PENGARUH VARIASI KECEPATAN STIRING & TEMPERATUR SINTERING TERHADAP PERUBAHAN STRUKTUR MIKRO & FASA SENSOR GAS KERAMIK

TIO2

DELLA DEWI RATNASARI

2710100060

DOSEN PEMBIMBING : HARIYATI PURWANINGSIH, S.Si, M.Si

BAB I PENDAHULUAN

Kerusakan lingkungan (polusi udara)

Material semikonduktor keramik TiO2

berpotensi menjadi material sensor

Sehingga perlu indikator (sensor

gas), agar masyarakat mampu

mengetahui level polusi udara

sifat mekanik, sifat elektronik

dan sifat katalitik dapat

ditingkatkan dengan skala

molekular/nanopartikel

Stabilitas thermal

tinggi

Non-toxic

Tidak beracun

BAB I PENDAHULUAN

Metode sol-gel

kehomogenan yang lebih baik, kemurnian yang tinggi, suhu relatif rendah , tidak

terjadi reaksi dengan senyawa sisa, kehilangan bahan akibat penguapan dapat

diperkecil, mengurangi pencemaran udara.

kehomogenan yang lebih baik, kemurnian yang tinggi, suhu relatif rendah , tidak terjadi reaksi dengan senyawa sisa, kehilangan bahan akibat penguapan dapat diperkecil, mengurangi pencemaran udara. kehomogenan yang lebih baik, kemurnian yang tinggi, suhu relatif rendah , tidak terjadi reaksi dengan senyawa sisa, kehilangan bahan akibat penguapan dapat diperkecil, mengurangi pencemaran udara.

BAB I PENDAHULUAN

Tujuan :

Menganalisa perubahan struktur mikro & perubahan fase keramik TiO2 yang

direaksikan dengan metode sol gel.

Menganalisa pengaruh variasi kecepatan stiring terhadap perubahan struktur

mikro & perubahan fase keramik TiO2.

Menganalisa pengaruh variasi temperatur sintering terhadap perubahan struktur

mikro & perubahan fase keramik TiO2.

•Menganalisa perubahan struktur mikro & perubahan fase keramik TiO2 yang direaksikan dengan metode sol gel. •Menganalisa pengaruh variasi temperatur sintering terhadap perubahan struktur mikro & perubahan fase keramik TiO2. •Menganalisa pengaruh variasi temperatur sintering terhadap perubahan struktur mikro & perubahan fase keramik TiO2.

BABA II TINJAUAN PUSTAKA No Judul jurnal Penelitian yang sudah dilakukan Penelitian yang saat ini

dilakukan

1 Characterization TiO2 thick films of

dielectric humidity sensors kapasitif.

(Hasan, dkk, 2010)

Lapisan tipis TiO2 digunakan sebagai

bahan dielektrik sensor kelembapan

jenis kapasitif

TiO2 diaplikasikan sebagai

sensor gas CO dalam bentuk

bulks/pelet

2 Nanocrystalline synthesis TiO2 for

solar cell applications use sonokimia

method. (Timuda, dkk, 2010)

TiO2 nabokristalin di aplikasikan

sebagai dye sensitized solar cell

(DSSC) dengan metode sonokimia

TiO2 nanokristalin dari proses

sol-gel diaplikasikan sebagai

sensor gas CO

3 Gas-sensing properties of

nanocrystalline TiO2. (Lin, dkk, 1997)

Sensor gas dari TiO2 menggunakan

metode kondensasi yang di doping

menggunakan Pt

Sensor gas dari TiO2

menggunakan metode sol gel

melibatkan serbuk TiO2 dan

larutan H2SO4

4 Microstructure control of thermally

stable TiO2 obtained by hydrothermal

process for gas sensors. (Ruiz, dkk,

2004)

Untuk meningkan stabilitas termal

dengan metode hidrotermal

Untuk meningkatkan

sensitivitas dengan metode sol

gel

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

5 Sensor performance of

nanostructured TiO2 thin films derived

from particulate sol-gel route and

polymeric fugitive agents.

(Mohammadi, dkk, 2006)

Metode yang digunakan sama-sama

menggunakan sol gel, namun pada

penelitian ini ditambahkan polimer

fugitive agen

Sensor gas TiO2 dengan metode

sol gel tanpa tambahan zat

tertentu

6 Detection mechanism of TiO2-based

Ceramic H2 sensors. (Mather, dkk,

1999)

Diaplikasikan untuk sensor gas H2

dengan proses screen printing untuk

membentuk thick-film

Diaplikasikan untuk sensor gas

CO dengan proses kompaksi

untuk membentuk bulks

7 Multi-objective optimization of the

parameters of TiO2-based ceramic

humidity sensors (Nenov, dkk, 2012)

