PROPOSAL PROGRAM KREATIFITAS MAHASISWA JUDUL...

PROPOSAL PROGRAM KREATIFITAS MAHASISWA

JUDUL PROGRAM:

Potensi Arang Kayu Sebagai Prekursor Ekonomis dalam Fabrikasi Material

Nanokarbon Untuk Pelapisan Anti-Korosi Peralatan Pertanian Berbasis Besi

dengan Metode Electrostatic Powder Coating

BIDANG KEGIATAN:

PKM PENELITIAN

Diusulkan Oleh:

Kartiko Nugroho M0312034 Angkatan 2012

Nurul Fatimah M0313053 Angkatan 2013

Oktaviana Dewi Indah Prasiwi M0312052 Angkatan 2012

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2015

ii

PENGESAHAN PROPOSAL PKM-PENELITIAN

1. Judul Kegiatan : Potensi Arang Kayu Sebagai Prekursor

Ekonomis dalam Fabrikasi Material Nanokarbon Untuk Pelapisan Anti-Korosi

Peralatan Pertanian Berbasis Besi dengan Metode Electrostatic Powder Coating

2. Bidang Kegiatan : PKM-P

3. Ketua Pelaksana Kegiatan

a. Nama Lengkap : Kartiko Nugroho

b. NIM : M0312034

c. Jurusan : Kimia

d. Universitas : Universitas Sebelas Maret

e. Alamat Rumah dan No. Telp : Jetakan 001/004, Jogonegoro 1, Magelang,

56172 / 085743804453

f. Alamat email : [email protected]

4. Anggota Pelaksana Kegiatan : 3 (tiga) orang

5. Dosen Pendamping

a. Nama Lengkap dan Gelar : Teguh Endah Saraswati, Ph.D.

b. NIDN : 0026037902

c. Alamat Rumah dan No. Telp : Jl. KHR Asnawi No. 11 Kudus, 59316 /

085719108084

6. Biaya Kegiatan Total

a. Dikti : Rp. 12.500.000

7. Jangka Waktu Pelaksanaan : 5 Bulan

Surakarta, 25 September 2015

Menyetujui,

Ketua Program Studi Kimia FMIPA UNS

(Dr. Triana Kusumaningsih, M. Si)

NIP. 19730124 199903 2001

Ketua Pelaksana Kegiatan

(Kartiko Nugroho)

NIM. M0312034

Wakil Rektor Bidang Kemahasiswaan dan

Alumni UNS

(Prof. Dr. Ir. Darsono, M.Si.)

NIP. 19660611 199103 1002

Dosen Pendamping

(Teguh Endah Saraswati, Ph.D.)

NIDN. 0026037902

iii

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL ................................................................................. i

HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... ii

DAFTAR ISI ................................................................................................. iii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... iii

RINGKASAN ............................................................................................... iv

BAB 1. PENDAHULUAN ........................................................................... 1

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................. 3

BAB 3. METODE PENELITIAN................................................................. 6

BAB 4. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN ............................................ 9

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 9

LAMPIRAN .................................................................................................. 11

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Struktur grafit (a), Struktur berlian (b), dan Struktur fulleren (c) 4

Gambar 2.2. Skematik alat percobaan pada metode arc-discharge .............. 5

Gambar 2.3 Metode electrostatic powder coating ........................................ 6

iv

RINGKASAN

Peralatan pertanian berbahan dasar besi memiliki kelemahan yaitu mudah

mengalami korosi serta aus karena kondisi lingkungan dan pemakaian. Hal ini

mengurangi masa pakai peralatan tersebut sehingga perlu dilakukan pelapisan dengan

material anti korosi. Salah satunya adalah material nanokarbon yang memiliki berbagai

macam kelompok allotropes seperti diamond, graphite, fullerenes dan carbyne dengan

kekuatan fisik maupun kimia yang tangguh. Berbagai macam prekursor telah

digunakan dalam mensintesis material nanokarbon seperti gas metana, ethanol dengan

menggunakan katalis logam Ni, dan logam Pt. Namun, prekursor tersebut kurang dapat

diterima untuk skala industri yang luas karena harganya cenderung tidak ekonomis.

Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian mengenai material lain dengan alternatif

prekursor lain yang lebih ekonomis. Salah satu yang berpotensi ialah arang kayu yang

jauh lebih murah, mudah diperoleh serta kaya akan kandungan karbon. Arang kayu

dapat disintesis menjadi material nanokarbon dengan metode arc discharge. Dalam

metode tersebut dibutuhkan elektroda konduktif. Arang kayu memiliki konduktivitas

yang rendah sehingga perlu modifikasi terlebih dahulu dalam pembuatan elektroda.

Modifikasi yang dapat dilakukan ialah dengan proses grafitisasi melalui pemanasan

sampai dengan temperatur 1000oC. Selanjutnya dapat dilakukan fabrikasi material

nanokarbon secara arc discharge pada tekanan rendah. Bubuk material nanokarbon

yang diperoleh kemudian dapat dilapiskan pada substrat besi secara electrostatic

powder coating dan dilakukan pengujian korosi dengan penambahan asam pekat.

Pelapisan dinilai efektif apabila material terlapis tahan terhadap pengaruh korosi asam.

