Pemanfaatan Limbah Kopi Sebagai Dasar Pembuatan Fluorescent Carbon Nanoparticles (F-CNPs) melalui Oksidasi Soot Dengan HNO3 Encer

(1)

PEMANFAATAN LIMBAH KOPI SEBAGAI DASAR PEMBUATAN FLUORESCENT CARBON NANOPARTICLES (F-CNPs) MELALUI OKSIDASI

SOOT DENGAN HNO3 ENCER

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

SHERLY 130802083

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

PERSETUJUAN

Judul : Pemanfaatan Limbah Kopi Sebagai Dasar Pembuatan Fluorescent Carbon Nanoparticles (F-CNPs) melalui Oksidasi Soot Dengan HNO3 Encer

Kategori : Skripsi

Nama : Sherly

Nomor Induk Mahasiswa : 130802083

Program Studi : Sarjana (S1) Kimia Departemen : Kimia

Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, Juni 2017

Komisi Pembimbing :

Pembimbing 2 Pembimbing 1

Prof. Basuki Wirjosentono, PhD Saharman Gea, PhD

NIP. 195204181980021001 NIP. 196811101999031001

Disetujui oleh:

Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,

Dr. Cut Fatimah Zuhra, S.Si, M.Si NIP. 197404051999032001

(3)

PERNYATAAN

PEMANFAATAN LIMBAH KOPI SEBAGAI DASAR PEMBUATAN FLUORESCENT CARBON NANOPARTICLES (F-CNPs) MELALUI

OKSIDASI SOOT DENGAN HNO3 ENCER

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebuthkan sumbernya.

Medan, Juni 2017

(4)

PENGHARGAAN

Puji Syukur yang tak terhingga penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmatNya sehingga penulis mampu menyelesaikan penelitian ini dengan sebaik mungkin. Keberhasilan dari penelitian dan penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak yang terlibat secara langsung maupun tidak serta telah memberikan dukungan baik secara moril maupun materil. Dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan ucapan terima kasih yang tidak terhingga kepada: 1. Orang tua penulis, untuk Papa, Herman Rohawi dan Mama, Chai Fung

Tjandra yang selalu memberikan kasih sayang, perhatian dan motivasi. Kepada kakak dan abang, Silvia, Steven dan Stephanie yang senantiasa memberikan semangat dan tempat untuk bercerita.

2. Ibu Cut Fatimah Zuhra, M.Si dan Ibu Sovia Lenny, S.Si selaku Ketua dan Sekretaris jurusan Kimia Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam USU.

3. Dr Saharman Gea, PhD selaku dosen pembimbing I dan Prof Basuki Wirjosentono, PhD selaku dosen pembimbing II yang telah dengan sabar meluangkan waktu, tenaga dan pikirannya serta memberikan masukan, saran dan arahan kepada penulis dalam melakukan penelitian dan penyusunan skripsi.

4. Bapak dan Ibu dosen Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam USU yang telah membimbing dan memotivasi swera memberi disiplin ilmu selama menjalani studi.

5. Kepada sahabat terbaik Joshua, S.Si, Fredy Putra, Robert, Jenny Elvira, Hartaty Tia dan Stefan Pratama yang selalu menyemangati dalam menyelesaikan penelitian dan skripsi.

6. Kepada rekan – rekan asisten Laboratorium Kimia Fisika, Organik dan LIDA yang telah membantu selama masa penelitian.

7. Kepada rekan – rekan seperjuangan di stambuk 2013 yang telah menemani seluruh proses awal studi hingga skripsi selesai.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih memiliki banyak kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun dari pihak pembaca sangat diharapkan demi kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata semoga skripsi ini bermanfaat bagai penelitian dan kemajuan ilmu pengetahuan untuk masa yang akan datang.