Diaplikasikan untuk keramik sensor

kelembapan berbasis pada titanium

dioksida (TiO2) dengan dopant PbO,

Bi2O3, Na2CO3.10H2O

Diaplikasikasikan untuk sensor

gas tanpa menggunakan dopan

8 Gas sensors with porous three-

dimesional framework using TiO2/

polymers double shell hollow

microsphere. (Chang, dkk, 2011)

Memiliki kulit ganda dan

permukaannya berpori-pori yang

berbentuk bola berongga

Tidak memiliki kulit ganda

dengan pori-pori bola berongga

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

9 Characterization of reactive sputtered

TiO2 thin films for gas sensor

aplications. (Boyadzhiev, dkk, 2010)

Berbentuk lapisan tipis dengan metode

sputtering

Berbentuk bulks dengan metode

sol gel

10 TiO2 based nanopowders for gas

sensor. (Radecka, dkk, 2010)

Menggunakan dopan Cr dengan metode

Flame spray sintesis (FSS) membentuk

nano struktur

Tanpa dopan dengan metode sol

gel untuk membentuk nano

struktur

11 Sensing Performance of precisely

ordered TiO2 nanowire gas sensors

fabricated by electron –beam

lithography (Tian, dkk, 2013)

Diaplikasikan untuk sensor gas, namun

berbentuk kawat. Proses pembuatannya

dengan metode electron Beam

Lithography

Diaplikasikan untuk gas sensor

berbentuk bulks dengan metode

sol-gel

12 Characterization of pure and dopant

TiO2 thin films for gas sensors

aplications. (Yahya, 2010)

Dengan penambahan doping (Ag, Pt, Pd,

Ni)

Tanpa doping

BAB III METODOLOGI

BAB III METODOLOGI

Kalsinasi

500 C

1 jam

Kompaksi

200 Bar

Sintering

T= 700 c

Waktu 1 jam

Sintering

T=800 c

Waktu 1 jam

Sintering

T= 900 c

Waktu 1 jam

Pengujian

SEM XRD

A

END

BAB III METODOLOGI

Prosedur pembentukan sol-gel

Drying & kalsinasi

Kompaksi & sintering

Titanium dioksida + asam sulfat pekat 98 % = larutan

Stiring dengan variasi kecepatan 600 rpm, 700 rpm, 800 rpm

temperatur 200 ͦ C selama 2,5 jam.

Kompaksi 200 bar holding time 5 menit pelet

Sintering 1 jam variasi temperatur 700 , 800, 900 ͦ C

Gel di drying 1 jam temperautur 350 ͦ C selama 1 jam

Kalsinasi 1 jam temperatur 500 ͦ C

BAB III METODOLOGI

Pengujian

Scanning electron microscope (SEM)

Difraksi sinar-x (XRD)

BAB IV ANALISA DATA & PEMBAHASAN

Hasil pengujian XRD

Titanium dioksida (raw material)

single fase anatase,

nomor PDF 01-076-3177.

struktur kristal tetragonal

rumus kimianya adalah titanium dioksida (

TiO2).

BAB IV ANALISA DATA & PEMBAHASAN

Setelah dikalsinasi 500 ͦ C selama 1 jam

fase titanium oksida sulfat (TiOSO4)

nomor PDF 00-049-0467.

Struktur kristalnya adalah orthorhombic (tidak stabil), sebab sistem kristal

titanium dioksida adalah tetragonal dalam keadaan stabil.

BAB IV ANALISA DATA & PEMBAHASAN

Variasi stiring 600 rpm variasi temperatur sintering 700 , 800, 900 ͦ C

sampel Fasa 2 FWHM B (radian) D(nm) (10-3)

700 ͦC anatase 25.313 0.289 0,00524572

1

264,74642 5,38

800 ͦC anatase 25.28 0.222 0,00413509

1

335,83600 3,73284

900 ͦC anatase 25.2763 0.173 0,00334799

7

414,7811 3,7328

600 rpm sintering 700 = TiO2

anatase, struktur kristal

tetragonal, no PDF 01-071-1167

600 rpm sintering 800 = TiO2

antase, tetragonal, no PDF 01-

075-2547

600 rpm sintering 900 = TiO2

antase, tetragonal, no PDF PDF

03-065-5714

BAB IV ANALISA DATA & PEMBAHASAN

sampel Fasa 2 FWHM B (radian) D(nm) (10-3)

700 ͦC anatase 25.1396 0.276 0,005028165 276,

1078239

5,637635

800 ͦC anatase 25.2496 0.202 0,003810307 364,436 4,252935

900 ͦC anatase 25.315 0.208 0,003907305 355,4345797 4,34956

Kecepatan stiring 700 rpm,

temperatur 700 = fase anatase,

struktur kristal tetragonal, rumus

kimia Ti0.72O2, no PDF 01-086-

1157

Kecepatan stiring 700 rpm,

sintering 800 dan 900 = anatase

TiO2, struktur kristal tetragonal,

no PDF 03-065-5714

700 rpm, variasi temperatur 700, 800, 900