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG MASALAH

Sebagai negara berkembang, pengelolaan sektor pertanian Indonesia

membutuhkan optimalisasi guna menunjang laju perekonomian negara. Salah

satunya ialah penggunaan peralatan pertanian yang modern. Peralatan tersebut

mayoritas berbahan dasar besi yang salah satu kelemahannya ialah mudah

mengalami oksidasi saat berada di udara bebas. Proses oksidasi tersebut

mengakibatkan besi mengalami korosi dan rentan menjadi aus sehingga

mengurangi masa pakai peralatan tersebut, selain itu juga dapat meningkatkan

limbah besi yang dapat mengurangi kualitas lingkungan terutama pada daerah

pertanian dan perairan. Proses oksidasi tersebut dapat dicegah dengan

melakukan pelapisan material anti korosi terhadap substrat besi, salah satunya

ialah material berbasis nanokarbon.

Karbon dengan nomor atom 6, memiliki konfigurasi elektron 1s2 2s2 sp2

yang membuatnya dapat mengalami berbagai macam hibridisasi pada orbital 2s

dan 2p. Berdasarkan hal tersebut, material karbon dapat dibagi kedalam empat

kelompok utama: kelompok diamond yang terbentuk dari ikatan C-C yang

melibatkan orbital sp3, kelompok graphite melibatkan orbital sp2 planar,

kelompok fullerene melibatkan orbital sp2 tidak planar dan kelompok carbyne

yang melibatkan orbital sp. Sifat masing-masing material tersebut dapat

berubah-ubah seiring perubahan rasio ikatan sp2/sp3 didalamnya.

Berbagai macam material nanokarbon telah berhasil disintesis untuk

diaplikasikan sebagai pelapis substrat besi. Sebagai contoh, material

nanokarbon DLC dapat disintesis dari sumber karbon berupa gas metana

dengan grafit sebagai katoda secara cathodic arc deposition (Kimura et

al.,2002), kemudian dari larutan campuran ethanol:NaCl 50:50 v/v dengan

elektroda logam Ni murni sebagai katoda dan logam Pt sebagai anoda secara

cathodic micro-arc-discharge (Kong et al., 2010). Namun dengan penggunaan

bahan serta alat yang cenderung tidak ekonomis dalam kedua penelitian tersebut

maka sangat sulit untuk dapat diaplikasikan dalam bidang industri yang lebih

luas. Sehingga diperlukan prekursor karbon yang lebih ekonomis dan mudah

diperoleh, salah satu yang berpotensi adalah arang kayu.

Arang kayu diperoleh dari residu pembakaran kayu pada temperatur

sangat tinggi. Sehingga kandungan kimia volatil didalam kayu tersebut telah

hilang selama proses pembakaran. Arang kayu yang dibakar pada suhu 500 –

10.000°C menghasilkan struktur amorf dengan kandungan mayoritas berupa

karbon (Gusmailina, dkk, 2002). Arang kayu dimanfaatkan sebagai sumber

bara, bahan baku pembuatan pensil, tinta cair, serta adsorben penjernihan air.

Karakteristik lain dari arang kayu ialah konduktivitas listriknya yang sangat

rendah.

2

Dalam proses pembuatan material nanokarbon, arang kayu harus

memiliki konduktivitas yang cukup baik sehingga perlu modifikasi dengan

pembuatan elektroda. Selanjutnya dapat dilakukan fabrikasi material

nanokarbon secara arc-discharge pada tekanan rendah. Bubuk material

nanokarbon yang diperoleh kemudian dapat dilapiskan pada substrat besi secara

electrostatic powder coating dan dilakukan pengujian korosi dengan

penambahan asam pekat. Pelapisan akan efektif apabila material tahan terhadap

pengaruh korosi asam. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian mengenai

potensi arang kayu sebagai prekursor dalam mensintesis material nanokarbon

serta karakter fisik dan kimia yang dihasilkan material nanokarbon untuk dapat

melindungi substrat besi dari pengaruh korosi dan aus.

1.2 TUJUAN KHUSUS

Adapun tujuan khusus dari penelitian ini adalah:

1. Mempelajari proses sintesis material nanokarbon dengan metode arc-

discharge dari prekursor arang kayu dan karakterisasinya.

2. Mempelajari proses pelapisan material nanokarbon pada substrat besi

dengan cara electrostatic powder coating dan karakterisasinya.

1.3 URGENSI PENELITIAN

Peralatan pertanian berbahan dasar besi memiliki kelemahan yaitu

mudah mengalami korosi serta aus karena kondisi lingkungan dan pemakaian.

Hal ini mengurangi masa pakai peralatan tersebut, sehingga perlu dilakukan

pelapisan dengan material anti korosi, salah satunya adalah material

nanokarbon yang memiliki berbagai macam kelompok allotropes dengan

kekuatan fisik maupun kimia yang tangguh. Berbagai macam prekursor telah

digunakan dalam mensintesis material nanokarbon seperti gas metana, dengan

menggunakan katalis logam Ni, dan logam Pt. Namun, prekursor tersebut

kurang dapat diterima untuk skala industri yang luas karena harganya

cenderung tidak ekonomis. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian

mengenai material nanokarbon dengan alternatif prekursor lain yang lebih

ekonomis, salah satu yang berpotensi ialah arang kayu yang jauh lebih murah,

mudah diperoleh serta kaya akan kandungan karbon.

1.4 TEMUAN YANG DITARGETKAN DAN KONTRIBUSI

Penelitian ini menghasilkan material nanokarbon dari prekursor arang

kayu sebagai pelapis anti korosi yang dapat diaplikasikan pada peralatan

pertanian berbahan dasar besi. Di samping itu, penelitian berkontribusi dalam

menambah referensi ilmiah mengenai proses sintesis material nanokarbon

dengan prekursor arang kayu serta secara tidak langsung dapat menekan limbah

besi karena pelapisan material nanokarbon dapat memperpanjang masa pakai

peralatan berbahan dasar besi tersebut. Lebih lanjut, hasil penelitian ini akan

3

berpotensi pada penguatan industri pertanian dan makanan karena akan dapat

memperpanjang masa pakai peralatan berbasis besi dalam industri tersebut.

