SINTESIS DAN KARAKTERISASI MATERIAL FOTOKATALIS Na2Ti6O13 MENGGUNAKAN METODE HIDROTERMAL
Cukri Rahma 1
1) Jurusan Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Teuku Umar Email: cukri.rahma@gmail.com

## Abstract
The  aim  of  the  reasearh  was  to  get  photocatalytic  material  of    Na 2 Ti 6 O 13 with hydrotermal  method.  Hydrotermal  method  is  environmentally  frendly  way.  This  matter becaused  hydrothermal  method  is  using  materials  that  are  safe  for  life.  Sodium  hexa titanate is a semiconductor matterial that is widely used in various fields, such as is used as  a  photocatalyst  material.  From  the  characterization  results,  Na 2 Ti 6 O 13 with  size  of 48.44  nm,  and  energy  gap  of  3.40  eV  has  been  prepared.  Na 2 Ti 6 O 13 has  a  monoclinic crystal system with lattice parameters of  a = 15.210 Å, b = 3.744 Å, c = 9.165 Å, and β = 99.050 o .  Photocatalyst  activity  was  tested  under  UV  light  irradiation  for  3  hours. Degradation of methylene blue (MB) by Na 2 Ti 6 O 13 is found to be at 51%.
Keywords: Photocatalyst, Na 2 Ti 6 O 13 , Degradation methylene blue

## 1. PENDAHULUAN
Dari  tahun  ke  tahun  jumlah  penduduk  dunia  semakin  bertambah.  Indonesia merupakan  salah  satu  negara  berkembang  di  dunia  yang  juga  mengalami  pertumbuhan jumlah penduduk. Pertumbuhan tersebut menimbulkan dampak terhadap berbagai aspek kehidupan  manusia.  Salah  satu  aspek  yang  cukup  berpengaruh  adalah  peningkatan penggunaan energi, terutama energi bahan bakar. Energi bahan bakar merupakan energi yang dibutuhkan untuk menunjang kehidupan manusia di berbagai sektor, yang meliputi sektor industri, transportasi, rumah tangga dan lain sebagainya.
Kebutuhan  energi  bahan  bakar  berubah  dari  kebutuhan  sekunder  menjadi kebutuhan  primer,  Sumber  energi  bahan  bakar  yang  diperoleh  selama  ini  hanya  dari energi fosil seperti minyak bumi, gas alam, dan batu bara. Masalah yang terkait dengan pemanfaatan energi fosil, di antaranya energi fosil tidak dapat diperbaharui dalam waktu yang cepat dan keberadaannya yang semakin menipis. Oleh karena itu, para ilmuan terus meneliti dan berusaha menemukan sumber energi baru untuk mengatasi masalah tersebut dengan energi yang terbarukan.
Ada  beberapa  cara  yang  ditawarkan  untuk  menggantikan  energi  fosil  salah satunya  adalah  pemanfaatan  energi  alternatif  seperti  hidrogen.  Bahan  bakar  hidrogen merupakan  energi  yang  ramah  lingkungan.  Hasil  pembakaran  hidrogen  tidak menyebabkan  polusi.  Selain  itu,    hidrogen  juga  bersifat portable dan  lebih  efisien dibandingkan energi lain. Hidrogen memiliki kandungan energi 122 kJ/g, 2,75 lebih besar daripada energi yang dihasilkan oleh bahan bakar hidrokarbon seperti metana dan etana [1]. Dengan demikian diharapkan hidrogen dapat menggantikan keberadaan energi fosil.
Hidrogen  adalah  unsur  yang  paling  melimpah  dengan  persentase  kira-kira  75% dari total massa unsur di alam semesta. Hidrogen merupakan molekul yang sangat reaktif. Keberadaan  hidrogen  di  alam  lebih  banyak    membentuk  senyawa  dengan  unsur  lain.
Seperti  metana (CH 4 ), air (H 2 O)  dan sebagainya.  Oleh  karena  itu,  untuk  menggunakan gas hidrogen harus dipisahkan terlebih dahulu dari senyawanya.
Gambar 1. Metode produksi hidrogen [1].
