Text

Sintesis Lapis Tipis Semikonduktor ZnO-In2S3 Pada Flourine Doped Tin Oxide (FTO) Untuk Aplikasi Degradasi Zat Warna Methyl Orange

---

RINGKASAN

Methyl orange merupakan salah satu zat warna azo yang umum digunakan
dalam industri tekstil. Zat warna azo bersifat toksik yang dapat mencemari air dan
menimbulkan bahaya bagi kesehatan manusia. Salah satu teknologi yang dapat
digunakan untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah dengan memanfaatkan
sifat fotokatalis material semikonduktor. Semikonduktor ZnO sering digunakan
dalam proses fotokatalisis, akan tetapi band gap energy yang besar menyebabkan
ZnO hanya dapat diaplikasikan pada sinar UV. Pelapisan In2S3 pada ZnO
diharapkan mampu menurunkan band gap sehingga dapat diaplikasikan pada
wilayah sinar tampak. Tujuan penelitian ini adalah memperoleh material lapis
tipis semikonduktor ZnO-In2S3 pada kaca transparan FTO (Flourine doped Tin
Oxide) melalui metode elektrodeposisi dan spray pyrolisis. Kemudian
diplikasikan untuk degradasi methyl orange melalui proses fotokatalisis dan
fotoelektrokatalisis pada sinar UV dan sinar Tungsten.
Sintesis fotokatalis ZnO-In2S3/FTO dilakukan secara dua langkah secara
terpisah. Langkah pertama, sintesis ZnO menggunakan metode elektrodeposisi
arus tetap pada alat potensiostat dengan tiga elektroda. FTO berperan sebagai
elektroda kerja, Ag/AgCl sebagai elektroda pembanding dan Pt sebagai elektroda
lawan. Prekusor sintesis ZnO terdiri dari larutan Zn(CH3COO)2 0,1 M dan KNO3
0,4 M yang dipanaskan pada suhu 70ºC dengan pengkondisian pH 8, disertai
pengadukan 250 rpm dan bubbling udara 30 menit. Elektrodeposisi ZnO
dilakukan dengan arus tetap sebesar -5 mA selama 20 menit dan dikalsinasi
dengan suhu 450 ºC selama 2 jam. Langkah kedua, sintesis In2S3 menggunakan
prekusor 0,1 M InCl3 dan 0,8 M tiourea yang kemudian dilapiskan pada substrat
ZnO/FTO dengan metode spray pyrolisis. Penyemprotan prekursor dilakukan
pada substrat dengan suhu 350°C menggunakan alat spray brush. Karakterisasi
ZnO-In2S3/FTO hasil sintesis menggunakan XRD, dan SEM-EDX, kemudian
dilakukan aplikasi material dengan metode fotokatalisis dan fotoelektrokatalisis
untuk degradasi methyl orange.
Dari hasil sintesis semikonduktor lapis tipis ZnO-In2S3/FTO diperoleh
tebal endapan sebesar 2,29 mm dengan massa endapan seberat 6,1 mg. Hasil
difraksi sinar-X menunjukkan bahwa sampel mengandung ZnO dengan ukuran
bulir kristal rata-rata 34,28 nm sedangkan untuk In2S3 sebesar 41,24 nm. Adanya
ZnO diindikasikan dengan morfologi yang berbentuk nanoflowers, sedangkan
morfologi dengan bentuk agglomerates diindikasikan sebagai In2S3. Persentase
degradasi methyl orange yang diperoleh dengan penyinaran sinar UV, sinar
tungsten dan tanapa penyinaran melalui metode fotokatalis pada waktu 4 jam
adalah 20,51%, 23,39% dan 4,42%. Sedangkan melalui metode fotoelektrokatalis
pada waktu 4 jam dengan sinar UV dan tungsten adalah 21,56% dan 30,45%.xii

SUMMARY

Methyl orange is one of azo dyes commonly used in the textile industry.
Azo dyes are toxic which cause water pollution and pose a danger to human
health. One technology that can be used to overcome these problems is by
utilizing the photocatalytic properties of semiconductor materials. ZnO
semiconductors are often used in photocatalysis processes, but large band gap
energy cause ZnO can only be applied under UV light irradiation. In2S3 coating on
ZnO is expected to reduce the band gap so that it can be applied to the visible
light region. The purpose of this study was to obtain ZnO-In2S3 semiconductor
thin layer material on FTO (Flourine doped Tin Oxide) transparent glass through
electrodeposition and spray pyrolysis methods. Then it is certified for degradation
of methyl orange through photocatalysis and photoelectrocatalysis processes in
UV light and Tungsten light.
ZnO-In2S3/FTO photocatalyst synthesis is carried out in two steps
separately. The first step, synthesis of ZnO using a fixed-current electrodeposition
method on a potentiostat device with three electrodes. FTO acts as a working
electrode, Ag/AgCl as a comparative electrode and Pt as an opposing electrode.
The ZnO synthesis precursor consists of 0.1 M of Zn(CH3COO)2 and 0.4 M
KNO3 which is heated at 70ºC with pH 8 conditioning, with stirring of 250 rpm
and 30 minutes of air bubbling. ZnO electrodeposition was carried out with a
fixed current of -5 mA for 20 minutes and calcined at a temperature of 450 ºC for
2 hours. The second step, synthesis of In2S3 using 0.1 M InCl3 precursor and 0.8
M thiourea which is then coated on ZnO/FTO substrate using spray pyrolysis
method. Precursor spraying was carried out on a substrate at 350 ° C using a spray
brush. Characterization of ZnO-In2S3/FTO synthesized using XRD, and SEMEDX, then carried out material application with photocatalysis method and
photoelectrochalysis for methyl orange degradation.
From the results of ZnO-In2S3/FTO thin layer semiconductor synthesis, a
thickness of 2.29 mm was deposited with a mass of sediment weighing 6.1 mg.
The XRD characterization results showed that the sample contained ZnO with a
crystal grain size of 34.28 nm while for In2S3 it was 51.28 nm. The presence of
ZnO is indicated by morphology in the form of nanoflowers, while morphology
with the form of agglomerates is indicated as In2S3. The percentage of degradation
of methyl orange obtained by UV irradiation, tungsten irradiation and without
irradiation through the photocatalyst method at 4 hours was 20.51%, 23.39% and
4.42%. Whereas through the photoelectrocatalyst method at 4 hours with UV and
tungsten rays were 21.56% and 30.45%.

---

Ketersediaan

1592C19II

1592 C 19

Perpustakaan FSM Undip (Referensi)

Tersedia

Informasi Detail

Judul Seri

KIMIA

No. Panggil

1592 C 19

Penerbit

: ., 2019

Deskripsi Fisik

-

Bahasa

Indonesia

ISBN/ISSN

-

Klasifikasi

499.2213

Tipe Isi

-

Tipe Media

-

Tipe Pembawa

-

Edisi

-

Subjek

-

Info Detail Spesifik

-

Pernyataan Tanggungjawab

Anggiet Susilaningtyas

Versi lain/terkait

Lampiran Berkas

Komentar

---

Anda harus masuk sebelum memberikan komentar