Penulis

(5)

PEMANFAATAN LIMBAH KOPI SEBAGAI DASAR PEMBUATAN FLUORESCENT CARBON NANOPARTICLES (F-CNPs) MELALUI

OKSIDASI SOOT DENGAN HNO3 ENCER

ABSTRAK

Pemanfaatan limbah kopi sebagai dasar pembuatan fluorescent carbon nanoparticles (F-CNPs) melalui oksidasi soot dengan HNO3 encer telah dilakukan. Soot diperoleh melalui tiga perlakuan yang berbeda terhadap limbah kopi; dibakar di dalam tanur pada suhu 550o_{C dan 650}o_{C dan pembakaran langsung di wadah} tahan panas. Kemudian dilakukan uji morfologi ketiga macam soot dengan SEM. Soot dari pembakaran langsung memberikan hasil yang paling optimum dengan memiliki paling banyak pori – pori kecil per 10 cm dibandingkan hasil SEM soot yang lain. Soot dari pembakaran langsung limbah kopi dioksidasi dengan HNO3 encer dalam refluks selama 12 jam dan menghasilkan supernatant coklat kekuningan yang memberikan fluoresensi hijau bening di bawah lampu UV. Karakterisasi F-CNPs yang dilakukan dengan TEM memberikan ukuran distribusi partikel 7,4 – 23,4 nm dan analisa dengan FT-IR menunjukkan stretching O-H pada puncak sekitar 3000 – 3500 cm-1_{, stretching sp}2 _{dan sp}3 _{C-H pada daerah 2500}– 3000 cm-1_{, C=C pada daerah 2000}–_{1500 cm}-1_{serta adanya C-O-C simetris dan} asimetris dan C-OH pada daerah puncak 1000 dan 500 cm-1

.

(6)

THE SYNTHESIS OF FLUORESCENT CARBON NANOPARTICLES (F-CNPs) FROM DILUTED ACID OXIDISED GROUND COFFEE WASTE

SOOT

ABSTRACT

Coffee ground waste utilization for fluorescent carbon nanoparticles (F-CNPs) through soot oxidation with diluted HNO3 has been done. Soot is obtained through three different treatments to coffee ground waste; which is furnace burning in 550o_{C and 650}o_{C and direct burning in heat proof container. Then they are} analyzed with Scanning Electron Microscope (SEM) instrument. Soot from direct burning gives the most optimum result where it has denser pores than the other two types of soot. Soot from direct burning is reflux in diluted HNO3 for 12 hours to oxidize it to give yellowish brown supernatant which gives green fluorescence under UV light. F-CNPs characterization is done in Transmission Electron Microscope (TEM), which shows 7.4 – 23.4 nm of particle size distribution and Fourier Transform Infrared Microscope (FT-IR) gives O-H stretching at peak between 3000 – 3500 cm-1_{, C-H stretching sp}2 _{and sp}3 _{within the range of 2500}– 3000 cm-1_{, C=C in between 2000} –_{1500 cm}-1_{also it shows symmetry and} asymmetry C-O-C and finally C-OH at peak in 1000 dan 500 cm-1_{consecutively.}

Keyword: ground coffee waste, soot, soot oxidation, fluorescence material

(7)

DAFTAR ISI

2.1.2 Perkembangan Retail Kopi di Sumatera 5

2.2 Limbah Kopi 6

2.2.1 Kandungan Limbah Kopi 6

2.2.2 Pemanfaatan Limbah Kopi 6

2.3 Fluorescent Material 7

2.4 Nanoteknologi 8

2.5 Fluorescent Nanopartikel (F-NPs) 8

2.6 Fluorescent Carbon Nanopartikel (F-CNPs) 9 2.7 Aplikasi Fluorescent Nanopartikel (F-CNPs) 9 2.8 Sintesis F-CNPs melalui Oksidasi Soot dengan HNO3 Encer 10 2.9 Karakterisasi F-CNPs melalui Oksidasi Soot dengan HNO3 Encer 11

BAB 3 Metode Penelitian 12

3.3.3Pemisahan Bertahap Nanopartikel Karbon 14

3.3.4Karakterisasi F-CNPs 14

(8)

3.3.4.3Karakterisasi dengan Alat FT-IR 14

3.4.3Pemisahan Bertahap Nanopartikel Karbon 18

3.4.4Karakterisasi F-CNPs 18

BAB 4 Hasil dan Pembahasan 19

4.1 Hasil Penelitian 19

4.1.1 Hasil Analisa Morfologi Soot dengan Alat SEM 19 4.1.2 Hasil Uji Fisik Fluoresensi dengan Lampu UV 20 4.1.3 Hasil Analisa Ukuran Distribusi Partikel F-CNPS

dengan Alat TEM 20

4.1.3 Hasil Analisa Gugus Fungsi dengan Alat FT-IR 21

4.2 Pembahasan 22