Hidrogen secara industri dihasilkan melalui beberapa metode, di antaranya steam reforming dan gasifikasi biomassa. Kedua metode tersebut dapat menghasilkan hidrogen dalam  jumlah  yang  banyak.  Namun,  melalui  pembakaran  tersebut  juga  menghasilkan limbah seperti karbon dioksida (CO 2 ) dan karbon monoksida (CO) yang sangat berbahaya bagi  makhluk  hidup.  Metode  lain  yang  digunakan  untuk  menghasilkan  hidrogen  adalah melalui  reaksi  elektrolisis  air.  Metode  ini  memang  tanpa  emisi.  Akan  tetapi,  dari  segi konsumsi energi cara ini membutuhkan energi listrik yang cukup besar. Oleh sebab itu, metode-metode tersebut kurang efisien untuk digunakan. Sehingga perlu mencari metode lain  yang  tidak  menghasilkan  emisi  dan  harganya  juga  terjangkau.  Metode  yang disarankan memenuhi kriteria tersebut adalah melalui reaksi fotokatalitik.
Reaksi  fotokatalitik  adalah  reaksi  yang  terjadi  ketika  diberikan  energi  cahaya. Reaksi  fotokatalitik  melibatkan  katalis  yang  dinamakan  fotokatalis.  Reaksi  fotokatalitik akan terjadi apabila fotokatalis menyerap energi foton lebih besar atau sama dengan lebar celah  pita  energi  dari  fotokatalis  tersebut.  Fotokatalis  yang  biasa  digunakan  pada dasarnya  adalah  semikonduktor.  Semikonduktor  mempunyai  struktur  elektronik  yang berbeda  dari  bahan  lain,  yaitu  adanya  pita  konduksi  (bagian  teratas  dari  semikonduktor yang  tidak  terisi  elektron)  dan  pita  valensi  (bagian  terbawah  dari  semikonduktor  yang terisi elektron). Jarak yang memisahkan antara pita konduksi dengan pita valensi disebut dengan lebar celah pita energi ( band gap ).
Reaksi fotokatalitik digunakan karena memiliki beberapa kelebihan, di antaranya menggunakan air sebagai bahan dasar dan sinar matahari sebagai sumber energi. Di mana air  dan  cahaya  matahari  terdapat  berlimpah  di  alam.  Selain  itu  metode  ini  juga zero emission karena  hanya  menghasilkan  hidrogen  dan  oksigen.  Akan  tetapi  penggunaan reaksi fotokatalitik juga masih mempunyai kendala.
Kendala penggunaan reaksi fotokatalitik adalah efisiensi reaksi fotokatalitik yang masih  rendah.  Vithal  menyatakan  bahwa  efisiensi  reaksi  fotokatalitik  dipengaruhi  oleh beberapa faktor seperti ukuran kristal fotokatalis, celah pita  energi fotokatalis, dan terjadi reaksi rekombinasi elektron dan hole [2]. Natrium  heksa  titanat  (Na 2 Ti 6 O 13 )  merupakan  material  yang  sudah  dikenal  dan digunakan dalam berbagai aplikasi seperti sebagai material fotokatalis, sebagai ion baterai litium,  sebagai  gas  sensor,  sebagai  prekursor  untuk  mendapatkan  material  dielektrik, ferroelektrik,  dll  [3].  Selain  itu,  Na 2 Ti 6 O 13 sebagai  metrial  fotokatalis  juga memperlihatkan aktivitas fotokatalitik yang baik serta kestabilan termal yang bagus [4].
Fotokatalis merupakan gabungan dua kata yaitu foto dan katalis, sehingga dapat diartikan sebagai  suatu  proses  kombinasi  reaksi  fotokimia  yang  memerlukan  unsur  cahaya  dan katalis  untuk  mempercepat  terjadinya  transformasi  kimia.  Transformasi  tersebut  terjadi pada permukaan katalis. Katalis yang digunakan  disebut sebagai fotokatalis. Salah satu contoh material fotokatalis yang sering digunakan adalah semikonduktor oksida [5].
Fenomena  fotokatalisis  pertama  kali  dilakukan  oleh  Renz  pada  tahun  1921. Dalam  penelitiannya  dia  melaporkan  fenomena  yang  terjadi  pada  permukaan semikonduktor oksida [4]. Akan tetapi, penelitian tersebut kurang diminati pada saat itu. Isu  krisis  energi  pada  masa-masa  selanjutnya  membuat  fotokatalis  menjadi  semakin popular karena dapat menghasilkan hidrogen yang ramah lingkungan. Pada tahun 1972, Fujishima dan Honda memplubikasikan fenomena fotokatalis di mana terjadi pemecahan H 2 O menjadi hidrogen dan oksigen dengan memberikan sinar UV yang memiliki enargi rendah [6]. Aplikasi teknologi untuk fenomena ini menjadi lahan penelitian bagi peneliti dunia yang terus berkembang.
Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara isolator dan konduktor . Semikonduktor merupakan material yang dapat digunakan sebagai material fotokatalis. Semikonduktor natrium heksa titanat (Na 2 Ti 6 O 13 ), termasuk ke dalam kelompok alkali titanat dengan rumus umum A 2 O.nTiO 2 ( 3 ≤ n ≤ 8, A = Li, Na, K). kristal  Na 2 Ti 6 O 13 tersusun  dari ion natrium   (Na + ) yang diikat oleh TiO 6 oktahedral dalam unit lapisan-lapisan Ti 6 O 13 2- membentuk rectangular tunnel [2, 10, 22]. Na 2 Ti 6 O 13 memiliki nilai lebar celah pita energi sebesar 3,53 eV [9,13]. Na 2 Ti 6 O 13 mempunyai sistem kristal monoklinik, grup ruang C2/m dan parameter cell ; a = 15,1032 Å, b = 3,74373 Å, c = 9,1713 Å, dan β = 99,056° [23]. Struktur Na 2 Ti 6 O 13 dapat dilihat pada Gambar 2 .
Gambar 2. Skema representasi struktur kristal Na 2 Ti 6 O 13 [22].
Na 2 Ti 6 O 13 merupakan  material  yang  sudah  dikenal  sebagai  material  fotokatalis karena  mempunyai  aktivitas  fotokatalis  dan  sifat  transport  elektrik  yang  sangat  baik sehingga  dapat  digunakan  untuk  mendegradasi  zat  beracun  [10].    Na 2 Ti 6 O 13 dengan struktur nano tunnel dapat diperoleh dari perlakuan pada suhu tinggi. Reaksi fotokatalis dengan menggunakan Na 2 Ti 6 O 13 sudah banyak dikembangkan dalam  berbagai  sektor,  seperti  teknologi  produksi  hidrogen  dari  air  (H 2 O)  [13].  Dalam reaksi ini, bahan baku yang diperlukan hanya air dan katalis yang diaktivasi oleh cahaya matahari.  Dalam  prosesnya,  teknologi  ini  memberikan  untung  yang  besar  karena menggunakan air dan sinar matahari yang terdapat melimpah di bumi.
Aplikasi  lain  dari  teknologi  yang  menggunakan  material  fotokatalis  Na 2 Ti 6 O 13 adalah dapat digunakan untuk mendegradasi limbah organik berbahaya, yang dihasilkan
oleh  kegiatan  manusia,  baik  industri  maupun  rumah  tangga.  Na 2 Ti 6 O 13 juga  digunakan sebagai  prekursor  untuk  mendapatkan  senyawa ferroelectric , piezzoelectric , dielectric . Sebagai material anoda pada ion baterai litium [14].
Metode  hidrotermal  merupakan  metode  yang  sudah  digunakan  untuk  sintesis material  anorganik  beberapa  tahun  yang  lalu.  Hidrotermal  merupakan  suatu  metode sintesis  material yang  menggunakan  reaksi  satu  tahap  dalam  media  air  pada  temperatur rendah  dan  tekanan  tinggi  (P  >100  kPa).  Metode  hidrotermal  memiliki  beberapa keuntungan,  di  antaranya  mengurangi  waktu  reaksi,  menghasilkan  produk  kristal  yang homogen  pada  temperatur  rendah  (di  bawah  150 o C)  dan  juga  dapat  mengurangi terjadinya  penggumpalan  di  antara  partikel  [13,18,20]. Rosiyah et al ,  telah  melakukan sintestis kalium heksa titanat (K 2 Ti 6 O 13 ) menggunakan metode hidrotermal, mendapatkan K 2 Ti 6 O 13 dengan ukuran kristal yang besar pada suhu superkritik [19].
Gambar 3. Foto autoclave yang digunakan pada metode hidrotermal.
Beberapa  metode  yang  sudah  pernah  dilakukan  untuk  melakukan  sintesis Na 2 Ti 6 O 13. Secara  konvensional,  Sten  Andersson  telah  melalukan  sintesis  Na 2 Ti 6 O 13 melalui  reaksi  padatan  Na 2 CO 3 dan  TiO 2 .  Kemudian  dikalsinasi  pada  temperatur  tinggi yaitu temperatur 1100 o C. Perbandingan campuran Na 2 CO 3 dan TiO 2 dengan rasio molar 1:6  menghasilkan  Na 2 Ti 6 O 13 tidak  berwarna.  Na 2 Ti 6 O 13 yang  dihasilkan  menunjukkan aktivitas fotokatalis yang baik untuk mendegradsi rhodamin B di bawah radiasi sinar UV [12].
