Post on 03-Oct-2021
SINTESIS CARBON NANODOTS (C-DOTS) DARI
LIMBAH KERTAS
Skripsi
disusun sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
Program Studi Fisika
oleh
Devin Sidik Prayogi
4211413018
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2020
i
ii
iii
iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
MOTTO
Allah tidak membebani seseorang itu melainkan sesuai dengan kesanggupannya
(Q.S. Al-Baqarah: 286).
Niscaya Allah akan meninggikan orang-orang di antaramu dan orang-orang yang
diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat (Q.S. Al-Mujadalah: 11).
Man jadda wa jada!
Tiada kekayaan yang lebih utama daripada akal, tiada keadaan yang lebih
menyedihkan daripada kebodohan, tiada warisan yang lebih baik daripada
pendidikan, dan tiada pembantu yang lebih baik daripada musyawarah (Sayyidina
Ali bin Abi Thalib).
PERSEMBAHAN
Untuk Allah & Rasul-Nya
Ibu & Bapakku tercinta
Kakak-kakak dan adik-adikku tersayang
Fisika 2013
Applied Physics Laboratory
PRAKATA
v
Bismillahirrahmanirrahim
Alhamdulillah, puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat serta hidayah-Nya sehingga skripsi ini dapat terselesaikan.
Shalawat dan salam semoga selalu tercurah kepada Nabi Muhammad SAW beserta
keluarga beliau, sahabat, dan orang-orang yang mengikuti risalah beliau hingga
akhir zaman.
Alhamdullilah, setelah melalui perjuangan dengan berbagai kendala
akhirnya penulis berhasil menyelesaikan penyusunan skripsi yang berjudul
“Sintesis Carbon Nanodots (C-Dots) dari Limbah Kertas”dengan tepat waktu.
Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk melengkapi kurikulum dan
menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu pada Jurusan Fisika Universitas
Negeri Semarang.
Terselesaikannya skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Untuk
itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Dr. Mahardika Prasetya Aji, M.Si. sebagai dosen pembimbing yang telah
membimbing dengan penuh kesabaran, memberikan arahan kepada penulis
serta meluangkan waktu untuk selalu memberikan masukan, saran, dan
motivasi selama penyusunan skripsi.
2. Sunarno, M.Si. sebagai dosen wali yang mengarahkan dengan penuh kesabaran
serta memberikan arahan kepada penulis selama kuliah
3. Ibu dan Bapak tercinta yang telah memberikan dukungan baik berupa doa,
moril, materiil, semangat, motivasi, dan saran yang tak henti-hentinya kepada
penulis.
vi
4. Sahabat-sahabat tersayang yang penuh kesabaran mendengarkan keluh kesah
penulis dan bersedia memberikan motivasi serta saran kepada penulis.
5. Keluarga di Applied Physics Laboratoryatas bantuan, canda tawa, serta
motivasinya.
6. Teman-teman Fisika 2013 atas motivasi dan dukungan selama menjalani
perkuliahan dan penelitian.
7. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang membantu
menyelesaikan skripsi ini.
Penulis juga memohon maaf apabila dalam penyusunan skripsi ini ada
beberapa kekurangan dan kesalahan karena keterbatasan yang dimiliki penulis.
Sebagai akhir kata, penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi
penulis sendiri dan bagi pembaca sekalian, dan juga penulis mengharapkan saran
dan kritik demi menyempurnakan kajian ini. Semoga penelitian yang telah
dilakukan dapat menjadikan sumbangsih bagi kemajuan dunia riset Indonesia.
Amin.
Semarang, Maret 2020
Penulis
vii
ABSTRAK
Prayogi, Devin Sidik.2020.Sintesis Carbon Nanodots (C-Dots) dari Limbah
Kertas. Skripsi, Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Negeri Semarang. Pembimbing Utama Dr. Mahardika Prasetya Aji,
M.Si.
Kata kunci: C-Dots, kertas, hidrotermal, fotoluminesensi
Kertas menjadi salah satu kebutuhan manusia yang penting dalam kegiatan sehari-
hari. Tingginya penggunaan kertas akan mendorong tingginnya produksi
kertas.Melimpahnya ikatan rantai karbon pada limbah organik seperti kertas
menjadikannya sebagai bahan dasar untuk fabrikasi bahan berpendar C-Dots.
Dengan kandungan rantai karbon yang tinggi, penelitian ini bertujuan untuk
mendaur ulang limbah kertas menjadi C-Dots dan mengetahui karakteristik sifat
optik dan strukturnya. Daur ulang limbah kertas dilakukan melalui proses
hidrotermal pada temperatur 200oC, 220oC, 240oC, 260oC, 280oC, dan 300oC pada
waktu pemanasan yang tetap yaitu 1 jam. Kertas hasil daur ulang menunjukkan sifat
fotoluminesensi dengan warna emisi kuning kehijauan saat diradiasi sinar UV.
Perpendaran tersebut mengindikasikan terbentuknya C-Dots. Spektrum absorbansi
C-Dots dari daur ulang limbah kertas berada pada rentang panjang gelombang 300
nm – 750 nm denganpuncakpadapanjanggelombang 398 nm. Intensitas emisi
maksimum memiliki dua puncak emisi pada panjang gelombang 434 nm (2,87 eV)
dan 524 nm (2,37 eV). Energi gap C-Dots dari kertas berada pada rentang energi
2,64-2,87 eV. Energi gap tersebut meningkat dengan meningkatnya suhu
pemanasan yang digunakan. Proses daur ulang kertas mengakibatkan perubahan
struktur. Pemanasan mengakibatkan bertambahnya ikatan C=C pada bilangan
gelombang 1661 cm-1 yang mengindikasikan adanya proses karbonisasi untuk
membentuk inti karbon yang berstruktur grafitik. Selama proses pemanasan
terbentuk gugus C-H, -OH, dan C-O yang mengindikasikan terbentuknya gugus
fungsi pada permukaan C-Dots.