1.5 LUARAN YANG DIHARAPKAN

Luaran yang diharapkan dari penelitian ini adalah:

1. Produk material nanokarbon dari prekursor arang kayu sebagai pelapis yang

tahan terhadap korosi dan aus.

2. Publikasi artikel ilmiah dalam jurnal terakreditasi maupun prosiding

seminar ilmiah.

1.6 MANFAAT

Adapun manfaat dari penelitian ini adalah:

1. Memaksimalkan pemanfaatan arang kayu, yaitu sebagai prekursor

ekonomis dalam mensintesis material nanokarbon.

2. Memberikan solusi terhadap masalah korosi dan keausan peralatan

pertanian berbahan dasar besi sehingga memperpanjang masa pakainya.

3. Menekan limbah besi dari peralatan pertanian yang tidak tahan korosi dan

aus sehingga dapat mengurangi dampak buruknya terhadap lingkungan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Karbon

Kata karbon berasal dari bahasa Latin “carbo”yang berarti arang atau

bara api. Pada masa modern ini karbon lebih luas cakupannya bukan hanya

arang saja. Hal ini disebabkan karbon memiliki beberapa bentuk material yang

biasa disebut polimorf (alotrof). Di bumi unsur karbon terdistribusi secara luas

di alam (Pierson, 1993). Karbon murni yang terdapat di alam terdapat dalam 2

modifikasi yaitu diamond dan grafit. Pada kedua bentuk ini atom karbon

terhubung oleh ikatan kovalen dan memberikan molekul yang besar (Chambers

and Holliday, 1975).

Terdapat berbagai macam material padat yang dapat digunakan sebagai

elektroda kerja, diantara yang paling sering digunakan adalah karbon dan

platina. Elektroda berbasis karbon banyak digunakan dalam proses

elektroanalisis memiliki beberapa keunggulan, yaitu rentang potensial yang luas,

murah, inert, dan cocok digunakan untuk bermacam-macam sensor (Wang,

1994). Beberapa penelitian melaporkan penggunaan carbon paste electrode

dalam proses voltametri (Švancara et al., 1998; Wang dan Li, 1998). Selain hal

itu karbon juga digunakan dalam proses deionisasi air payau (Zou et al., 2008).

Karbon amorf merupakan alotrop berwujud non-kristal dan ditemukan

dalam bentuk bubuk serta menjadi komponen utama dari arang dan jelaga.

4

Sedangkan pada struktur fulleren setiap atom karbon berikatan dengan tiga

atom karbon lain dengan pola membentuk susunan pentagonal membentuk

struktur berongga seperti bola sepak. Struktur beberapa allotrop dari karbon

dapat ditunjukkan pada Gambar 2.1.

(a) (b) (c)

Gambar 2.1. Struktur grafit (a), Struktur berlian (b), dan Struktur

fulleren (c) (Dwi Suyanti,R.,dan H. Sugiyarto,K.,2013).

2.2 Arang

Untuk menghasilkan arang dari material organik dilakukan proses

karbonisasi. Proses ini merupakan proses untuk mengkonversi material organik

arang dengan pemanasan tanpa kehadiran oksigen, sehingga senyawa-senyawa

kompleks penyusun material organik terurai menjadi arang dengan kandungan

unsur karbon yang tinggi. Senyawa-senyawa kompleks yang menyusun

material organik diantaranya terdiri atas hemiselulosa, selulosa, dan lignin

(Destiyorini, 2010).

Wijaya (2007) menyatakan bahwa pada proses pengarangan, karbon

terbentuk secara baik pada suhu antara 300-500°C dan akan menimbulkan asap.

Asap yang terbentuk merupakan akibat terlepasnya unsur yang mudah menguap

seperti sellulosa akan terdeformasi pada suhu 325-375°C, hemiselulosa akan

terdeformasi pada suhu 225-325°C dan lignin akan terdeformasi pada suhu 300-

500°C. Penelitian (Tirono, 2011) menyatakan efek suhu pada proses

pengarangan terhadap nilai kalor arang tempurung kelapa. Dari hasil penelitian

tersebut diketahui bahwa suhu pengarangan berpengaruh terhadap penyusutan

massa tempurung kelapa, semakin tinggi suhu pengarangan maka semakin

tinggi penyusutan massa tempurung kelapa. Selain itu semakin tinggi suhu

pengarangan maka semakin tinggi nilai kalor arang tempurung kelapa.

2.3 Metode Arc-Discharge

Pada dekade terakhir ini banyak sekali penelitian dalam pembuatan

nanomaterial. Salah satu metode yang sering digunakan adalah metode arc-

discharge. Metode arc-discharge adalah salah satu metode top-down untuk

membuat nanomaterial. Metode arc-discharge pertama kali digunakan oleh

5

Krastchmer dan Hoffman untuk mensintesis C60. Metode ini cukup murah untuk

dilakukan pada pembuatan nanometial dibandingkan dengan menggunakan

metode yang lain (Zhao et al., 1997; Hutchision et al.,2001).

Saat dialirkan tegangan tinggi, terjadi loncatan bunga api antar dua

elektroda yang diset dalam jarak yang sangat dekat. Saat itulah grafit dalam

karbon elektroda tersebut terevaporasi dalam gas inert dan menghasilkan

carbon-based nanoparticles. Metode arc-discharge digunakan (Zhang et

al.,2014) untuk mempersiapkan single-walled carbon nanotubes dengan

menginduksi medan listrik selama proses pemijaran. Secara umum skematik

setup alat percobaan arc-discharge dapat dilihat pada gambar 2.2.

