SINTESIS CARBON NANODOTS SULFUR (C-DOTS SULFUR) …lib.unnes.ac.id/20980/1/4211411047-s.pdf ·...

i

SINTESIS CARBON NANODOTS SULFUR (C-DOTS

SULFUR) DENGAN METODE MICROWAVE

skripsi

disusun dalam rangka penyelesaian Studi Strata 1

untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

Program Studi Fisika

oleh:

Handika Dany Rahmayanti

4211411047

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2015

ii

PERSETUJUAN PEMBIMBING

Skripsi ini telah disetujui oleh pembimbing untuk diajukan ke sidang ujian

skripsi Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Universitas Negeri Semarang.

Semarang, 23 Januari 2015

Pembimbing I Pembimbing II

Dr. Mahardika Prasetya Aji, M.Si Dr.Sulhadi,M.Si

NIP. 198108152003121003 NIP. 197108161998021001

iii

PERNYATAAN

Saya menyatakan bahwa yang tertulis dalam skripsi ini benar-benar hasil

karya saya, bukan jiplakan dan karya tulis orang lain, baik sebagian atau

seluruhnya. Pendapat atau temuan orang lain yang terdapat dalam skripsi ini

dikutip atau dirujuk berdasarkan kode etik ilmiah.

Semarang, 23 Januari 2015

Handika Dany Rahmayanti

NIM. 4211411047

iv

PENGESAHAN

Skripsi yang berjudul

“Sintesis Carbon nanodots Sulfur (C-Dots Sulfur) dengan Metode Microwave“

disusun oleh

Nama : Handika Dany Rahmayanti

NIM : 4211411047

telah dipertahankan dihadapan sidang panitia ujian skripsi FMIPA Unnes pada

tanggal 28 Januari 2015

Panitia :

Ketua Sekretaris

Prof. Dr. Wiyanto, M.Si Dr. Khumaedi, M. Si.

NIP. 19631012 198803 1 001 NIP. 19630610 198901 1 002

Ketua Penguji

Dr. Masturi, M.Si

NIP. 19810307 200604 1 002

Anggota Penguji/ Anggota Penguji/

Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping

Dr. Mahardika Prasetya Aji, M.Si Dr. Sulhadi, M.Si

NIP. 19810815 200312 1 003 NIP. 19710816 199802 1 001

v

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO

“Hai orang-orang yang beriman, jadikanlah sabar dan shalatmu sebagai

penolongmu, sesungguhnya Allah beserta orang-orang yang sabar. (Al-

Baqarah : 153)

Ever onward no retreat (Bung Karno)

PERSEMBAHAN

Bapak, Mama dan Adik-Adik

Mbah Pariyem

Keluarga Besarku

Kru Fisika Material

The Lady Physics

Fisika Murni 2011

Semangatku

vi

PRAKATA

Bismillahirrohmanirrohim,

Alhamdulillah, puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang

telah melimpahkan rahmat dan hidayahNya sehingga skripsi ini dapat

terselesaikan. Shalawat dan salam semoga selalu tercurah kepada Rasulullah

Muhammad SAW beserta keluarga, sahabat dan orang-orang yang mengikuti

risalah beliau hingga akhir zaman.

Alhamdulillah, setelah melalui perjuangan dengan berbagai kendala,

akhirnya penulis diijinkanNya untuk menyelesaikan penyusunan skripsi yang

berjudul “Sintesis Carbon nanodots Sulfur (C-Dots Sulfur) dengan Metode

Microwave” 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 I yang telah

membimbing dengan penuh kesabaran serta meluangkan waktu untuk

selalu memberikan masukan, saran dan motivasi selama penyusunan

skripsi ini.

2. Dr. Sulhadi, M.Si. sebagai dosen pembimbing II yang telah membimbing

dengan penuh kesabaran dan penuh perhatian serta meluangkan waktu

vii

untuk selalu memberikan masukan,saran dan motivasi selama penyusunan

skripsi.

3. Bapak dan Mama tercinta atas doa yang selalu dipanjatkan, semangat yang

selalu diberikan, kesabaran yang selalu dicurahkan dan dukungan moril

maupun materil yang tak henti-hentinya diberikan.