Metode  hidrotermal  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  merujuk  kepada penelitian  Zarrate.  Zarrate  telah  melakukan  sisntesis  Na 2 Ti 6 O 13 melalui  metode hidrotermal mempunyai struktur tube-like menunjukkan fasa yang stabil pada suhu tinggi aktivitas fotokatalis yang tinggi [21].

## 2. METODE PENELITIAN
Material awal yang digunakan untuk melakukan sintesis Na 2 Ti 6 O 13 semua berasal dari gudang penyimpanan bahan kimia yang ada di laboratorium MIPA kimia. Masing- masing  prekursor  ditimbang  dengan  menggunakan  timbangan  digital.  NaOH  ditimbang sebanyak  10,110  gram,  kemudian  dilarutkan  ke  dalam  25  ml  aquades  untuk  membuat larutan NaOH dengan konsentrasi 10 M. Selanjutnya, 0,211 gram TiO 2 ditambahkan ke dalam  larutan  NaOH.  Campuran  diaduk  menggunakan magnet stirre dengan  kecepatan 300 rpm selama ± 2 jam pada suhu ruang [20].
Campuran  keruh  yang  diperoleh,  kemudian  dipindahkan  ke  dalam autoclave. Autoclave yang  digunakan  harus  terbuat  dari  bahan  yang  tahan  terhadap  tekanan  dan suhu  tinggi,  seperti  baja  untuk  mempertahankan  suhu  dan  tekanan  selama  pemanasan. Kemudian dipanaskan dalam oven selama 24 jam pada suhu 150 °C. Setelah pemanasan, endapan putih dipisahkan dan dicuci dengan larutan HCl 0,01 M dan aquades beberapa
kali  sampai pH ≤7.  Endapan  yang  diperoleh,  selanjutnya  dikeringkan  dalam oven pada suhu 100 °C.
Serbuk  putih  yang  diperoleh  kemudian  dibuat  dalam  bentuk pellet . Pellet kemudian  dikalsinasi  dalam furnace pada  suhu  500  °C  selama  24  jam.  Kecepatan  laju kenaikan  suhu  pemanasan  diatur  10  °C/menit.  Begitu  juga  suhu  pendinginan  diatur 5  °C/menit.  Pekerjaan  pada  tahap  hidrotermal  dilakukan  secara  berulang  kali.  Hal  ini dilakukan  untuk  mendapatkan  beberapa  sampel,  yang  selanjutnya  dikalsinasi  pada  suhu yang berbeda-beda yaitu 600 °C, 800 °C, dan 1000 °C. Masing-masing Na 2 Ti 6 O 13 yang diperoleh  kemudian  dilakukan  karakterisasi  menggunakan  analisis powder x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM)  dan diffuse refflectance spectroscopy (DRS).

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bagian ini akan dilaporkan hasil sintesis dan karakterisasi dari senyawa hasil sintesis.  Sampel  dipreparasi  melalui  metode  hidrotermal  dari  material  awalnya. Kemudian, setelah proses hidrotermal diikuti dengan proses kalsinasi  selama 24 jam dan selanjutnya  menghasilkan  material  berupa  serbuk  putih.  Sampel  yang  dihasilkan kemudian  dilakukan  karakterisasi  menggunakan  XRD  untuk  mengetahui  struktur  dan kristalinitasnya. Selanjutnya data XRD serbuk ini dilakukan refinement untuk mengetahui sistem kristalnya. Metode yang digunakan untuk refinement data XRD adalah metode Le Bail  menggunakan  program fullProf Suite 2.05.  Pengukuran  UV  reflektan  dilakukan untuk menentukan lebar celah pita energi dari sampel. Karakterisasi lain yang dilakukan adalah SEM untuk melihat morfologi dari sampel hasil sintesis.