Gambar 2.2. Skematik alat percobaan pada metode Arc-discharge

(Ando et al., 2004)

2.4 Coating Material

Coating material adalah material pelapis yang digunakan sebagai

pelapis pada logam. Material pelapis yang berbeda memiliki sifat yang berbeda.

Oleh karena itu, material pelapis yang digunakan tergantung pada aplikasi

penggunaannya. Sudah banyak dilakukan pengembangan terhadap material

pelapis untuk pelapisan besi, diantaranya adalah ZrC (G. Wen, et al, 2010),

FeW/B4C (S. Islak, et al, 2012), WC (S. Buytoz, et al, 2005) dan TiAl (S.

Mridha, et al, 2001).

2.5 Electrostatic Powder Coating

Pada metode Electrostatic Powder Coating, proses pelapisan dilakukan

dengan menyemprotkan bubuk pelapis melalui medan elektrostatik, pengisian

partikel pada bagian ground material terlapisi. Proses pemanasan dilakukan

terhadap lapisan tersebut sehingga partikel-partikel berubah menjadi film

secara kontinyu dimana selanjutnya bagian tersebut didinginkan.

6

Menurut Guskov (1996), kebanyakan bubuk bahan yang digunakan

untuk pelapis merupakan bahan dielektrik kuat. Setelah diisi muatan partikel,

material terlapisi akan mempertahankan partikel tersebut untuk setidaknya

beberapa jam, sekalipun untuk partikel berukuran kecil yang ditempatkan pada

permukaan ground logam. Ketika bubuk partikel bermuatan diposisikan pada

permukaan logam, maka akan menginduksi muatan dengan nilai yang sama

tetapi polaritasnya berlawanan dalam logam. Dalam istilah sederhana, hal ini

karena elektron konduksi dalam logam mengosongkan daerah dekat dengan

titik kontak dari partikel bubuk dan permukaan logam. Seperti elektron

bergerak keluar, yang tersisa adalah daerah dengan muatan positif berlebih

sama nilainya dengan muatan negatif pada partikel bubuk. Muatan positif ini

biasa disebut "muatan cermin."

Gambar 2.3 Metode electrostatic powder coating (Guskov, 1996)

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 TEMPAT PENELITIAN

Penelitian ini dilakukan di UPT. Laboratorium Pusat MIPA, Sub-

Laboratorium Kimia, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

3.2 TAHAPAN PENELITIAN

3.2.1 Preparasi Arang Kayu

Arang kayu dihaluskan sampai dengan ukuran 200 mesh dengan alat

ball milling selama 5 jam. Selanjutnya disimpan dalam wadah

tertutup.

3.2.2 Pembuatan Elektroda Karbon Konduktif

Arang kayu yang telah dihaluskan kemudian dicampurkan dengan

binder glukosa dan akuades dengan perbandingan masing-masing

1:1:⅓ w/w dalam gelas beaker. Campuran dicetak dengan pencetak

elektroda hingga padat dan dilakukan pengovenan selama 2 jam

7

dengan suhu 1000oC. Elektroda karbon diuji konduktivitas

listriknya dengan multimeter digital dan dikarakterisasi dengan

XRD.

3.2.3 Sintesis Material Nanokarbon

Elektroda karbon dipasang sebagai anoda pada alat arc-discharge

dalam suatu chamber, sedangkan sebagai katoda digunakan

elektroda grafit 99.99%. Alat diatur pada tekanan rendah mendekati

kondisi vakum dengan voltase 20-50 V, arus 10-40 A dan juga

dialirkan gas acetylene dalam chamber tersebut. Selanjutnya proses

arc-discharge dilakukan sehingga terbentuk material nanokarbon

yang menempel di dinding chamber. Material tersebut dikumpulkan

sebagai bahan pelapis peralatan besi serta diambil secukupnya untuk

dikarakterisasi menggunakan alat XRD; SEM; TEM; serta

Spektroskopi Raman.

3.2.4 Pelapisan Peralatan Besi

Material nanokarbon hasil sintesis diambil hingga memenuhi ¾

wadah powder pada alat electrostatic powder coating. Kemudian

dilakukan pelapisan dengan mengatur arus dan tegangan hingga

diperoleh penyemprotan pada substrat yang merata. Selanjutnya

untuk melekatkan pelapisan tersebut, substrat besi dioven dengan

suhu 200oC selama 1 jam.

3.2.5 Karakterisasi dan Uji Korosi

Karakterisasi terhadap hasil pelapisan berupa XRD, SEM, dan TEM

sedangkan uji yang dilakukan berupa uji Microhardness serta Uji

Corrosion Resistance dengan pemberian Asam Klorida 3 M

terhadap substrat besi terlapisi selama 5 jam dalam udara terbuka.

3.3 LUARAN

Adapun luaran yang diharapkan dari penelitian ini adalah:

1. Diperoleh produk material nanokarbon dari prekursor arang kayu

dengan karakter fisik dan kimia yang tangguh.

2. Diperoleh pelapisan peralatan besi yang tahan terhadap korosi dan aus.

3.4 INDIKATOR CAPAIAN

Indikator capaian dari penelitian ini adalah:

1. Konduktivitas arang kayu meningkat melalui proses grafitisasi dalam

pembuatan elektroda.

2. Sintesis material nanokarbon dengan prekusor arang kayu menggunakan

alat arc-discharge berhasil dilakukan dengan memiliki karakter yang

tidak lagi amorf namun telah terkonversi menjadi material berstruktur

nano

8

3. Peralatan besi yang dilapisi dengan material nanokarbon hasil sintesis

dapat tahan terhadap korosi dan aus dibanding dengan peralatan besi

tanpa pelapis.