viii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i
PERSETUJUAN PEMBIMBING ...................................................................... ii
PERNYATAAN .................................................................................................. iii
PENGESAHAN ................................................................................................. iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN ..................................................................... v
PRAKATA .......................................................................................................... vi
ABSTRAK ......................................................................................................... vii
DAFTAR ISI ....................................................................................................... x
DAFTAR TABEL ............................................................................................... xiii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xvi
BAB
1. BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah .......................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................................. 2
1.3 Batasan Masalah..................................................................................... 3
1.4 Tujuan Penelitian ................................................................................... 3
1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................. 3
1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................. 3
2. TINJAUAN PUSTAKA
ix
2.1 Kertas ...................................................................................................... 5
2.2 Carbon Nanodots ..................................................................................... 6
2.2.1Metode Sintesis C-Dots .......................................................................... 5
2.2.2 Karakterisasi Morfologi dan Struktur C-Dots ....................................... 7
2.2.3 Sifat Absorpsi C-Dots .......................................................................... 8
2.2.4 Sifat Fotoluminesensi C-Dots ............................................................... 9
3. METODE PENELITIAN
3.1 Pelaksanaan Penelitian ............................................................................. 12
3.2 Tahapan Penelitian ................................................................................... 14
3.2.1 Sintesis C-Dots ...................................................................................... 14
3.2.2 Karakterisasi C-Dots ............................................................................. 14
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Sifat Optik C-Dots .................................................................................... 16
4.1.1. Absorpsi C-Dots ................................................................................... 17
4.1.2. Fotoluminesensi C-Dots ....................................................................... 21
4.2. Struktur C-Dots ....................................................................................... 23
5. PENUTUP
5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 26
5.2 Saran ........................................................................................................... 26
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 27
LAMPIRAN ....................................................................................................... 31
x
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
2.1. Perbandingan berbagai sifat produk dengan proses pembuatan pulp (Sari, 2011
...................................................................................................................... 4
2.2. Tabel 4.1 Energi gap C-Dots dari kertas ...................................................... 10
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
4.1 Hasil proses ekstraksi (a) kertas, (b) kertas danNaOH, sertahasil proses
.............................................................................................................................sint
esis C-Dots pada temperature: (c) 200oC, (d) 220oC, (e) 240oC, (f) 260oC, (g) 280oC,
dan (h) 300oC ..................................................................................................... 14
4.2 Spektrum absorbansi C-Dots dari kertas ....................................................... 15
4.3 Spektrumfotoluminesensi C-Dots darikertas ................................................ 18
4.4 Spektrum FTIR C-Dots darikertas ................................................................ 20
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Kertas menjadi salah satu kebutuhan manusia yang penting dalam kegiatan
sehari-hari. Kertas sering digunakan sebagai media surat kabar, buku, kemasan,
surat-surat, fotokopi dan kertas cetak lainnya. Tingginya penggunaan kertas akan
mendorong tingginnya produksi kertas. Menurut Kementerian Perindustrian
Republik Indonesia (2015), jumlah produksi kertas di Indonesia mencapai 10,4 juta
ton per tahun dan menduduki peringkat keenam dunia.
Produksi kertas yang tinggi dapat menimbulkan masalah lingkungan seperti
banyaknya penebangan pohon di hutan, pencemaran lingkungan, dan
menumpuknya sampah kertas. Data Kementrian Negara Lingkungan Hidup
(KNLH) tahun 2010 menyebutkan Indonesia menghasilkan sampah sebanyak 200
ribu ton/hari. Selain itu menurut Kadir dkk (2017), menyampaikan bahwa sampah
kertas merupakan salah satu jenis sampah yang menyumbang jumlah sampah
organik terbesar dari jumlah total sampah keseluruhan. Oleh karena itu, sampah
kertas perlu dilakukan penanganan secara intensif.
Upaya pengolahan sampah kertas telah banyak dilakukan oleh masyarakat,
pemerintah dan beberapa peneliti lainnya, tetapi usaha tersebut masih belum
optimal. Salah satu penanganannya yaitu dengan teknik pembakaran. Namun proses
pembakaran dapat menghasilkan gas pembakaran yang tidak sempurna berupa
karbon monoksida yang beresiko mencemari lingkungan. Adapun usaha
pengolahan lainnya yaitu mendaur ulang sampah kertas menjadi bioetanol
2
(Kalpatari dkk., 2019). Namun teknik tersebut juga mempunyai kelemahan yaitu
membutuhkan teknologi tinggi dan biaya yang mahal. Alternatif yang lebih murah
dan sederhana diperlukan untuk menanggulangi permasalahan tersebut.
Metode lain yang berkembang hingga saat ini yaitu metode pengolahan
limbah organik dengan mengolahnya menjadi material carbon nanodots (C-Dots).
Ikatan rantai karbon yang melimpah pada limbah organik seperti kertas dapat
dijadikan sebagai bahan dasar untuk fabrikasi bahan berpendar C-Dots. C-Dots
memiliki sifat pendaran (Luminisensi) yang baik, tidak beracun (nontoksik) karena
berasal dari bahan-bahan organik, tidak mudah larut dalam air, serta keberadaan
bahan baku pembuatan materialnya yang sangat berlimpah di alam dan proses
pembutannya yang mudah dan murah (Li dkk., 2012).
Penelitian ini berfokus pada pemanfaatan sampah kertas menjadi material
C-Dots. C-Dots dari daur ulang sampah kertas diharapkan dapat diaplikasikan
menjadi pigmen fluoresensi. Selain itu, hasil dari penelitian ini diharapkan dapat
memberikan solusi daur ulang sampah kertas sekaligus sebagai acuan dalam
perkembangan sintesis dan aplikasi C-Dots.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka permasalahan yang
menjadi fokus kajian dalam penelitian ini yaitu:
1. Bagaimana sintesis carbon nanodots (C-Dots) dari sampah kertas?
2. Bagaimana karakteristik sifat optik carbon nanodots (C-Dots) dari sampah
kertas yang dihasilkan?
3
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini, yaitu:
1. Penelitian ini menggunakan kertas jenis HVS
2. Metode sintesis yang digunakan yaitu dengan proses pemanasan menggunakan
furnace
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini yaitu :
1. Mempelajari cara sintesis carbon nanodots (C-Dots) sampah kertas.
2. Mempelajari karakteristik sifat optik carbon nanodots (C-Dots) dari sampah
kertas yang dihasilkan.
1.5 Manfaat Penelitian
Berdasarkan uraian latar belakang dan tujuan yang telah disebutkan diatas
dapat diperoleh manfaat dalam penelitian ini diantara lain :
1. Memberikan alternatif lain dalam penanganan sampah kertas.
2. Menambah khasanah ilmu pengetahuan tentang sumber karbon baru dalam
pembuatan C-Dots yaitu sampah kertas.
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan skripsi disusun dan dibagi menjadi tiga bagian untuk
memudahkan pemahaman struktur dan isi skripsi. Penulisan skripsi ini dibagi
menjadi tiga bagian, yaitu bagian pendahuluan, bagian isi, dan bagian akhir.Bagian
pendahuluan skripsi terdiri dari halaman judul, abstrak, halaman pengesahan, motto
dan persembahan, kata pengantar, daftar isi, daftar gambar, daftar table, dan daftar
lampiran.Bagian isi skripsi, terdiri dari lima bab yang tersusun dari bab 1 yang
meliputi pendahuluan, berisi latar belakang, permasalahan, pembatasan
4
masalah,tujuan penelitian, manfaat penelitian, sistematika penulisan skripsi; bab 2
yang berisi landasan teori yang mendukung penelitian; bab 3 memuat metode
penelitian, berisi tempat pelaksanaan penelitian, alat dan bahan yang digunakan,
serta langkah kerja yang dilakukan dalam penelitian; bab 4 meliputi analisis dan
pembahasan sifat optik C-Dots berupa sifat absorbansi dan fotoluminesensinya; bab
5 berisi kesimpulan yang didapat dari hasil penelitian.