4. Adekku, Dimas dan Tiya yang selalu menemani dan mengganggu.

5. Mbah Pariyem di Surga yang selalu menjadi motivasiku

6. Keluarga Besarku yang selalu manyemangati dalam proses penyusunan

skripsi ini.

7. “Kru Fisika Material” : Tyas, Gunawan, Alif, Habibi, Fatia, Rundi,

Dhamar, Muji, Retno, Dek Susanto, Dek Dita, Dek Nisa, Mas Wawan,

Mas Imam, Mbak sheila dan Mbak Mei. Terima kasih yang telah

memberikan dukungan yang luar biasa serta tambahan pengetahuan dalam

penelitian ini.

8. Semangatku, yang selalu sabar menjadi tempat berbagi suka dan duka

yang selalu memberi bantuan selama proses penyusunan skripsi ini.

9. The Lady Physics : Uzi, Tyas, Azka, Kris, Astrid, Dewi, Noni dan Ima

yang telah memberikan waktunya untuk mendengarkan keluh kesah,

memberikan saran yang membangun untuk mendukung penyusunan

skripsi ini.

10. Teman-teman Fisika angkatan 2011 terima kasih atas kerja sama dan

kebersamaanya, semoga kita tetap saling mengingat saat-saat kita bersama.

viii

11. Asisten Laboratorium Fisika : Pak Mutaqin, Pak Wasi, Mbak Lia dan Pak

Nurseto yang telah membantu selama proses penelitian skripsi ini.

12. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang

membantu menyelesaikan skripsi ini. Semoga amal dan budi baiknya

mendapat balasan yang setimpal dari Allah SWT.

Penulis juga memohon maaf apabila dalam penyusunan skripsi ini ada

beberapa kekurangan dan kesalahan, serta jauh dari sempurna, karena banyaknya

keterbatasan yang dimiliki penulis. Sebagai akhir kata, penulis perharap 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, Januari 2015

Penulis

ix

ABSTRAK

Handika Dany Rahmayanti. 2015. Sintesis Carbon nanodots Sulfur (C-Dots

Sulfur) dengan metode Microwave. Jurusan Fisika. Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam. Universitas Negeri Semarang. Pembimbing I : Dr. Mahardika

Prasetya Aji, M.Si., Pembimbing II : Dr. Sulhadi, M.Si

Kata kunci: C-dots, sulfur, microwave, absobansi, energi gap, FTIR

Sintesis C-Dots dengan metode microwave menggunakan bahan sulfur, urea dan

citric acid telah berhasil dibuat. C-Dots yang dihasilkan berbentuk cair, hal ini

sekaligus membuktikan bahwa sintesis dengan metode microwave mampu untuk

mengatasi kelemahan metode pemanasan sederhana yaitu tidak dihasilkan C-Dots

yang berupa gel sehingga lebih mudah dimanfaatkan untuk aplikasi. Karakteristik

sifat fisis C-Dots dan struktur unit C-Dots yang paling optimum yaitu pada saat

disintesis pada kondisi 450 watt dengan lama waktu pemanasan 35 menit. Warna

yang dihasilkan pada kondisi ini adalah coklat, sedangkan dari hasil pengukuran

spektrum absorbansinya melebar terletak pada panjang gelombang 582.02 nm.

Dari hasil pengukuran spektrum absorbansi didapatkan nilai energi gapnya kecil

yaitu sebesar 1,7 eV. Struktur unit C-Dots yang disintesis pada kondisi 450 watt

dengan lama waktu pemanasan 35 menit menunjukan juga mengikat energi lebih

banyak dibandingkan pada kondisi 70 watt dan 230 watt yang disintesis dengan

waktu yang sama yaitu 35 menit. Spektrum FTIR dapat teramati bahwa

transmitansi C-Dots tanpa sulfur pada stretch C=C turun, nilainya rendah

dibandingkan dengan transmitansi C-Dots yang menggunakan sulfur. Hal ini

terjadi mungkin karena C yang dulu mengabsorb menjadi merefleksi dan

tergantikan oleh SH. Peran sulfur disini jelas berfungsi untuk menambah

intensitas pendaran C-Dots

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL.................................................................................................i

PERSETUJUAN PEMBIMBING...........................................................................ii

PENGESAHAN......................................................................................................iii