3.5 TEKNIK PENGUMPULAN DATA DAN ANALISIS

Material nanokarbon yang terbentuk dari hasil sintesis dengan arc-

discharge maupun setelah dilapiskan pada substrat besi dilakukan analisis

spektroskopi sehingga dapat ditentukan sifat fisik maupun kimianya. Dari

data SEM (Scanning Electron Microscopy) diketahui topografi permukaan,

dari alat TEM (Transmission Electron Microscopy) diperoleh morfologi

kristalnya secara keseluruhan, dari alat XRD (X-Ray Diffraction) diperoleh

data susunan kristalinitasnya, sedangkan dari Spektroskopi Raman dapat

ditentukan jenis allotropes nanokarbon yang terbentuk. Disamping itu juga

dilakukan uji korosi dengan penambahan asam pekat terhadap substrat.

3.6 CARA PENAFSIRAN

Dari hasil XRD akan diperoleh peak karbon dengan nilai 2Ɵ sekitar 27o.

Struktur allotropes karbon dapat dipastikan dengan TEM dimana material

nanokarbon yang terbentuk dapat berupa carbon onions, graphene atau

carbon nanotube. Data yang diperoleh dari SEM dapat memastikan ukuran

material hasil sintesis telah berstruktur nano. Arang kayu dapat dikatakan

berhasil membentuk material nanokarbon apabila terdapat pergeseran D-

peak maupun G-peak pada spektroskopi raman dimana penurunan D-peak

akan menaikkan karakter sp3 dari material nanokarbon yang terbentuk

sehingga akan mempengaruhi sifat fisiknya menjadi lebih keras dan

berpotensi tahan terhadap korosi maupun keausan. Penentuan laju korosi

(corrossion rate) dilakukan dengan perhitungan berdasar persamaan:

𝑚𝑝𝑦 =534 ×𝑊

𝐷 × 𝐴 × 𝑇

3.7 PENYIMPULAN HASIL PENELITIAN

Pelapisan material nanokarbon dapat mencegah terjadinya korosi serta

aus dibanding substrat besi tanpa pelapisan. Apabila nilai corrossion rate

yang diperoleh kecil maka material hasil sintesis berhasil menghambat

korosi namun apabila corrossion rate tinggi maka material hasil sintesis

kurang dapat mencegah terjadinya korosi pada substrat besi.

9

BAB IV

BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN

4.1 ANGGARAN BIAYA

Anggaran biaya yang diusulkan pada penelitian ini disajikan pada tabel

dibawah ini.

No Jenis Pengeluaran Biaya (Rp)

1. Peralatan Penunjang 3.125.000

2. Bahan Habis Pakai 4.375.000

3. Perjalanan 3.125.000

4. Lain-lain 1.875.000

Jumlah 12.500.000

4.2 JADWAL KEGIATAN

Jadwal kegiatan yang direncanakan pada penelitian ini disajikan dalam tabel

berikut;

No Jenis Kegiatan Bulan

1 2 3 4 5

1. Mencari referensi dan metode

penelitian

2. Persiapan alat dan bahan

3. Perencanaan penelitian

4. Sintesis Material Nanokarbon

dan Proses Pelapisan terhadap

Substrat Besi

5. Pengujian-pengujian

(XRD,SEM,TEM,RAMAN)

6. Publikasi dan pelaporan

DAFTAR PUSTAKA

Ando, Y., Zhao, X., Sugai, T., Kumar, M., 2004, Growing Carbon Nanotubes,

Materials Today, 7(10), 22-29.

Chambers,C. dan Holliday, A.K., 1975, Modern Inorganic Chemistry, England,

Butterworth & Co (Publishers) Ltd.

Destyorini, F., Suhandi, A., Subhan, A., Indayaningsih, N., 2010, Pengaruh Suhu

Karbonasi Terhadap Struktur dan Konduktivitas Listrik Arang Serabut

Kelapa, Jurnal Fisika Himpunan Fisika Indonesia, Vol. 10, No. 2.

10

Dwi Suyanti,R.,dan H. Sugiyarto,K., Keefektifan Praktikum Multimedia Ikatan

Kimia dalam Usaha Meningkatkan Prestasi Belajar Kimia Mahasiswa.

Cakrawala Pendidikan No.3 (2013) 461-469

Guskov, Sergey. 1996. Electrostatic Phenomena In Powder Coating. Ohio:

Nordson Corporation

Gusmailina, G. Pari dan Sri Komarayati. 2002. Pedoman Pembuatan Arang

Kompos. Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Hasil Hutan.

Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan. Bogor. ISBN: 979-3132-

27

Hutchiaon, J. L., Kiselev, N. A., Krinichnaya, E. P., Krestinin, A. V., Loutfy, R. O.,

Morawsky, A. P., Muradyan, V. E., Obraztsova, E. D., Sloan, J., Terekhov,

S. V., Zakharov, D. N., 2001, Double-walled carbon nanotubes fabricated

by hydrogen arc-discharge method, Carbon, Vol 39, Hal. 762-770.

Kimura, A, Yasushi Azuma , Tetsuya Suzuki , Tomohiro Saito, dan Yuichi Ikuhara.

Microstructure of diamond-like carbon films prepared by cathodic arc

deposition. Diamond and Related Materials 11 (2002) 1436–1440

Kong, X, Shuai Wang, Haiping Zhao, dan Yedong He. Preparation of diamond-like

carbon films by cathodic micro-arc-discharge in aqueous solutions. Thin

Solid Films 518 (2010) 4211–4214

Švancara, I., Konvalina, J., Schachl, K., Kalcher, K., Vytřas, K., 1998, Stripping

Voltammetric Determination of Iodide with Synergistic Accumulation at a

Carbon Paste Electrode, Electroanalysis, Vol.10 , No. 6.