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kertas
Kertas dikenal sebagai media utama dalam penggunaan surat kabar, buku,
kemasan, surat-surat, fotokopi dan kertas cetak. Kertas dihasilkan dari kompresi
(pemberian tekanan yang tinggi) pada serat yang berasal dari pulp. Serat yang
biasanya digunakan adalah serat alami yang mengandung lignin ((C6H10O5)n) dan
lignin (C9H10O2(OCH3)n). Kandungan selulosa yang tinggi sangat diperlukan pada
pembuatan kertas karena menghasilkan jenis kertas yang kuat. Sedangkan
kandungan lignin yang tinggi dalam pulp dapat menimbulkan warna coklat pada
kertas.
Proses pembuatan pulp pada kertas terdiri dari beberapa tahap yaitu
mekanis, semikimia, dan kimia. Pembuatan pulp secara mekanis yaitu dengan cara
menguraikan serat yang ada di dalam kayu secara paksa dengan menggunakan
teknik mekanis. Proses semikimia adalah proses digunakannya bahan-bahan kimia
untuk melunakkan bahan baku pada tahap awal pembuatan pulp. Proses pembuatan
pulp secara kimia adalah proses pembuatan pulp yang menggunakan bahan kimia
sebagai bahan utama untuk melarutkan bagian-bagian kayu yang tidak diinginkan
(Bahri, 2017). Perbandingan berbagai sifat produk dengan proses pembuatan pulp
ditunjukkan pada Tabel 2.1.
6
Tabel 2.1 Perbandingan berbagai sifat produk dengan proses pembuatan pulp (Sari,
2011)
2.2 Carbon Nanodots
Carbon nanodots (C-Dots) merupakan bahan karbon baru yang berukuran
dibawah ~10 nm. Sejak ditemukannya nanopartikel C-Dots sebagai bahan baru dari
karbon, kajian intensif mengenai C-Dots terus berkembang dengan cepat hingga
saat ini. Ikatan rantai karbon sebagai sumber utama dalam pembuatan C-Dots
menjadi fokus penelitian yang dikaji dan dikembangkan penerapannya dalam
beberapa aplikasi (Rahmayanti, 2015).
C-Dots pertama kali ditemukan secara tidak sengaja oleh peneliti pada tahun
2004 menggunakan metode elektroforesis untuk memurnikan single-walled carbon
nanotubes (SWCNTs). Hasil yang didapatkan menunjukan bahwa material yang
memiliki sifat fluoresensi termasuk bagian dari SWCNTs. Dua tahun kemudian,
peneliti mendapatkan karbon nanomaterial berfluoresensi berukuran ~10 nm
menggunakan ablasi laser dari sumber karbon grafit. Setelah itu, karbon
Sifat
Produk
Jenis Proses
Mekanis Semi Kimia Kimia
Sulfat Sulfit Soda
Yield (%) 80-90 60-80 55-80 55-70 55-70
Derajat Keputihan
Tidak Putih
Kurang Putih Putih Putih Putih
Kekuatan Rendah Rendah Sangat Tinggi Tinggi Tinggi
Kegunaan Produk
Kertas Koran
Kertas Semen, Koran
Kertas Print, Kertas Karbon
dll.
Kertas Print
Kertas Print
7
nanopartikel yang berukuran kurang dari 10 nm dikenal sebagai carbon dots,
carbon quantum dots, carbon nanodots, atau carbogenic nanodots (Sun dkk.,2006).
Sumber karbon yang melimpah di alam menjadikan C-Dots banyak diteliti.
Berbagai sumber karbon telah diteliti untuk menghasilkan C-Dots seperti asam
sitrat, minyak jelantah, susu, dan kulit buah jeruk (Bhaisare dkk., 2015; Prasannan
& Imae, 2013; Aji dkk., 2015; Wang dkk., 2016).
2.1.1 Metode Sintesis C-Dots
C-Dots yang berkualitas tinggi, murah, dan sederhana dapat disintesis
dalam skala besar, bermacam-macam metode sintesis telah dilaporkan. Metode
tersebut secara umum diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama yaitu metode
top-down dan bottom-up. Metode top-down yaitu metode sintesis nanomaterial
dengan cara memecah partikel yang berukuran besar menjadi partikel berukuran
nano. C-Dots diperoleh dari pemotongan sumber karbon seperti carbon nanotubes
(CNTs), carbon fiber, carbon black, dan lain-lain. Metode pemotongan yang
biasanya digunakan adalah dengan menggunakan asam oksida (HNO3, HSO4, atau
campuran). Contoh dari metode top-down yaitu metode arc-discharger, laser
ablation dan oksidasi elektrokimia (Roy dkk.,2015).
Metode bottom-up merupakan metode sintesis yang dimulai dari molekul-
molekul kecil menjadi partikel berukuran nanometer seperti yang dikehendaki,
misalnya molekul-molekul kecil seperti glukosa dan fruktosa yang dipersiapkan
untuk sintesis C-Dots. Metode bottom-up merupakan metode yang efisien untuk
menghasilkan C-Dots dalam skala besar. Contoh dari metode ini yaitu hidrotermal,
combustion, microwave, dan ultrasonic.
2.1.2 Karakterisasi Morfologi dan Struktur C-Dots
8
C-Dots yang dihasilkan menggunakan metode top-down, morfologi C-
Dots dipengaruhi oleh prekursor dasarnya. Untuk contoh, oksidasi kimia
menggunakan HNO3 dapat menghasilkan nanopartikel dengan diameter sekitar 5
nm dari jelaga karbon menggunakan ablasi laser dari bubuk grafit, dan grapheme
nanosheets dengan ukuran 10 nm dari batubara. Morfologi C-Dots mungkin juga
dipengaruhi oleh metode sintesis yang digunakan. Misalnya graphenen oxide (GO)
yang dapat menjadi C-Dots dengan ukuran 3-5 nm menggunakan metode oksidasi
elektrokimia, tetapi bisa menjadi C-Dots dengan ukuran 2,5 nm dengan
menggunakan metode hidrotermal dalam larutan ammonia. Perubahan kecil dari
kondisi eksperimen akan dapat mempengaruhi morfologi C-Dots yang didapatkan.
Ukuran C-Dots yang didapatkan semakin naik seiring dengan penurunan
temperatur reaksi yang digunakan (Yang dkk.,2016). Secara umum, rata-rata
ukuran C-Dots yang dihasilkan dari metode top-down yaitu dibawah 10 nm.