3.1. Analisis XRD dan Refinement Proses sintesis Sampel Na 2 Ti 6 O 13, diawali dengan melarutkan material awal yaitu 20 gram NaOH ke dalam 50 ml aquades untuk membuat larutan NaOH 10 M. Ke dalam larutan NaOH, kemudian ditambahkan 0,21 gram TiO 2 . NaOH digunakan sebagai sumber ion  logam  untuk  membentuk  kisi  kristal  Na 2 Ti 6 O 13 yang  dikelilingi  oleh  ion  Ti 6 O 13 2- . Wadah tempat reaksi berubah menjadi panas. Hal ini menunjukkan bahwa kalor pelarutan NaOH  bernilai  negatif  (eksoterm).  TiO 2 susah  larut  dalam  NaOH,  sehingga  perlu dipanaskan  secara  hidrotermal.  Campuran  selanjutnya  dipanaskan  dalam oven .  Serbuk putih yang diperoleh, kemudian dicuci dan selanjutnya dikalsinasi.
Gambar 4. Pola XRD sampel Na 2 Ti 6 O 13 . Intens
Sampel  Na 2 Ti 6 O 13 hasil  kalsinasi  dengan  perbedaan  suhu,  digerus  sampai homogen  untuk  dilakukan  karakterisasi  menggunakanv  XRD-serbuk.  Radiasi  sinar-X yang  digunakan  adalah  pada  panjang  gelombang  Cu-K .  Pengukuran  dilakukan  pada rentang sudut 2 ° yang digunakan adalah 5° sampai 80°.
Gambar  4  merupakan  kurva  hasil  XRD  untuk  masing-masing  sampel  yang dikalsinasi pada suhu yang berbeda-beda. Na 2 Ti 6 O 13 belum terbentuk pada suhu kalsinasi 500 °C. Akan tetapi Na 2 Ti 6 O 13 mulai terbentuk pada suhu kalsinasi 600 °C. Pada suhu kalsinasi 800 °C dan 1000 °C, Na 2 Ti 6 O 13 sudah jelas pembentukannya. Pembentukan  Na 2 Ti 6 O 13 terlihat  dari  puncak  difraksi    Na 2 Ti 6 O 13 yang  khas  yaitu  pada 2 = 11,8 o , 14,1 o , dan 30,1 o yang merupakan puncak difraksi dengan intensitas tertinggi. Data  yang  diperoleh  sesuai  dengan  referensi  (JCPDS  73-1398).  Suhu  kalsinasi mempengaruhi  sifat  kristalin  dari  Na 2 Ti 6 O 13 ,  di  mana  semakin  tinggi  suhu  kalsinasi kristalinitas Na 2 Ti 6 O 13 semakin tinggi.
Pada suhu kalsinasi 800 °C dan 1000 °C terbentuk fasa pengotor. Hal itu, terlihat dari pola difraksi pada 2  = 10,5 o dan 15,8 o . Setelah dilakukan intepretasi terhadap pola pengotor  tersebut,  ditemukan  bahwa  pengotor  tersebut  adalah  natrium  tri  titanat (Na 2 Ti 3 O 7 ) (JCPDF 72-0148), merupakan fasa transisi dari Na 2 Ti 6 O 13. Terbentuknya fasa Na 2 Ti 3 O 7 diperkirakan karena suhu hidrotermal yang digunakan masih rendah, sehingga fasa  Na 2 Ti 3 O 7 belum  berubah  ke  fasa  Na 2 Ti 6 O 13 .  Hal  ini  sesuai  dengan  pernyataan Hongwei,  bahwa stretching Ti-O  yang  melibatkan  oksigen  terminal  pada  natrium  tri titanat melemah seiring dengan kenaikan suhu. Dan pada natrium hesksa titanat tidak ada stretching oksigen terminal karena strukturnya merupakan tunnel berbeda dengan natrium tri  titanat  mempunyai  struktur  berlapis  [21]. Data  XRD  yang  diperoleh  selanjutnya digunakan untuk menentukan ukuran kristal rata-rata menggunakan persamaan Scherrer.
D = (1)
Dimana, D adalah  ukuran  kristal,  K  adalah  konstanta  Scherrer  (0,89),    adalah panjang  gelombang  difraksi  sinar-X  yang  digunakan  (
1,54056 ),    adalah  lebar setengah  puncak  difraksi  maksimum  ( full width at half maximum ,  FWHM)  dihitung dalam satuan radian, dan   adalah sudut difraksi yang terbaca oleh mesin XRD. Puncak difraksi yang digunakan untuk menghitung ukuran kristal adalah puncak pada 2  = 11,8 o (200).
