SINTESIS CARBON NANODOTS (C-DOTS) DARI LIMBAH KERTAS

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

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






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

https://kemenperin.go.id/artikel/7793/Pasar-Kertas-Domestik-Terbuka

https://kemenperin.go.id/artikel/7793/Pasar-Kertas-Domestik-Terbuka

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)


33



34



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

SINTESIS CARBON NANODOTS (C-DOTS) DARI LIMBAH KERTAS

Documents

Transcript of SINTESIS CARBON NANODOTS (C-DOTS) DARI LIMBAH KERTAS