Modifikasi TiO2 dalam produksi hidrogen secara fotokatalitik telah luas dipelajari untuk mengatasi keterbatasannya dalam pemanfaatan sinar tampak dan rekombinasi electron- hole, salah satunya melalui kombinasi graphene dan dopan Fe. Penelitian ini mengkaji pengaruh variasi konsentrasi Fe pada fotokatalis Fe-graphene/TiO2 dan variasi sacrificial agent polialkohol terhadap produksi hidrogen. Karakterisasi fotokatalis dilakukan pada TiO2 P25 dan graphene/TiO2, Fe-graphene/TiO2 yang disintesis dengan metode impregnasi. Analisis XRD, SEM-EDX, UV-Vis DRS, dan FTIR menunjukkan keberadaan graphene dan dopan Fe pada TiO2 dengan ukuran kristal untuk TiO2 P25, graphene/TiO2, dan Fe-graphene/TiO2 masing-masing 17,68 nm, 17,66 nm, dan 15,16 nm. Uji produksi hidrogen dilakukan selama 5 jam dalam reaktor dengan pencahayaan internal, yang dilengkapi lampu UV 20W, buret dan cooling water. Analisis GC pada sampel gas buret mengkonfirmasi terjadinya pembentukan hidrogen. Akumulasi hidrogen yang diperoleh untuk konsentrasi Fe 0,2%, 0,5%, dan 0,7% berturut-turut sebesar 394 μmol, 315 μmol, dan 171 μmol, mengindikasikan 0,2% Fe pada Fe-graphene/TiO2 dengan band gap 3,03 eV memberikan produksi hidrogen hingga 80% lebih tinggi dari TiO2 P25. Produksi hidrogen secara fotokatalitik dengan Fe-graphene/TiO2 dan sacrificial agent alkohol terungkap menurun dalam urutan gliserol > etilen glikol > metanol > propilen glikol > n-propanol. Korelasi diperoleh antara produksi hidrogen dengan sifat alkohol yang menjadi kunci, terutama jumlah α-H, polaritas, dan potensial oksidasi dari alkohol.
Modifications of TiO2 in photocatalytic hydrogen production have been widely studied to resolve its limitation in utilizing visible light and electron-hole recombination, one of them is by the combination of graphene and Fe dopant. This study examines the effect of Fe concentration variations on Fe-graphene/TiO2 photocatalyst and polyalcohol sacrificial agent variations for hydrogen production. Photocatalyst characterization was conducted on TiO2 P25 and graphene/TiO2, Fe-graphene/TiO2 which were synthesized by impregnation method. XRD, SEM-EDX, UV-Vis DRS, and FTIR analysis showed the presence of graphene and Fe dopant on TiO2 with a crystal size for TiO2 P25, graphene/TiO2, and Fe-graphene/TiO2 were 17.68 nm, 17.66 nm, and 15.16 nm, respectively. Hydrogen production experiment was carried out for 5 hours in a reactor with internal illumination, equipped with 20W UV lamp, burette, and cooling water. GC analysis of gas sample on burette confirmed the formation of hydrogen. The accumulation of hydrogen products obtained for 0.2%, 0.5%, and 0.7% Fe were 394 μmol, 315 μmol, dan 171 μmol, respectively, indicating 0.2% Fe on Fe-graphene/TiO2 with a band gap of 3.03 eV provided up to 80% higher hydrogen production than TiO2 P25. Photocatalytic hydrogen production with Fe-graphene/TiO2 and alcohol as sacrificial agent was revealed to decrease in the order glycerol > ethylene glycol > methanol > propylene glycol > n- propanol. Correlations were established between hydrogen produced and key alcohol properties, notably the number of α-H, polarity, and oxidation potential of alcohol. |
S-Farashinta Dellarosa Nanda Pratama.pdf :: Unduh