Biasanya karakteristik struktur C-Dots dikarakterisasi menggunakan
Fourier Transform Infrared (FTIR), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS),
Xray Diffraction (XRD), Spektroskopi Raman, dan HRTEM. Spektra XPS
mengindikasikan bahwa kebanyakan C-Dots disusun oleh karbon, hidrogen,
oksigen, dan nitrogen (jika C-Dots didopping menggunakan nitrogen). Spektra
FTIR C-Dots biasanya memperlihatkan puncak absorbsi dari C=C (1615 cm-1), CO
(1230 cm-1), -OH (3405 cm-1), C=O (1720 cm-1), dan C-N untuk C-Dots
dopping N (1110 cm-1). Hasil eksperimen XPS dan FTIR mengindikasikan bahwa
kebanyakan dari C-Dots yang diperoleh tersusun atas struktur karbon sp2 dan
gugus fungsi yang terdiri atas gugus karboksil, karbonil, hidroksil, dan epoxy.
2.1.3 Sifat Absorbsi Nanopartikel C-Dots
9
Sifat absorpsi merupakan fenomena penyerapan cahaya dari suatu
material yang ditandai dengan adanya transisi elektron dari keadaan energi rendah
ke energi yang lebih tinggi. Mekanisme transisi elektron yang umumnya terjadi
pada material C-Dots yaitu transisi elektron pada Highest Occupied Molecular
(HOMO) dan Lowest Unccupied Molecular Orbital (LUMO). C-Dots biasanya
menampakan absorpsi optik di daerah UV, dengan tail (ekor) yang memanjang ke
daerah cahaya tampak. C-Dots biasanya menunjukkan absorpsi optik yang jelas di
daerah UV, yaitu pada rentang panjang gelombang 250–320 nm dengan ekor (tail)
yang memanjang ke daerah tampak, sedangkan C-Dots yang telah mengalami
modifikasi permukaan akan menunjukkan absorbsi optik pada 350–550 nm
(Wang dkk., 2017).
2.1.4. Sifat Luminesensi C-Dots
Luminesensi merupakan fenomena emisi cahaya oleh suatu zat.
Luminisensi dapat disebabkan oleh beberapa faktor seperti reaksi kimia, energi
listrik, pergerakan pada tingkat sub atomik, atau peregangan dalam kristal.
Berdasarkan sumber eksitasinya, dikenal beberapa jenis luminisensi seperti
fotoluminisensi jika digunakan sumber eksitasi optis, sementara elektroluminisensi
digunakan jika eksitasi terjadi akibat arus listrik. Jenis lainnya yakni jika terjadi
akibat pembombardiran material target yang dikenal dengan katodoluminisensi
(Rahmayanti dkk., 2015).
Fotoluminisensi dapat berlangsung dengan menggunakan bantuan sumber
eksitasi seperti lampu UV atau laser. Emisi cahaya terjadi karena proses absorbsi
cahaya oleh atom yang mengakibatkan keadaan atom tereksitasi. Keadaan atom
10
yang tereksitasi akan kembali keadaan semula dengan melepaskan energi yang
berupa cahaya (de-eksitasi).
Gambar 2.1. Proses luminisensi
Transisi elektron dari keadaan dasar ke keadaan tereksitasi terjadi ketika
elektron dikenai energi. Kemudian terjadi relaksasi dimana sejumlah energi
diemisikan ketika elektron kembali ke keadaan dasar dan dikenal sebagai
luminisensi (Rahmayanti dkk., 2015) seperti yang diilustrasikan pada Gambar 2.1.
Energi cahaya yang dipancarkan berhubungan dengan perbedaan tingkat energi
antara kedua elektron yang terlibat dalam transisi antara keadaan tereksitasi dan
keadaan dasar (ground state). Jumlah cahaya yang dipancarkan berhubungan
dengan kontribusi relatif dari proses radiasi.
Spektroskopifotoluminisensi memberikan informasi mengenai transisi dari
keadaan tereksitasi ke keadaan dasar. Waktu antara penyerapan dan emisi biasanya
sangat singkat. Selama percobaan spektroskopi fotoluminisensi, eksitasi diberikan
oleh sinar laser dengan energi yang jauh lebih besar daripada celah pita optik.
11
Spektrum eksitasi menunjukan grafik intensitas emisi versus panjang gelombang
eksitasi yang terlihat seperti pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2. Spektrum Eksitasi C-Dots (Ramanan dkk., 2017)
12
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Pelaksanaan Penelitian
Penelitian ini berfokus pada pengolahan sampah kertas menjadi carbon
nanodots (C-Dots). Proses pembuatan dilakukan melalui tahapan sintesis C-Dots
dan karakterisasinya. Proses sintesis C-Dots dari sampah kertas dilakukan di
Laboratorium Material Fisika Universitas Negeri Semarang. Penelitian ini
dilakukan secara eksperimental dengan merujuk referensi terkait. Penelitian ini
mengkaji pengaruh temperatur pemanasan terhadap karakteristik optik C-Dots dari
sampah kertas dengan menggunakan metode pemanasan.
Analisis C-Dots dari kertas yang dihasilkan yaitu analisis sifat optik dan
strukturnya. Sifat optik yang dianalisis yaitu sifat optik absorbansi dan
fotoluminesensi. Karakterisasi sifat optik absorbansi dilakukan di Laboratorium
pengujian Fisika Universitas Negeri Semarang. Karakterisasi fotoluminesensi
dilakukan di Laboratorium pengujian UIN Bandung. Karakterisasi struktur
dilakukan di Laboratorium Material Fisika Universitas Negeri Semarang.
Penelitian ini dilakukan secara eksperimental dan hasil penelitian dikaji
dengan merujuk referensi yang terkait. Tahap penelitian yang dilakukan dalam
penelitian ini berkaitan dengan strategi untuk mendapatkan material C-Dots dari
sumber karbon yang baru. Optimalisasi C-Dots pada penelitian ini dilakukan
dengan mengatur parameter suhu pemanasan untuk parameter yang tepat dalam
proses pembuatan C-Dots. Diagram alur penelitian ini ditunjukkan pada Gambar
3.1.
13
Gambar 3.1 Diagram alur Penelitian
Karakterisasi
UV-Vis Photoluminescence (PL) FTIR
Analisis Hasil
Pembuatan Laporan
Selesai
Mulai
Sintesis C-Dots
Ekstraksi kertas
Larutan prekusor
Pemanasan ekstrak
14
3.2 Tahapan Penelitian
3.2.1 Sintesis C-Dots
Proses sintesis C-Dots dari kertas dilakukan melalui dua tahap yaitu tahap
memperoleh ekstrak kertas dan tahap pemanasan kertas menjadi C-Dots. Ekstrak
kertas didapatkan dengan mencampurkan 5 gram kertas yang telah dipotong
berukuran 1x1 cm dengan aquades 10 ml. Hasil pencampuran ditumbuk
menggunakan mortar sampai bertekstur lembut lalu disaring menggunakan kertas
saring. Air hasil penyaringan dicampur NaOH 2M sebanyak 50 ml dan distirer
selama 10 menit. Ekstrak kertas yang diperoleh dipanaskan menggunakan furnace
dengan variasi temperatur 1800C, 2000C, 2200C, 2400C, 2600C, dan 2800C selama
1 jam. Variasi temperatur ini digunakan untuk memperoleh temperatur yang
optimum untuk menghasilkan C-Dots.