Hasil  perhitungan  ukuran  kristal  disajikan  pada  Tabel  1.  Untuk  sampel  yang dikalsinasi pada suhu 500 °C dan 600 °C tidak dapat dihitung ukurannya, karena sampel tersebut  masih  belum  terbentuk.  Persen  fraksi  volume  Na 2 Ti 6 O 13 dibandingkan  dengan fasa kedua yaitu Na 2 Ti 3 O 7 ditunjukkan pada Gambar 5 Semakin tinggi suhu kalsinansi, fasa Na 2 Ti 3 O 7 semakin berkurang. Tabel 1.  Hasil perhitungan ukuran rata-rata kristal Na 2 Ti 6 O 13 yang dikalsinasi pada suhu yang berbeda No Suhu kalsinasi Na 2 Ti 6 O 13 (°C) FWHM d 200 (rad) D (nm) 1 2 3 4 500 600 800 1000 - - 0,00287 0,00123 - - 48,31 112,72
Gambar 5. Perbandingan fraksi volume fasa yang terbentuk.
Gambar hasil refinement untuk masing-masing sampel Na 2 Ti 6 O 13 yang dilakukan menggunakan  metode  Le  Bail  ditunjukkan  pada  gambar  6  dan  parameter  sel  disajikan dalam tabel 2. Sampel yang dikalsinasi pada suhu 500 °C tidak dilakukan karena masih berupa  amorf.  Hasil refinement yang  diperoleh  mirip  dengan  hasil  yang  dilakukan  oleh Jusn Carlos et al , di mana Na 2 Ti 6 O 13 mempunyai a = 15,1032 Å; b = 3,743 Å ; c = 9,171 Å; dan  β = 99,056° [23].
Tabel 2. Parameter sel hasil refinement sampel Na 2 Ti 6 O 13 pada berbagai suhu    kalsinasi dengan metode Le Bail.
Parameter sel Na 2 Ti 6 O 13 1000 800 600 Sistem kristal monoklinik monoklinik monoklinik Grup ruang 2/m 2/m 2/m 15,095 ( ) 15,121 ( ) 14,614 ( ) b 3,744 ( ) 3,747 ( ) 3,624 ( ) 9,168( ) 9,156 ( ) 8,226 ( ) 98,99 ° 99,05 ° 99,12 ° R p (%) 7,94 7,94 10,0 R wp (%) 10,2 10,3 13,5 Z 8 8 8
Dari  hasil refinment diperoleh  nilai  R p dan  R wp yang  berada  pada  rentang  yang dapat  diterima  untuk  suatu  proses refinement dan  puncak-puncak  difraksi  telah menunjukkan bahwa senyawa yang terbentuk adalah Na 2 Ti 6 O 13 . Oksida pengotor berupa Na 2 Ti 3 O 7 untuk sampel yang dikalsinasi pada suhu 800 °C dan 1000 °C, sedangkan pada suhu kalsinasi 600 °C masih terdapat TiO 2 dan Na 1.7 Ti 6 O 11 .

## 3.2. Analisis Morfologi
Morfologi  dari  sampel  hasil  sintesis  dapat  diketahui  dengan  melakukan  analisis SEM. Secara umum morfologi semua sampel dapat dilihat pada Gambar 7 Sampel yang dikalsinasi  pada  suhu  500  °C  dan  600  °C  terlihat  masih  amorf.  Kristal  terbentuk  pada suhu kalsinasi yang lebih tinggi yaitu 800 °C dan 1000 °C dengan ukuran yang besar. Hal ini mengindikasikan bahwa kristal Na 2 Ti 6 O 13 terbentuk pada suhu kalsinasi yang tinggi.
Gambar 7.  Foto SEM sampel Na 2 Ti 6 O 13 setelah kalsinasi pada suhu (A) 500 °C, (B) 600 °C, (C) 800 °C dan (D) 1000 °C.
Gambar  SEM  juga  menunjukkan  arah  pentumbuhannya,  sebagian  besar  kristal berbentuk  panjang  kedepan  tumbuh  kearah  a  dan  c.  Hal  ini  sesuai  dengan  hasil  XRD bidang pertumbuhan (200) dan (-201) pada sudut 2  = 11,8 o dan 14,1 o dengan intensitas yang lebih tinggi.
Gambar 8. Representasi pertumbuhan kristal Na 2 Ti 6 O 13 pada bidang (200) dan (-201).
