PENGARUH PELARUT DAN SUHU DALAM SINTESIS NANOPARTIKEL SENG OKSIDA (ZnO) DENGAN METODE SOL GEL.

(1)

PENGARUH PELARUT DAN SUHU DALAM SINTESIS

NANOPARTIKEL SENG OKSIDA (ZnO) DENGAN METODE

SOL GEL

SKRIPSI SARJANA KIMIA

Oleh

NUR FITRIANI

BP : 0910411011

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS ANDALAS

PADANG

(2)

INTISARI

PENGARUH PELARUT DAN SUHU DALAM SINTESISI

NANOPARTIKEL SENG OKSIDA (ZnO) DENGAN METODE SOL-GEL

Oleh:

Nur Fitriani (BP : 0910411011)

Dibimbing Oleh : Prof.Dr.Syukri Arief,M.Eng dan Dr.Zulhadjri,M.Eng

Nanopartikel seng oksida (ZnO) telah disintesis dengan metode sol gel dengan variasi pelarut, kebasaan dan suhu kalsinasi. Dalam metode ini terdapat dua prinsip reaksi untuk menghasilkan senyawa oksida yang berskala nanometer, yaitu prinsip hidrolisis dan kondensasi. NaOH dan NH4OH merupakan penghidrolisis bagi Zn(NO3)2 sehingga menghasilkan

Zn(OH)2, kemudian Zn(OH)2 yang terbentuk terkondensasi sehingga

menghasilkan ZnO dengan bantuan pemanasan. Semua sampel yang dihasilkan dikarakterisasi dengan X-Ray Difraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) dan Energi Dispersive X-Ray (EDX). Berdasarkan analisis XRD ZnO,yang diperoleh menunjukan struktur kristal dengan fase hexagonal wurzite dan ukuran kristal antara 32-46 nm. Berdasarkan analisis SEM, morfologi permukaan yaitu powder yang halus dan bentuk yang bervariasi (berbentuk batang dan bulat). Berdasarkan analisis EDX, komposisi unsur-unsur yang terkandung dalam sampel adalah unsur Zn, O, dan C dengan persen komposisi unsur berturut-turut adalah 77,7 %, 18,1 % dan 4,2 %.

(3)

ABSTRACT

INFLUENCE OF SOLVENT AND TEMPERATURE ON THE SYNTHESIS OF ZINC OXIDE (ZnO) NANOPARTICLES BY SOL-GEL METHOD

by:

Nur Fitriani (BP : 0910411011)

Advisor By : Prof. Dr. Syukri Arief, M.Eng and Dr. Zulhadjri, M.Eng

The zinc oxide (ZnO) nanoparticle has been synthesis by sol gel method with a variation of solvent, alkalinity and temperature calcination. In this method used two principle reaction to produce nanometer –scale oxide compounds. NaOH and NH4OH was the hydrolysis of Zn(NO3)2 to

produce Zn(OH)2, and then Zn(OH)2 formed was condensation resulting

ZnO with heating assistance. All sample produced were characterized using X-Ray Difraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and

Energi Dispersive X-Ray (EDX). Based on XRD analysis, the ZnO shown crystal structure with phase hexagonal wurtzite and crystal sized between 32-46 nm. Based on SEM analysis, surface mhorphology was smooth powder and varied form (rod shaped and round). Based EDX analysis, the composition of the element contained in the sample is Zn, O, and C with the percent composition of the element has respectively 77.7 %, 18.1 %, and 4.2 %.

(4)

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Pada saat ini, pengembangan nanoteknologi terus dilakukan oleh para

peneliti dari dunia akademik maupun dari dunia industri. Semua peneliti

seolah berlomba untuk mewujudkan karya baru dalam dunia

nanoteknologi. Salah satu bidang yang menarik minat banyak peneliti

adalah pengembangan metode sintesis nanopartikel. Nanopartikel dapat

terjadi secara alamiah ataupun melalui proses sintesis oleh ahli kimia.