3.2.2 Karakterisasi C-Dots
Indikasi awal terbentuknya C-Dots dari kertas diuji menggunakan radiasi
sinar UV. Jika setelah diradiasi sinar UV sampel mengalami perpendaran
(fotoluminesensi) maka diasumsikan terbentuk partikel C-Dots di dalam sampel.
Analisis selanjutnya yaitu analisis sifat optik absorbansi dan fotoluminesensi serta
analisis struktur C-Dots dari kertas yang dihasilkan.Karakterisasi sifat optik
absorbansi menggunakan spektrometer UV-VisPerkin Elmer Lambda 25.
Karakterisasi fotoluminesensi menggunakan spektroskopi fotoluminesensi Cary
Eclips Spectroflourimeter MY14440002. Karakterisasi struktur C-Dots
menggunakan spektroskopi Fourier Transform Infrared (FTIR) tipe Perkin Elmer
Spectrum Version 10.03.06.
15
Hasil karakterisasi UV-Vis (spektrum absorbansi) dapat digunakan untuk
menghitung energi gap. Besarnya energi gap C-Dots dapat dihitung menggunakan
metode Tauc Plot. Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut.
∝2= ℎ𝑐
𝜆− 𝐸𝑔 (3.1)
∝ adalah koefisien absorbansi (m-1), h merupakan ketetapan plank (4,136 x 10-15
eVs), 𝜆 adalah panjang gelombang (m) dan Eg merupakan energi gap dari C-Dots
(Aji dkk., 2017).
16
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sintesis carbon nanodots (C-Dots) berbahan dasar kertas houvrij
schripapier (HVS) dilakukan dengan menggunakan metode hidrotermal. Proses
sintesis dilakukan dengan memvariasikan temperatur yaitu 200oC, 220oC, 240oC,
260oC, 280oC, dan 300oC pada waktu pemanasan 1 jam. Variasi temperatur
dilakukan untuk mengetahui temperatur optimum terbentuknya C-Dots dari kertas.
Tahap awal untuk mengamati terbentuknya C-Dots dari kertas adalah
dengan cara memberikan radiasi sinar ultraviolet (UV). Proses terbentuknya C-Dots
dari kertas diindikasikan berhasil ketika kertas setelah proses pemanasan
mengalami perpendaran (fotoluminesensi) setelah diradiasi sinar UV. Indikasi
tersebut didasarkan alasan bahwa C-Dots mempunyai sifat fotoluminesensi ketika
diradiasi dengan energi cahaya di sekitar panjang gelombang 330–460 nm (Roy
dkk., 2015). Hasil ekstrak kertas setelah proses pemanasan yang diradiasikan sinar
matahari dan sinar UV ditunjukkan pada Gambar 4.1.
Ekstrak kertas setelah pemanasan menunjukkan adanya perubahan warna.
Setelah proses pemanasan, larutan berubah warna dari bening menjadi kecokelatan.
Semakin tinggi temperatur pemanasan yang digunakan semakin cokelat warna
larutan yang dihasilkan. Hal tersebut mengindikasikan bahwa selama proses
pemanasan terjadi karbonisasi ikatan-ikatan rantai karbon pada kertas. Setelah
diradiasi sinar UV, larutan mengalami perpendaran berwarna kuning kecokelatan
yang menunjukkan terbentuknya partikel C-Dots di dalamnya.
17
Gambar 4.1 Hasil proses ekstraksi (a) kertas, (b) kertas dan NaOH, serta hasil proses
sintesis C-Dots pada temperatur: (c) 200oC, (d) 220oC, (e) 240oC, (f)
260oC, (g) 280oC, dan (h) 300oC
Tahapan yang dimungkinkan dalam pembentukan C-Dots yaitu polimerisasi
dan karbonisasi. Selama proses pemanasan, ikatan rantai karbon yang terkandung
dalam kertas terputus. Terputusnya ikatan rantai karbon ini dinamakan proses
polimerisasi. Ikatan-ikatan rantai karbon yang terbentuk akan berkumpul hingga
titik saturasinya sehingga membentuk inti C-Dots. Proses yang terjadi untuk
membentuk inti C-Dots dan menjadi C-Dots final tersebut yang dinamakan dengan
proses karbonisasi (Shi dkk., 2014).
4.1 Sifat Optik C-Dots
4.1.1 Absorpsi
Sifat absorpsi C-Dots dari kertas telah diuji menggunakan spektrofotometer
VIS-NIR (Ocean Optics USB type 4000). Hasil pengukuran spektrum absorbansi
C-Dots dari kertas ditunjukkan pada Gambar 4.2. Hasil analisis spectrum
(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h)
18
absorbansi menunjukkan bahwa absorbansi ekstrak kertas berada pada rentang
panjang gelombang 300 nm – 750 nm dengan puncak tertinggi berada panjang
gelombang 383 nm. Hasil yang sama juga diperoleh Pages dkk (2005) bahwa
ekstrak kertas memiliki puncak pada panjang gelombang di sekitar 400 nm.
Gambar 4.2 Spektrum absorbansi C-Dots dari kertas
Proses pemanasan ekstrak kertas mempunyai absorbansi di rentang panjang
gelombang 300 nm – 750 nm. Wang dkk (2017) menyatakan bahwa C-Dots
biasanya menunjukkan absorpsi optik yang jelas pada rentang panjang gelombang
350–550 nm. Spektrum absorbansi pada daerah ini berhubungan dengan adanya
senyawa terkonjugasi pada struktur C-Dots dan menunjukkan adanya mekanisme
transisi elektronik di dalam orbital π aromatik (Qu dkk., 2012).
300 400 500 600 700
-0.05
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
Ab
so
rban
si
(a.u
.)
Panjang Gelombang (nm)
Kertas
Kertas+NaOH
200 C
220 C
240 C
260C
280 C
300 C
19
Gambar 4.2 juga menunjukkan bahwa semakin tinggi temperatur yang
digunakan selama proses pemanasan intensitas absorbansi yang dihasilkan juga
semakin tinggi. Intensitas ekstrak kertas setelah dipanaskan pada temperatur 200oC
dan 220oC mempunyai tinggi yang hampir sama dengan ekstrak kertas tanpa proses
pemanasan. Hal itu menunjukkan bahwa temperatur 200oC dan 220oC belum
mempengaruhi mekanisme pembentukan C-Dots dari kertas selama proses
pemanasan. Sedangkan ekstrak kertas setelah diberi NaOH mempunyai intensitas
yang lebih tinggi yang menunjukkan terjadi interaksi antara ekstrak kertas dengan
NaOH. Intensitas absorbansi semakin naik hingga pada ekstrak kertas yang
dipanaskan pada suhu 260oC kemudian turun pada ekstrak kertas setelah
dipanaskan 280oC dan 300oC.