3.3. Analisis UV-Vis
Nilai lebar celah pita energi dari serbuk Na 2 Ti 6 O 13 diperoleh  dengan melakukan pengukuran  DRS.  Spektrum  yang  diperoleh  diubah  menjadi  spektrum  absorpsi  dengan metode Kubelka-Munk. Lebar celah pita energi diperoleh dari hasil plot (α hv )^2 dengan energi (eV).  Di mana α adalah koofisien absorpsi dan hv merupakan energi foton. Dari kurva  yang  diperoleh,  kemudian  ditarik  garis  lurus  sampai  ke  sumbu-x.  Nilai  yang diperoleh  merupakan  perkiraan  lebar  celah  pita  energi  dari  sampel.  Pada  gambar  9 memperlihatkan perbandingan nilai lebar celah pita energi dari semua sampel.
c a
Gambar 9.  Spektum DRS Na 2 Ti 6 O 13 yang dikalsinasi pada suhu (A) 1000 °C, (B) 800 °C, (C) 500 °C dan (D) 600 °C.
Nilai  lebar  celah  pita  energi  sampel  yang  dikalsinasi  pada  masing-masing  pada suhu 500 o C, 600 o C, 800 o C, dan 1000 o C adalah 3,30 eV, 3,29 eV, 3,40 eV, dan 3,25 eV. Semua sampel memiliki nilai celah pita energi yang lebar berkisar di daerah UV. Hal ini berarti  bahwa  katalis  hanya  aktif  apabila  diberi  energi  cahaya  sama  dengan  energi  UV. Oleh  karena  itu,  perlu  dilakukan  modifikasi  terhadap  sturktur  Na 2 Ti 6 O 13 untuk mempersempit nilai celah pita energi tersebut.

## 4. KESIMPULAN
Natrium heksa titanat (Na 2 Ti 6 O 13 ) telah berhasil disintesis menggunakan metode hidrotermal  pada  suhu  150 o C selama  24  jam.  Na 2 Ti 6 O 13 mempunyai  ukuran  48,4  nm, lebar  celah  pita  energi  (E g )  3,40  eV.  Na 2 Ti 6 O 13 mempunyai sistem  kristal  monoklinik dengan parameter a = 15,21  , b = 3,744  , c = 9,165  , dan   = 99,05 o .

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Xing J., Fang W Q., Zhao H J., & Yang H G. (2012). Inorganic Photocatalysts for Overall Water Splitting. Chemistry An Asian Journal , 7, 642 – 657.
[2] Vithal M., Rama K.S., Ravi S. G., Velchuri R., & Pola S. (2013). Synthesis of Cu 2+ and  Ag + doped  Na 2 Ti 3 O 7 by  afacileion-exchange  method  asvisible-light-driven photocatalysts. Ceramics International , 39, 8429–8439.
[3] Verdulthi  N  K.,  Ravi  G.,  Reddy  J  R.,  Palla  S.,  Muniratnam  N  R.,  Prasad  G.,  & Vithal  M.  (2014).  Facile  ion-exchange  synthesis  and  visible  light  photocatalyst studies of Cu 2+ , Sn 2+ and Ag + subtituted LiMg 0,5 Ti 0,5 O 2 . Journal American Ceramis
Society , 97(6),1829-1836.
[4] Arsana  P.,  Bubpa  C.,  &  Sang-aron  W.  (2012).  Photocatalytic  activity  under irradition  of  silver  and  copper  doped  zincoxide:  photodepisition  versun  liquid impregnation metode. Journal of Applied Sciences, 12(17), 1809-1816.
A C
[5] Vaiano V., Sacco O., Sannino D., & Ciambelli P. (2015). Process intensification in the  removal  of  organic  pollutants  from  wastewater  u.  C.,  Martíneza  L.M.T., Zanellad R., Sandovala F.J. A., & Sánchez .K. Del Á.(2013). Improving water sing innovative  photocatalysts  obtained  coupling  zinc  sulfide  based  phosphors  with nitrogen doped semiconductors. Journal of Cleaner Production, 100 , 208-211.
[6] Cuchilloa  O  V.,  Gómezc  R.,  Lópeza.  A.  (2013).  Improving  water  splitting  using RuO 2 -Zr/Na 2 Ti 6 O 13 as  a  photocatalyst. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry , 266, 6– 11.
[7] Vossoughi M., Ghanbari F., Simchi A., & Shidpour R. (2014). Photo-degradation of organic dye by zinc oxide nanosystems with special defect structure: Effect of the  morphology  and  annealing  temperature. Applied Catalysis A: General, 472 , 198-204.