Tirono, M., dan Sabit, A., 2011, Efek Suhu Proses Pengarangan Terhadap Nilai

Kalor Arang Tempurung Kelapa (Coconut Shell Charcoal), Jurnal Neutrino

vol.3, No. 2.

Wang, C. and Li, H., 1998, Voltammetric Behavior of Mercury (I,II) Ions at an

Amide-Functionalized Humic Acid Modifed Carbon Paste Electrode,

Electroanalysis, vol. 10, No. 1.

Wang, J., 1994, Analytical Electrohemistry, New York ,VCH Publisher.

Wijaya, H., 2007, Perencanaan Drum Klin Untuk Karbonisasi Arang Tempurung

Kelapa, Skripsi Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Kristen

Petra.

Zhang, Y. L., Hou, P. X., Liu, C., Cheng, H. M., 2014, De-bundling of single-wall

carbon nanotubes induced by an electric field during arc-discharge synthesis,

Carbon, vol.74, hal. 370-373.

Zhao, X., Ohkohchi, M., Wang, M., Ijima, S., Ichinashi, T., Ando, Y., 1997.

Preparation of High-grade Carbon Nanotubes by Hidrogen Arc-discharge,

Carbon, vol.35, No.6, hal. 775-781.

Zou, L., Morris, G., Qi, D., 2008, Using Activated Carbon Electrode in

Electrosorptive Deionisation of Brackish Water, Desaliation, vol. 225, hal.

329-340.

11

LAMPIRAN

Lampiran 1. Biodata Ketua dan Anggota, Biodata Dosen Pembimbing

Biodata Ketua Pelaksana

A. Identitas Diri

1 Nama Lengkap Kartiko Nugroho

2 Jenis Kelamin L

3 Program Studi Kimia

4 NIM M0312034

5 Tempat dan Tanggal Lahir Magelang, 30 Juni 1994

6 E-mail [email protected]

7 Nomor Telpon/HP 085743804453

B. Riwayat Pendidikan

SD SMP SMA

Nama Institusi SDN

Jogonegoro 1

SMPN 7 Kota

Magelang

SMKN 1 Kota

Magelang

Jurusan - - TKJ

Tahun Masuk-Lulus 2000-2006 2006-2009 2009-2012

C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)

No Nama Pertemuan

Ilmiah/Seminar Judul Artikel Ilmiah

Waktu dan

Tempat

1 - - -

D. Penghargaan dalam 10 Tahun Terakhir

No Jenis Penghargaan Institusi Pemberi

Penghargaan Tahun

1 - - -

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan

dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila dikemudian hari ternyata

dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.

Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu

persyaratan dalam pengajuan Hibah Program Kreatifitas Mahasiswa Penelitian.


Pengusul,

(Kartiko Nugroho)

NIM. M0312034

12

Biodata Anggota 1

A. Identitas Diri

1 Nama Lengkap Nurul Fatimah

2 Jenis Kelamin P


4 NIM M0313053

5 Tempat dan Tanggal Lahir Sukoharjo, 21 Oktober 1995




SD SMP SMA

Nama Institusi SD Negeri 2

Semawung

SMP Negeri 1

Andong

SMA N 1

Gemolong

Jurusan - - IPA



No Nama Pertemuan


Waktu dan

Tempat

1 - - -



Penghargaan Tahun

1 - - -







Pengusul,

(Nurul Fatimah)

NIM. M0313053

13

Biodata Anggota 2

A. Identitas Diri

1 Nama Lengkap Oktaviana Dewi Indah Prasiwi

2 Jenis Kelamin Perempuan


4 NIM M0312052

5 Tempat dan Tanggal Lahir Kulon Progo, 11 Oktober 1994




SD SMP SMA

Nama Institusi SDN 1

Nanggulan

SMPN 1

Nanggulan

SMAN 1 Sentolo

Jurusan IPA



No Nama Pertemuan


Waktu dan

Tempat

1 - - -



Penghargaan Tahun

1 - - -







Pengusul,

(Oktaviana Dewi Indah Prasiwi)

NIM. M0312052

mailto:[email protected]

14

Biodata Dosen Pembimbing

A. Identitas Diri

1. Nama Lengkap Teguh Endah Saraswati, M.Sc., Ph.D

2. Jenis Kelamin P

3. Program Studi Kimia

4. NIDN 0026037902

5. Tempat dan Tanggal Lahir Kudus, 26 Maret 1979

6. Email [email protected]

7. Nomor Telepon/HP 0857-1910-8084

B. RiwayatPendidikan

S1 S2 S3

Nama

Intitusi

Universitas Sebelas

Maret Nagoya University Shizouka University

Jurusan Kimia Chemistry

Department

Department of Nanovision

Technology

Tahun

Masuk–

Lulus

1997-2003 2007-2009 2009-2012

C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation) dan Artikel Ilmiah

dalam jurnal

No Nama Pertemuan

Ilmiah/Seminar/Jurnal Judul Artikel Ilmiah

Waktu, Tempat,

Penerbit

1 10th Joint Conference

on Chemistry (JCC)

Synthesis And Surface

Modification of TiO2/Carbon

Photocatalyst Produced By Arc-

discharge In Ethanol Medium

Semarang,

Indonesia 2014

2.

10th Joint

Conference on

Chemistry (JCC)

Fabrication of Nanocomposite

Carbon-Coated Iron Magnetic

Nanoparticles by Arc-discharge in

Liquid Medium

Semarang,

Indonesia 2014

3.