Tinggi intensitas absorbansi C-Dots dari kertas mengindikasikan banyaknya
jumlah C-Dots yang terbentuk. Kenaikan intensitas pada proses pemanasan 200oC,
220oC, dan 240oC mengindikasikan bahwa jumlah C-Dots yang terbentuk semakin
banyak, sedangkan penurunan intensitas pada proses pemanasan 280oC dan 300oC
menunjukkan adanya penurunan jumlah C-Dots. Penurunan tersebut diprediksi
karena terjadi perubahan C-Dots kertas menjadi karbon arang (Ogi dkk., 2016).
Spektrum absorbansi C-Dots dari kertas menunjukkan puncak yang terletak
pada panjang gelombang 398 nm. Spektrum C-Dots pada area 350-550 nm
mengindikasikan adanya transisi elektron pada orbital π (Qu dkk, 2012). Transisi
elektron pada C-Dots umumnya dijelaskan melalui perpindahan elektron pada
keadaan orbital yang terisi penuh oleh elektron High Occupied Molecular Orbital
(HOMO) menuju keadaan orbital yang kosong Lowest Unoccupied Molecular
Orbital (LUMO) (Niu dkk., 2012). Keadaan ini menunjukkan bahwa transisi
20
elektron C-Dots terjadi pada orbital π→π*. Transisi elektron tersebut memerlukan
energi minimum agar mungkin terjadi, yaitu sebesar energi gapnya.
Besar energi gap C-Dots kertas dapat dihitung berdasarkan spektrum
absorbansinya menggunakan metode Tauc Plot. Energi gap C-Dots dari kertas
ditunjukkan pada Tabel 4.1 dengan gambar hasil ploting metode Tauc Plot pada
Lampiran 1. Tabel 4.1 menunjukkan bahwa energi gap C-Dots dari ekstrak kertas
mempunyai besar energi gap 2,64 eV. Pemanasan pada suhu 280oC dan 300oC
mengakibatkan energi gap berubah signifikan yaitu 2,77 eV dan 2,82 eV.
Tabel 4.1 Energi gap C-Dots dari kertas
Energi gap C-Dots berhubungan dengan jari-jari partikel C-Dots yang
dihasilkan. Menurut Susanto (2016), energi gap C-Dots berbanding terbalik dengan
jari-jari C-Dots yang dihasilkan. Hasil pemanasan C-Dots dari kertas menunjukkan
bahwa semakin tinggi temperatur, energi gap C-Dots yang dihasilkan semakin
besar. Hal ini menunjukkan bahwa jari-jari C-Dots yang dihasilkan semakin kecil.
Perlakuan Energi Gap
Ekstrak kertas 2,64 eV
Kertas + NaOH 2,64 eV
Pemanasan 200oC 2,64 eV
Pemanasan 220oC 2,64 eV
Pemanasan 240oC 2,94 eV
Pemanasan 260oC 2,64 eV
Pemanasan 280oC 2,77 eV
Pemanasan 300oC 2,82 eV
21
Proses polimerisasi dan karbonisasi berperan penting dalam pembentukan
nanopartikel C-Dots sehingga temperatur sangat berperan dalam membentuk
struktur C-Dots. Temperatur tinggi mengakibatkan getaran molekul di dalam
ekstrak kertas semakin meningkat yang mengakibatkan rantai karbon semakin
banyak terputus dan membentuk kumpulan partikel yang lebih kecil sehingga
energi gap C-Dots meningkat.
4.1.2 Fotoluminesensi
Sifat fotoluminesensi C-Dots kertas diukur dengan menggunakan
spektrofotometer Cary Eclipse Spectrofluorometer MY14440002. Panjang
gelombang yang digunakan untuk mengeksitasi yaitu 365 nm. Analisis spectrum
fotoluminesensi C-Dots dari kertas ditunjukkan pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3 Spektrum fotoluminesensi C-Dots dari kertas
400 450 500 550 600 650 700 750
0
100
200
300
400
500
600
Inte
ns
ita
s (
a.u
.)
Panjang Gelombang (nm)
Kertas
Kertas+NaOH
200 C
220 C
240 C
260 C
280 C
300 C
22
Spektrum fotoluminesensi C-Dots memiliki dua puncak emisi utama yang
tetap yaitu pada panjang gelombang 434 nm (2,87 eV) dan 524 nm (2,37 eV).
Spektrum fotoluminesensi yang ditunjukkan pada Gambar 4.4 memiliki persamaan
denganspektrum yang dihasilkan oleh Lu dkk (2017). Penelitian Lu dkk (2017)
melaporkan bahwa polimer C-Dots yang telah berhasil disintesis memiliki dua
puncak emisi utama yaitu pada panjang gelombang 660 nm dan 701 nm.
Kemunculan dua puncak emisi tersebut merupakan fenomena stimulated emission.
Emisi terstimulasti (stimulated emission) merupakan pancaran dua foton
yang berasal dari foton datang dan foton pelepasan energi elektron tereksitasi.
Elektron yang berada dalam keadaan energi rendah akan mengabsorb energi foton
yang bersumber dari energi luar sehingga elektron dapat berpindah ke energi yang
lebih tinggi. Kemudian proses terbentuknya dua foton emisi terjadi karena adanya
rekombinasi elektron saat berpindah dari energi level yang tinggi (LUMO) menuju
energi yang lebih rendah (HOMO). Ketika elektron pada keadaan
tereksitasielektron tidak stabil dan akan kembali ke keadaan dasar dengan
memancarkan foton, ketika itu elektron yang terekombinasi juga akan
memancarkan foton sehingga terjadi dua foton emisi (Brodsky dkk., 1971).
Elektron berada dalam keadaan tereksitasi kemudian datang sebuah foton dengan
energi yang sama dengan energi gapnya maka dapat menstimulasi sebuah transisi
dari keadaan dasar dan menghasilkan foton kedua. Keberadaan foton tersebut
mengindikasikan emisi optimal dari C-Dots. Adapun mekanisme yang terjadi pada
dua foton fluorescence tersebut sama halnya dengan mekanisme yang terjadi satu
foton fluorescence (Lu dkk., 2017).
23
Gambar 4.4 juga menunjukkan bahwa intensitas fotoluminensi C-Dots
mulai mengalami penurunan setelah diberi pemanasan pada temperatur 220oC.
Semakin tinggi temperatur pemanasan maka intensitas fotoluminesensinya akan
mengalami penurunan. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh
Sharma dkk (2017) bahwa penurunan intensitas fotoluminesensi dipengaruhi oleh
adanya H dan J-aggregates. H dan J-aggregates merupakan kumpulan molekul-
molekul pewarna yang membentuk kristal pewarna dua dimensi dengan susunan
tertentu (Siddiqui dan Spano, 1999).
