompleks berpengaruh terhadap
struktur kristal dan ukuran partikel. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis
bismut oksida menggunakan metode sol-gel dengan variasi perbandingan molar
bismut nitrat dan asam sitrat, menentukan karakteristik bismut oksida hasil
sintesis menggunakan FTIR, XRD, SEM-EDX dan DRS-UV, serta menguji
aktivitas fotokatalitik Bi2O3 hasil sintesis untuk mendegradasi zat warna methyl
orange.
Bismut oksida disintesis dari Bi(NO3)3.5H2O yang dilarutkan dalam
HNO3, kemudian ditambahkan asam sitrat dengan variasi perbandingan molar
Bi(NO3)3.5H2O dan asam sitrat 1:1, 1:2, 1:3, 1:4 dan 1:5. Selanjutnya dilakukan
penambahan PEG 6000 dan larutan dipanaskan pada hot plate strirrer pada suhu
110⁰C selama 20 jam dengan kecepatan stirring 667 rpm. Kemudian dilakukan
pendiaman pada larutan selama 12 jam. Gel yang terbentuk selanjutnya
dikeringkan dengan oven pada suhu 100⁰C selama 12 jam. Sampel hasil
pengeringan kemudian dikalsinasi pada suhu 600⁰C selama 5 jam. Produk hasil
sintesis kemudian dikarakterisasi menggunakan FTIR, XRD, SEM-EDX dan
DRS-UV. Selanjutnya bismut oksida diuji aktivitas fotokatalitiknya untuk
mendegradasi zat warna methyl orange selama 2 jam tanpa cahaya dan 1-5 jam
dengan cahaya UV yang kemudian diukur absorbansinya menggunakan
spektrofotometer UV-Vis.
Hasil sintesis bismut oksida perbandingan molar 1:1; 1:2; 1:3; 1:4 dan 1:5
didapatkan padatan serbuk berwarna kuning dengan berat masing-masing sebesar
1,304 gram; 1,221 gram; 1,391 gram; 1,541 gram dan 1,337 gram. Hasil FTIR
didapatkan adanya daerah serapan pada bilangan gelombang 844 cm-1 dan
1385 cm-1 yang menunjukkan vibrasi regangan gugus Bi-O-Bi dan gugus Bi-O.
Hasil XRD menunjukkan bismut oksida memiliki struktur kristal campuran α-
Bi2O3 (monoklinik) dan γ-Bi2O3 (BCC). Hasil SEM menunjukkan bismut oksida
perbandingan molar 1:1 hasil sintesis memiliki bentuk morfologi seperti bunga
kol yang memiliki rentang ukuran partikel 1-2,25 μm. Hasil DRS-UV
menunjukkan bismut oksida perbandingan molar 1:1 memiliki nilai band-gap
sebesar 2,75 eV. Hasil uji fotokatalitik menunjukkan persentase degradasi methyl
orange oleh senyawa bismut oksida hasil sintesis variasi perbandingan molar 1:1;
1:2; 1:3; 1:4 dan 1:5 berturut-turut sebesar 80,28%; 74,36%; 80,56%; 66,76% dan
72,39% .xii

SUMMARY

Bismuth oxide (Bi2O3) is a semiconductor material in the form of a yellow
solid that has unique chemical and physical properties, which has a band gap of 2-
3.96 eV and an electrical conductivity of 1 S/cm. Bismuth oxide is widely applied
as fuel cells, gas sensors, and photocatalysts. In this study, bismuth oxide was
synthesized using the sol-gel method with variations in the molar ratio of bismuth
nitrate and citric acid. Citric acid as a complexing agent affects the crystal
structure and size of particle. This study aims to synthesize bismuth oxide using
the sol-gel method with variations in the molar ratio of bismuth nitrate and citric
acid, determine the characteristics of synthesized bismuth oxide using FTIR,
XRD, SEM-EDX and DRS-UV, and to test the photocatalytic activity of
synthesized Bi2O3 to degrade methyl orange dye.
Bismuth oxide was synthesized from Bi(NO3)3.5H2O dissolved in HNO3,
then citric acid was added with a variation of Bi(NO3)3.5H2O and citric acid molar
ratio 1:1, 1:2, 1:3, 1:4 and 1:5. Furthermore, the addition of PEG 6000 and heated
solution on a hot plate strirrer at 110⁰C for 20 hours with stirring 667 rpm. Then
immersion in the solution for 12 hours. The gel formed is then dried in an oven at
100⁰C for 12 hours. The dried samples were then calcined at 600⁰C for 5 hours.
The synthesized products were then characterized using FTIR, XRD, SEM-EDX
and DRS-UV. Furthermore, bismuth oxide was tested for photocatalytic activity
to degrade methyl orange dyes for 2 hours without light and 1-5 hours with UV
light which absorbance was then measured using UV-Vis spectrophotometer.
The synthesis of bismuth oxide molar ratio 1:1; 1:2; 1:3; 1:4 and 1:5
obtained solid yellow powder with a weight of 1.304 grams; 1,221 grams; 1,391
grams; 1,541 grams and 1,337 grams. FTIR results show that there are absorption
areas at wave numbers 844 cm-1 and 1385 cm-1 which indicate the stretch
vibration of Bi-O-Bi groups and Bi-O groups. XRD results show that bismuth
oxide has a crystal structure of a mixture of α-Bi2O3 (monoclinic) and γ-Bi2O3
(BCC). The results of SEM showed that bismuth oxide molar ratio 1:1 had
morphological forms like cauliflower and had a particle size range of 1-2.25 μm.
The results of DRS-UV show that bismuth oxide molar ratio 1:1 has a band-gap
value of 2.75 eV. Photocatalytic test results showed the percentage of degradation
of methyl orange by bismuth oxide compound resulting from the synthesis of
molar ratio 1:1; 1:2; 1:3; 1:4 and 1:5 respectively 80.28%; 74.36%; 80.56%;
66.76% and 72.39% .

---

Ketersediaan

1558C19I

1558 C 19-i

Perpustakaan FSM Undip (Referensi)

Tersedia

Informasi Detail

Judul Seri

KIMIA

No. Panggil

1558 C 19-i

Penerbit

: ., 2018

Deskripsi Fisik

-

Bahasa

Indonesia

ISBN/ISSN

-

Klasifikasi

01S

Tipe Isi

-

Tipe Media

-

Tipe Pembawa

-

Edisi

-

Subjek

-

Info Detail Spesifik

-

Pernyataan Tanggungjawab

Indira Nastasya Ayna Saffa

Versi lain/terkait

Lampiran Berkas

Komentar

---

Anda harus masuk sebelum memberikan komentar