International

Conference on

Advanced

Materials Science

and Technology

(ICAMST) 2014

Fabrication of Carbon

Nanomaterial Using Arc-Discharge

in Liquid Method for Battery

Application

16-17

September, 2014

Solo, Indonesia

15

4.

International

Conference on

Advanced Materials

Science and

Technology

(ICAMST) 2014

Photocatalytic Degradation of

Methylene Blue Using

TiO2/Carbon Nanoparticles

Fabricated by Electrical Arc-

discharge in Liquid Medium

16-17

September,

2014Solo,

Indonesia

5.

Seminar Nasional

Kimia dan

Pendidikan Kimia VI

(SNKPK VI)

Pembuatan Material Fotokatalitik

TiO2 Termodifikasi Karbon

Menggunakan Limbah Batu

Baterai Untuk Degradasi Zat

Warna

21 Juni 2014

FKIP Kimia

UNS, Surakarta

6.

Joint Indonesia - UK

Symposium on

Inorganic Chemistry

Improvement of surface

hydrophilicity of graphite

encapsulated iron magnetic

nanoparticles by microwave

surface-wave excited plasma

3 Agustus 2013

Auditorium

Campus Centre

Institut

Teknologi

Bandung,

Indonesia

7.

International

Conference on

Advanced Materials

Science and

Technology

(ICAMST) 2013

Covalent Functionalization of

Amino Group onto Carbon-Based

Magnetic Nanoparticles Using

Pulsed-Powder Explosion

Technique

17-18 September

2013

Gadjah Mada

University,

Yogyakarta,

Indonesia

8.

International

Conference on Nano

Electronics Research

Education (ICNERE)

2012

Surface Modification of Graphite-

Encapsulated Iron Compound

Magnetic Nanoparticles by Radio

Frequency Inductively-Coupled

Plasma for biomolecules

immobilization

8-10 Juli 2011

The Magani

Hotel, Kuta, Bali,

Indonesia

9.

20th Int. Symp. on

Plasma

Chemistry(ISPC-20)

Biomolecule Immobilization onto

Plasma-Functionalized Graphite-

Encapsulated Magnetic

Nanoparticles for Medical

Application

24-29 Juli 2011

Loews Hotel,

Philadelphia,

USA

10

3rd Int. Symp. on

Surface and Interface

of Biomaterials (SIB-

2011)

Enhancement of Amino Group

Addition onto Graphite

Encapsulated Magnetic

Nanoparticles for Biomolecules

Immobilization by Plasma

Processing

12-15 Juli 2011

Hokkaido

University

Conference Hall

16

11

Inernational

Confernece on New

Diamond and Nano

Carbons 2011

(NDNC2011)

RF Plasma-Activated

Immobilization ofBiomolecules

onto Graphite-Encapsulated

Magnetic Nanoparticles for Drug

Delivery Application

Matsue, Japan

12

Inernational

Confernece on New

Diamond and Nano

Carbons 2011

(NDNC2011)

Microwave Heating of Graphite-

coated Magnetic Nanoparticles for

Inactivation of Microorganisms

17-19 Mei 2011

Matsue, Japan

13

4th Int. Conf. on

Plasma-

Nanotechnology &

Science (IC-Plants

2011)

Medical Application of Graphite-

coated Magnetic Nanoparticles

Surface-Modified by Microwave

Plasma

10-12 Maret

2011

Takayama, Japan

14

International

Conference on

Biomaterials Science

2011 (ICBS2011)

Immobilization of Dextran onto

Graphene Layer-Encapsulated

Magnetic Nanoparticles

Functionalized by RF Plasma

Processing for Medical Application

15-18 Maret

2011

Tsukuba, Japan

15

2nd Workshop on

Plasma‐Nano

Interfaces & Plasma

Diagnostics

Surface Modification and

Functionalization of Graphene

Layer-Encapsulated Magnetic

Nanoparticles by RF Plasma


1-4 Maret 2011

Cerklji, Slovenia

16

International Joint

Symposium on

Emerging

Technologies in

Nano-Bioscience

Plasma Surface Modification of

Magnetic Nanoparticles for

Medical Application

28 Februari 2011

Shizuoka Univ.,

Japan

17 Seminar at Institute

of Plasma Physics

Advanced Plasma Technology for

Biomedical Application

25 November

2011

CAS, Hefei,

China

18

63rd Annual Gaseous

Electronics

Conference and 7th

International

Conference on

Reactive Plasmas

Structural Analysis of ZnO Nano-

phosphors Fabricated by Pulsed

Laser Ablation under the Glow

Discharge Condition

4-8 Oktober

2010

Paris, France

17

19

Annual Gaseous

Electronics

Conference and 7th

International

Conference on

Reactive Plasmas

Immobilization of Biomolecules

onto Graphene Layer-Encapsulated

Magnetic Nanoparticles

Functionalized by Inductively

Coupled Plasma

4-8 Oktober

2010

Paris, France

20

9th Int'l. Conf. on

Global Research and

Education, (iA-

2010), 2010 Riga

Surface Functionalization of

Graphene Layer-Encapsulated

Magnetic Nanoparticles by

Inductively Coupled Plasm

9-12 Agustus

2010

Latvia

21

15th Int. Conf. on

Plasma Physics and

Application

(CPPA2010)

Low-temperature Plasma


(Invited Lecture)

1-4 Juli 2010

Iasi, Romania

22

The 4th International

Conference on New

Diamond and Nano

Carbons (NDNC

2010)

Surface Modification of Graphene

Layer-Encapsulated Magnetic

Nanoparticles by Plasma

Processing

17 Mei 2010

Suzhou, China







Pengusul,

(Teguh Endah Saraswati, Ph.D)