Penurunan intensitas PL akibat perubahan temperatur pemanasan diprediksi
akibat susunan molekul monomer pada suatu material yang berbeda-beda. Hasil
analisis spektrum PL terlihat bahwa intensitas fotoluminesensi C-Dots mengalami
penurunan seiring dengan peningkatan temperatur pemanasan. Hal ini
mengindikasikan bahwa C-Dots yang dihasilkan melalui proses pemanasan
memiliki struktur susunan monomer J-aggregates yang berarti C-Dots dari kertas
memiliki pergeseran spektrum absorbansi menuju panjang gelombang yang besar
(red-shift).
4.2 Struktur C-Dots
Struktur C-Dots dari kertas diidentifikasi menggunakan spektrofotometer
FTIR PerkinElmer Spectrum Version 10.03.06. C-Dots dideskripsikan terdiri atas
inti karbon dan gugus fungsi yang berada pada permukaannya (Park dkk., 2016).
Analisis FTIR diperlukan guna mengetahui struktur gugus fungsi yang terdapat
dalam C-Dots dari kertas. Analisis FTIR C-Dots dari kertas ditunjukkan pada
Gambar 4.4.
24
Gambar 4.4 Spektrum FTIR C-Dots dari kertas
Gambar 4.4 menunjukkan bahwa ekstrak kertas sebelum dicampurkan
NaOH tidak mempunyai pita C-O pada bilangan gelombang 1402 cm-1. Pita C-O
mulai terlihat setelah ekstrak kertas dicampurkan larutan NaOH dan setelah diberi
perlakuan pemanasan. Hal tersebut mengindikasikan bahwa terjadi reaksi antara
pencampuran ekstrak kertas dengan NaOH sehingga membentuk puncak baru.
Selama proses pemanasan, ikatan-ikatan rantai karbon pada kertas akan
terurai membentuk partikel-partikel C-Dots. Ikatan rantai karbon yang terurai dan
tersusun ulang akan mengikat atom-atom seperti oksigen, hidrogen, dan gugus
fungsi lain (Aji dkk., 2018). Ikatan karbon mengikat oksigen dari lingkungan dan
menghasilkan gugus fungsi karbonil C-O yang ditunjukkan pada 1402 cm-1. Gugus
fungsi –OH pada bilangan gelombang 3450 cm-1 mengindikasikan keberadaan air
4000 3000 2000 1000 0 -1000
Kertas+NaOH
200oC
220oC
240oC
260oC
280oC
Tra
nsm
itan
si
(a.u
.)
Bilangan gelombang (cm-1)
300oC
C-O C-H
C=C
Kertas
-OH
25
sebagai pelarut ekstrak kertas. Ikatan C-H bending kuat ditemukan juga pada
bilangan gelombang 650 cm-1.
Deteksi ikatan rantai karbon C=C pada bilangan gelombang 1661 cm-1
menunjukkan adanya struktur karbon dengan hibridasi molekul sp2 di dalam kekisi
inti C-Dots (Niu dkk., 2013). C-Dots merupakan nanopartikel berbentuk bola semu
dengan bagian inti yang terdiri karbon berstruktur grafit sp2 dan karbon turbostratik,
sedangkan pada bagian permukaan berupa molekul-molekul ligan (Geogakirlas
dkk., 2015).
Keberadaan gugus fungsi C-O, C-C, dan C=C menyatakan bahwa partikel
C-Dots telah terbentuk dan sangat berkaitan dengan struktur permukaan C-Dots
(Puvvada dkk., 2012; Wei dkk., 2014). Hal tersebut mengindikasikan bahwa C-
Dots dari kertas telah terbentuk melalui proses hidrotermal. Struktur permukaan C-
Dots sangat berkaitan erat terhadap mekanisme fotoluminesensi yang terjadi.
Gugus fungsi pada permukaan C-Dots dapat menjebak eksiton sehingga emisi yang
dipancarkan C-Dots menjadi lemah (Bao dkk., 2011).
26
BAB V
PENUTUP
5.1 Simpulan
Berdasarkan pembahasan yang telah diuraikan, maka kesimpulan yang
dapat diambil dalam penelitian ini adalah :
1. Daur ulang limbah kertas menjadi C-Dots telah berhasil terbentuk melalui
metode hidrotermal.
2. Sifat optik absorbsi C-Dots dari kertas berada pada rentang panjang
gelombang 300 nm –750 nm dengan puncak absorbansi pada panjang
gelombang 398 nm.
3. Sifat fotoluminesensi C-Dots dari kertas memiliki dua puncak emisi pada
panjang gelombang 434 nm (2,87 eV) dan 524 nm (2,37 eV).
4. C-Dots telah terbentuk dengan indikasi keberadaan gugus fungsi C-O, C-C,
dan C=C pada hasil penelitian.
5.2 Saran
Berdasarkan hasil penelitian dan analisis yang telah dilakukan C-Dots dari
kertas memiliki potensi untuk dijadikan sebagai deteksi ion logam berat,
biofertilizer dan lain-lain. Selain itu, perlu analisis lebih lanjut mengenai struktur
partikel C-Dots dari kertas dengan menggunakan spektroskopi Raman dan
karakteristik ukuran partikel C-Dots dengan menggunakan Transform Electron
Microscope (TEM).
27
DAFTAR PUSTAKA
Aji, M. P., Wati, A. L., Priyanto, A., Karunawan, J., Nuryadin, B. W., Wibowo, E.,
Marwoto, P., Sulhadi. (2018). Polymer carbon dots from plastics waste
upcycling. Environmental Nanotechnology, Monitoring and
Management, 9 (October 2017), 136–140.
Aji, M.P., Wiguna, P. A., Susanto, Wicaksono, R., & Sulhadi.(2015). Identification
of Carbon Dots in Waste Cooking Oil.Advanced Materials Research,
1123, 402–405.
Bahri, Syamsul. (2017). Pembuatan Serbuk Pulp dari Jagung.Jurnal Teknologi
Kimia Unimal, 4 (1): 46-59.
Bao, et al. (2011). Electrochemical tuning of luminescent carbon nanodots: From
preparation to luminescence mechanism. Advanced Materials, 23(48),
5801–5806.
Bhaisare, M. L., Talib, A., Khan, M. S., Pandey, S., & Wu, H. F. (2015). Synthesis
of fluorescent carbon dots via microwave carbonization of citric acid in
presence of tetraoctylammonium ion, and their application to cellular
bioimaging. Microchimica Acta, 182(13–14), 2173–2181.
Brodsky, S. J., Kinoshita, T., & Terazawa, H. (1971). Two-photon mechanism of
particle production by high-energi colliding beams:Physical Review D,
4(5), 1532–1557
Georgakilas, V., Perman, J. A., Tucek, J., & Zboril, R. 2015. Broad Family of
CarbonNanoallotropes: Classification, Chemistry, and Applications of
Fullerenes,Carbon Dots, Nanotubes, Graphene, Nanodiamonds, and
CombinedSuperstructures. Chemical Reviews, 115(11): 4744–4822
Kadir, A., Aksar, P., dan Fadri, B. (2017).Studi Sifat Mekanis Material Komposit
Limbah Kertas Berpenguat Semen yang Dilapisi Cat.Jurnal Ilmiah Teknik
Mesin, 8(2).