[8] Sood a, Swati., Umar Ahmad., Meht S K., & Kansal S K. (2015). Highly effective Fe-doped  TiO 2 nanoparticles  photocatalysts  for  visiblelight  driven  photocatalytic degradation of toxic organic compounds. Journal of Colloid and Interface Science , 450, 213–223.
[9] Zuo R., Du G., Zhang W., Liu L., Liu Y., Mei L., & Li Z. (2014). Photocatalytic Degradation of Methylene Blue Using TiO2 Impregnated Diatomite. Advances in Materials Science and Engineering , 201, 7.
[10]  Smith A M., & Nie S. (2010). Semiconductor Nanocrystals: Structure, Properties, and Band Gap Engineering. Accaunts of chemical research , 43, 190-200.
[11]  Pérez-Flores J.C., Kuhn A., & García-Alvarado F. (2011). Synthesis, structure and electrochemical  li  insertion  behaviour  of  li 2 Ti 6 O 13 with  the  Na 2 Ti 6 O 13 tunnel- structure. Journal of Power Sources, 196 (3), 1378-1385.
[12]  Zhen  L.,  Xu  C.Y.,  Wang  W.S.,  Lao  C.S.,  &  Kuang  Q.  (2009).  Electrical  and photocatalytic properties of Na 2 Ti 6 O 13 nanobelts prepared by molten salt synthesis.
Applied Surface Science, 255(7), 4149-4152.
[13]  Viana  B  C.,  Ferreira  O  P.,  Filho  A  G  S.,  Filho  J  M.,  and  Alves  O  L.  (2009). Structural,  Morphological  and  Vibrational  Properties  of  Titanate  Nanotubes  and Nanoribbons. Journal Brazil Chemical Society, 20 (1), 167-175.
[14]  Liu S., Yu J., & Jaroniec M. (2010). Tunable photocatalytic selectivity of hollow TiO 2 microspheres  composed  of  anatase  polyhedra  with  exposed  {001}  facets.
Journal of the American Chemical Society, 34, 132.
[15]  Norris D J., Efros A L., & Erwin S C. (2008). Doped Nanocrystals . Science , 319.
[16]  Erwin S C., Zu Lijun., Haftel M., Efros AL., Kennedy T A., & Norris D J. Doping semiconductor nanocrystals. Nature , 436.
[17]  Amri  I.,  &  Nurlaela  E.  (2011).  Study  Hybrid  Desain  Membrane  Fotokatalitic Reaktor  Untuk  Menghasilkan  Hidrogen  dari  Air. Proseding SNTK TOPI Pekanbaru , 1907.
[18]  Bonanni  A.  (2007).  Ferromagnetic  nitride-based  semiconductors  doped  with transition metals and rare earths. Semiconductor Science and Technology , 22, 41– 56.
[19]  Yahya  R.,  Hayashi  H.,  Nagase  T.,  Ebina  T.,  Onodera  Y.,  &  Saitoh  N.  (2001) Hydrothermal  Synthesis  of  Potassium  Hexatitanates  under  Subcritical  and Supercritical  Water  Conditions  and  Its  Application  in  Photocatalysis. Journal of the American Chemical Society , 13, 3.
[20]  Suchanek  W  L.,  &  Riman  R  E.  (2006).  Hydrothermal  Synthesis  of  Advanced Ceramic Powders. Advances in Science and Technology, 45, 184-193.
[21]  Zarrate  R  A.,  Fuentes  S.,  Cabrera  A  L.,  &  Fuenzalida  V  M.  (2008).  Structural characterization  of  single  crystals  of  sodium  titanate  nanowires  prepared  by hydrothermal process. Journal of Crystal Growth ,  310, 3630– 3637.
[22]  Liu  H.,  Yang  D.,  Zheng  Z.,  Ke  X.,  Waclaik  E.,  Zhu  H.,  &  Frost  R  l.  (2010).  A Raman  spectroscopic  and  TEM  study  on  the  structural  evolution  of  Na 2 Ti 3 O 7 during the transition to Na 2 Ti 6 O 13 . J. Raman Spectroscopy, 41 , 1331–1337.
[23]  Flores J C P., Alvarado F G., Hoelzel M., Sobrados I., Sanzc J & Kuhn A. (2012). Insight  into  the  channel  ion  distribution  and  influence  on  the  lithium  insertion properties hexatitanates A 2 Ti 6 O 13 (A = Na, Li, H) as candidates for anode materials in lithium-ion batteries. Paper of Dalton Transactions , 41, 14633–14642.