NIDN. 0026037902

18

Lampiran 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan

1. Peralatan Penunjang

Material Justifikasi

Pemakaian Kuantitas

Harga

Satuan (Rp) Jumlah (Rp)

Ayakan 200 mesh

Mengayak

arang kayu

hasil

penghalusan

1 buah 250.000 250.000

Toples Penampung

Arang Halus 2 buah 17.500 35.000

Mini gardening tool Sebagai

Substrat Besi 1 set 175.000 175.000

Pencetak Elektroda

Mencetak

elektroda

karbon

1 set 300.000 300.000

Multimeter digital

Pengukuran

konduktivitas

listrik

elektroda

karbon

1 set 165.000 165.000

Analisis XRD

Karakterisasi

material hasil

fabrikasi

1 kali, 2

sampel 150.000 300.000

Analisis SEM

Karakterisasi

material hasil

fabrikasi

1 kali, 2

sampel 300.000 600.000

Analisis TEM

Karakterisasi

material hasil

fabrikasi

1 kali, 2

sampel 300.000 600.000

Analisis Raman

Karakterisasi

material hasil

fabrikasi

1 kali, 2

sampel 350.000 700.000

SUB TOTAL (Rp) 3.125.000

2. Bahan Habis Pakai

Penggunaan Kuantitas Harga Satuan (Rp) Jumlah (Rp)

Pembelian Arang Kayu 2 kg 25.000 50.000

Pembelian Akuades 1 L 75.000 75.000

Pembelian Glukosa cair 1 L 250.000 250.000

Pembelian Gas Acetylene 1 tabung isi

40 kg

2.800.000 2.800.000

Pembelian Asam Klorida p.a 1 L 150.000 150.000

19

Pembelian Elektroda Grafit

99.9 %

5 rod

(batang)

180.000 900.000

Pembelian Tinta 1 set/pak 150.000 150.000


3. Perjalanan


Pemakaian Kuantitas

Harga


Solo - Bandung

Analisis

SEM, dan

Raman

2 kali,

(pulang-

pergi)

1.000.000 2.000.000

Solo - Yogya Analisis XRD

2 kali,

(pulang-

pergi)

250.000 500.000

Solo - Semarang Analisis TEM

2 kali,

(pulang-

pergi)

312.500 625.000


4. Lain-lain


Pemakaian Kuantitas

Harga


Publikasi Publikasi dalam

Jurnal atau seminar 1 kali 1.500.000 1.500.000

Poster

Perlengkapan

publikasi pada

seminar

1 buah 150.000 150.000

Kertas A4

Pembuatan

proposal dan

laporan

1 rim 30.000 30.000

Jasa photocopy

Jilid dan

perbanyak

proposal dan

laporan

2 kali 10.000 20.000

Materai 6000 Legalitas Proposal 1 buah 10.000 10.000

Akses lab

Penelitian Kimia Penelitian 3 orang 50.000 150.000

Label Labeling bahan 3 buah 5.000 15.000


TOTAL (Rp) 12.500.000

20

Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Peneliti dan Pembagian Tugas

No Nama/NIM Program

Studi Bidang Ilmu

Alokasi waktu

(Jam/minggu)

Uraian

Tugas

1. Kartiko Nugroho/

M0312034 Kimia

Kimia

Anorganik

Material

10 Jam/

Minggu

Koordinator,

Analisis

SEM, TEM,

XRD,

Raman,

Penyusunan

laporan

2. Nurul Fatimah/

M0313053 Kimia

Kimia

Anorganik

Material

8 Jam/

Minggu

Sintesis

material

nanokarbon,

Penyusunan

laporan

3.

Oktaviana Dewi

Indah Prasiwi/

M0312052

Kimia

Kimia

Anorganik

Material

8 Jam/

Minggu

Pelapisan

material

nanokarbon

pada substrat

besi,

Penyusunan

laporan

21

Lampiran 4. Surat Pernyataan Ketua Peneliti

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

Jl. Ir. Sutami. No 36A Kentingan, Surakarta 57126

SURAT PERNYATAAN KETUA PENELITI/PELAKSANA

Yang bertandatangan di bawahini :

Nama : Kartiko Nugroho

NIM : M0312034

Program Studi : Kimia

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Dengan ini menyatakan bahwa usulan PKM-P saya dengan judul :

“Potensi Arang Kayu Sebagai Prekursor Ekonomis dalam Fabrikasi Material

Nanokarbon Untuk Pelapisan Anti-Korosi Peralatan Pertanian Berbasis Besi

dengan Metode Electrostatic Powder Coating”

Yang diusulkan untuk tahun anggaran 2016 bersifat original dan belum pernah

dibiayai oleh lembaga atau sumber dana lain.

Bilamana di kemudian hari ditemukan ketidaksesuaian dengan pernyataan ini,

maka saya bersedia dituntut dan diproses sesuai dengan ketentuan yang berlaku dan

mengembalikan seluruh biaya penelitian yang sudah diterima ke kas Negara.

Demikian pernyataan ini dibuat dengan sesungguhnya dan dengan sebenar-

benarnya.


Mengetahui,

Wakil Rektor Bidang Kemahasiswaan

dan Alumni UNS

(Prof. Dr. Ir. Darsono, M.Si.)

NIP. 19660611 199103 1002

Yang menyatakan,

(Kartiko Nugroho)

NIM. M0312034

PROPOSAL PROGRAM KREATIFITAS MAHASISWA JUDUL...

Documents

Transcript of PROPOSAL PROGRAM KREATIFITAS MAHASISWA JUDUL...