Sintesis nanopartikel bermakna pembuatan partikel dengan ukuran yang

kurang dari 100 nm dan sekaligus mengubah sifat atau fungsinya. Orang

umumnya ingin memahami lebih mendalam mengapa nanopartikel dapat

memiliki sifat atau fungsi yang berbeda dari material sejenis dalam ukuran

besar.

ZnO merupakan material yang saat ini banyak menarik perhatian

karena dapat digunakan pada berbagai aplikasi, antara lain sebagai

devais mikroelektronik, katalis, plastik, biosensor, mereduksi polusi,

baterai, semen, keramik, kaca, pulpdent (semen untuk menambal lubang

gigi), pelumas, karet (misalnya untuk karet ban), pigmen maupun aditif

pada kosmetik. Sintesis partikel ZnO dengan proses pelarutan dapat

dilakukan menggunakan prekursor metal organik antara lain seng asetil

asetonat, seng asetat, seng naftenat, seng nitrat dan seng klorida.

Permasalahan yang banyak terjadi dalam sintesis partikel ZnO

menggunakan proses pelarutan adalah rendahnya produk yang

dihasilkan, ukuran partikel yang tidak homogen baik distribusi maupun

bentuknya. Oleh karena itu salah satu faktor yang sangat menentukan

dalam pembuatan partikel ZnO adalah pengendalian reaksi [1].

(5)

berstruktur nano adalah kopresipitasi, solvotermal, chemical vapor

deposition, metal-organic CVD, elektrodeposisi, solution process termasuk

metoda sol-gel. Metode sol-gel merupakan proses yang mudah dan tidak

memerlukan biaya tinggi, sehingga banyak digunakan beberapa tahun

belakangan ini [2].

Pentingnya nanomaterial telah meningkat dalam beberapa tahun

terakhir ini karena sifat kimia dan fisikanya yang unik [3]. Kondisi-kondisi

percobaan digunakan dalam preparasi material ini yang berperan penting

dalam ukuran partikel dan produk untuk alasan ini, digunakan suatu

variasi metode percobaan dalam produksi nanpartikel, seperti teknik sol

gel [4-7], teknik yang menggunakan cairan amoniak sebagai bahan

pelarut [8]. Teknik ini adalah teknik yang paling sederhana dan banyak

yang menggunakannya saat ini [9-11], Teknik deposisi kimia sol gel

adalah teknik yang sangat menarik karena dapat dikerjakan dengan

mudah didalam laboratorium [12].

Dalam penelitian ini menggunakan suatu metode sederhana untuk

sintesis nanopartikel ZnO yaitu metoda sol gel dengan memvariasikan

pelarut (akuades dan etanol), kebasaan (NaOH dan NH4OH) dan

temperatur kalsinasi (500 dan 700o_{C). Morfologi, ukuran dan struktur}

partikel dari nanopartikel ZnO dikarakterisasi menggunakan XRD dan

SEM-EDX.

1.2 Rumusan Permasalah

Berdasarkan latar belakang dapat dirumuskan suatu permasalahan

sebagai berikut:

1. Apakah ada pengaruh variasi pelarut, kebasaan dan suhu kalsinasi

pada sistesis nanopartikel ZnO dengan metode sol gel?

2. Bagaimana morfologi, struktur, ukuran kristal dan komposisi

unsur-unsur dari nanopartikel ZnO yang dikarakterisasi menggunakan XRD

(6)

1.3 Tujuan penelitian

Berdasarkan perumusan masalah maka penelitian ini bertujuan untuk :

1. Sintesis nanopartikel ZnO dengan metode sol gel dengan variasi

pelarut, kebasaan dan suhu kalsinasi.

2. Mempelajari morfologi, struktur, ukuran kristal dan komposisi

unsur-unsur dari nanopartikel ZnO dengan menggunakan XRD dan

SEM-EDX.

1.4 Manfaat penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah

1. _{Hasil dari penelitian ini diharapkan nantinya dapat dijadikan sebagai}

suatu landasan teori yang kuat untuk mengembangkan berbagai

penelitian mengenai sintesis dan karakterisasi nanopartikel ZnO

dengan menggunakan metode sol gel.

2. _{Nanopartikel ZnO yang dihasilkan diharapkan nantinya dapat}