28
Kalpatari, S.O., Chairul, dan Yelmida. (2019). Biokonversi Kertas HVS Bekas
menjadi Bioetanol dengan Variabel Konsentrasi Saccharomyces
cerevisiae.Jom FTEKNIK, 6 (1).
Kementerian Perindustrian Republik Indonesia.(2015). Pasar Kertas Domestik
Terbuka.https://kemenperin.go.id/artikel/7793/Pasar-Kertas-Domestik-
Terbuka(diakses tanggal 27 Februari 2020).
Li, H., Kang, Z., Liu, Y., & Lee, S. T. (2012). Carbon nanodots: Synthesis,
properties and applications. Journal of Materials Chemistry, 22(46),
24230–24253.
Lu, S., Sui, L., Liu, J., Zhu, S., Chen, A., Jin, M., & Yang, B. (2017). Near-Infrared
Photoluminescent Polymer Carbon Nanodots with Two-Photon
Fluorescence.Advanced Materials, 29(15), 1–6
Niu, J., Gao, H., et al. (2014). Facile synthesis and optical properties of nitrogen-
doped carbon dots.New Journal of Chemistry, 38(4), 1522–1527.
Ogi, T., Aishima, K., Permatasari, F. A., Iskandar, F., Tanabe, E., & Okuyama, K.
(2016). Kinetics of nitrogen-doped carbon dot formation: Via
hydrothermal synthesis. New Journal of Chemistry, 40(6), 5555–5561.
Pages, H., Piombini, H., Enguehard, F., & Acher, O. (2005). Demonstration of
paper cutting using single emitter laser diode and infrared-absorbing
ink.Optics Express, 13(7), 2351.
Park, Y., Yoo, J., Lim, B., Kwon, W., & Rhee, S. W. (2016).Improving the 55
functionality of carbon nanodots: Doping and surface
functionalization.Journal of Materials Chemistry A, 4(30), 11582–11603.
Prasannan, A., & Imae, T. (2013). One-pot synthesis of fluorescent carbon dots
from orange waste peels. Industrial and Engineering Chemistry Research,
52(44), 15673–15678.
Puvvada, N., Prashanth Kumar, B. N., Konar, S., Kalita, H., Mandal, M., & Pathak,
A. (2012). Synthesis of biocompatible multicolor luminescent carbon dots
29
for bioimaging applications. Sci. Technol. Adv. Mater. Sci. Technol. Adv.
Mater:13188(13), 45008–7
Qu, S., X. Wang, Q. Lu, X. Liu,& L. Wang. 2012. A Biocompatible Fluorescent
InkBased on Water-Soluble Luminescent Carbon Nanodots. Angew.
Chem. Int. Ed,51: 12215-12218
Rahmayanti, H. (2015). Sintesis Carbon Nanodots Sulfur (C-Dots Sulfur) dengan
Metode Microwave.Skripsi.Universitas Negeri Semarang.
Rahmayanti, H. D., & Aji, M. P. 2015.Synthesis of Sulfur-Doped Carbon Dots
bySimple Heating Method.Advanced Materials Research Trans
TechPublications, 1123: 233-236.
Roy, P., Chen, P. C., Periasamy, A. P., Chen, Y. N., & Chang, H. T. (2015).
Photoluminescent carbon nanodots: Synthesis, physicochemical
properties and analytical applications. Materials Today, 18(8), 447–458.
Sari, D.M. (2011).Pengaruh Konsentrasi NaOH pada Delignifikasi Tandan Kosong
Sawit (TKS) Terhadap Karakteristik Pulp.Skripsi. Padang: Fakultas
Teknologi Pertanian. Universitas Andalas.
Sharma, A., Gadly, T., Neogy, S., Ghosh, S. K., & Kumbhakar, M. (2017).
Molecular Origin and Self-Assembly of Fluorescent Carbon Nanodots in
Polar Solvents.The Journal of Physical Chemistry Letters:8(5), 1044–
1052
Shi, Q. Q., Li, Y. H., Xu, Y., Wang, Y., Yin, X. B., He, X. W., & Zhang, Y. K.
(2014). High-yield and high-solubility nitrogen-doped carbon dots:
Formation, fluorescence mechanism and imaging application. RSC
Advances, 4(4), 1563–1566.
Siddiqui, S., & Spano, F. (1999). H-and J-aggregates of conjugated polymers and
oligomers A theoretical investigation. Chemical physics letters:308(1–2),
99–105
30
Sun, Y. P., et al. (2006). Quantum-sized carbon dots for bright and
colorfulphotoluminescence. Journal of the American Chemical Society,
128(24), 7756–7757.
Susanto.(2016). Sintesis Carbon Nanodots dari PigmenAntosianin Dan Aplikasinya
Sebagai LightEmitting Polymer Nanocomposite.Skripsi, Universitas
Negeri Semarang
Wang, D., Zhu, L., McCleese, C., Burda, C., Chen, J. F., & Dai, L. (2016).
Fluorescent carbon dots from milk by microwave cooking. RSC Advances,
6(47), 41516–41521.
Wang, R., Lu, K.-Q., Tang, Z.-R., & Xu, Y. J. (2017). Recent progress in carbon
quantum dots: synthesis, properties and applications in photocatalysis. J.
Mater. Chem. A, 5(8), 3717–3734
Wei, J., et al. (2014). Simple one-step synthesis of water-soluble fluorescent carbon
dots from waste paper. New Journal of Chemistry, 38(3), 906–909.
Yang, et al. (2016).Carbon Nanoparticles and Nanostructures. USA: Springer.
31
LAMPIRAN
Lampiran 1. Hasil Pengukuran Absorpsi C-Dots
1.1 Hasil Analisis Absorpsi C-Dots (kertas HVS)
1.2 Hasil Analisis Absorpsi C-Dots (kertas+NaOH)
32
1.3 Hasil Analisis Absorpsi C-Dots (kertas 200 0C)
1.4 Hasil Analisis Absorpsi C-Dots (kertas 220 0C)
33
1.5 Hasil Analisis Absorpsi C-Dots (kertas 240 0C)
1.6 Hasil Analisis Absorpsi C-Dots (kertas 260 0C)
34
1.7 Hasil Analisis Absorpsi C-Dots (kertas 280 0C)
1.8 Hasil Analisis Absorpsi C-Dots (kertas 300 0C)
35
Lampiran 2. Dokumentasi Hasil Penelitian
Hasil sintesis C-Dots dari kertas HVS
Hasil sintesis C-Dots dari kertas HVS ketika diradiasi sinar UV
36
Lampiran 3. Dokumentasi Karakterisasi Penelitian
3.1 Karakterisasi Uv-Vis-NIR
3.2 Karakterisasi FTIR