PERNYATAAN......................................................................................................iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN...........................................................................v

PRAKATA..............................................................................................................vi

ABSTRAK..............................................................................................................ix

DAFTAR ISI............................................................................................................x

DAFTAR TABEL.................................................................................................xii

DAFTAR GAMBAR............................................................................................xiii

DAFTAR LAMPIRAN.........................................................................................xv

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang .................................................................................... .......1

1.2 Permasalahan ...................................................................................... .......4

1.3 Pembatasan Masalah ........................................................................... .......4

1.4 Tujuan Penelitian........................................................................................5

1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................... .......5

1.6 Sistematika Penulisan Skripsi ............................................................. .......6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1Carbon nanodots (CDots)...............................................................................7

2.2 Energi Gap...................................................................................................13

2.3 Struktur C-Dots...........................................................................................16

2.4 Luminisens..................................................................................................18

xi

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Pelaksanaan Penelitian................................................................................22

3.2 Alat dan Bahan............................................................................................22

3.3 Tahapan Penelitian.....................................................................................22

3.3.1 Penyiapan bahan...............................................................................24

3.3.2 Homogenisasi....................................................................................25

3.3.3 Microwave ................................................................................... .....26

3.3.4 Pengujian dan karakterisasi C-Dots..................................................27

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Sifat Fisis C-Dots........................................................................................28

4.2 Sifat Luminisens C-Dots………………………………………....……….39

4.3 Struktur C-Dots…………………………………………………..……….43

BAB 5 PENUTUP

5.1 Simpulan......................................................................................................50

5.2 Saran............................................................................................................51

DAFTAR PUSTAKA............................................................................................52

LAMPIRAN.......................................................................................................... 53

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Sintesis C-dots dengan berbagai sumber karbon…………………….12

Tabel 4.1 Gugus fungsi C-Dots dari spectrum FTIR………..………………….44

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Spektrum absorbansi C-Dots dengan Variasi Sulfur…………..2

Gambar 2.1 Perkembangan C-Dots……………………………………….…8

Gambar 2.3 Metode sintesis top-down dan bottom up…………..…………..9

Gambar 2.3 Ilustrasi pembuatan C-Dots……………………………………10

Gambar 2.4 Hasil sintesis microwave………………………………………11

Gambar 2.5 Nilai energy gap C-Dots ditambah sulfur………………….…..15

Gambar 2.6 Spektrum FTIR C-Dots………………………………….….....17

Gambar 2.7 Proses luminisens………………………………………….…..18

Gambar 2.8 Hasil pengukuran PL…………………………………………..20

Gambar 2.9 C-Dots……………………………………………………....….21

Gambar 3.1 Skema pembuatan C-Dots……………………………….……..23

Gambar 3.2 Timbangan………………………………………………….…..24

Gambar 4.1 Hasil sintesis C-Dots………………………………………..….29

Gambar 4.2 Hasil C-Dots………………………………………………..…..30

Gambar 4.3 Spektrum Absorbansi C-Dots………………………….....……31

Gambar 4.4 Spektrum Absorbansi C-Dots berbagai kondisi………….……33

xiv

Gambar 4.5 Energi C-Dots kondisi low…………………………………..…..35

Gambar 4.6 Energi gap C-Dots kondisi medium…………………….….…....36

Gambar 4.7 Energi gap C-Dots kondisi high…………………………………37

Gambar 4.6 Luminisens C-Dots……………………………………………...39

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Spesifikasi Microwave…………………………………………55

Lampiran 2 Pengukuran FTIR Kondisi Low………………………………..56

Lampiran 3 Pengukuran FTIR Kondisi Medium..…………………………..59

Lampiran 4 Pengukuran FTIR Kondisi High………………………………..62

Lampiran 4 Dokumentasi Penelitian…………………………………………65

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

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. Banyak peneliti telah mengkaji berbagai sumber karbon

seperti Zhai dkk (2012) menggunakan sumber karbon dari citric acid, Zhu dkk

(2012) menggunakan sumber karbon dari susu kedelai dan Sahu dkk (2012)

menggunakan sari jeruk. Kemajuan yang telah dicapai mengenai kajian yang

meliputi sintesis, sifat dan aplikasi C-dots telah dipaparkan oleh para peneliti.

Rantai karbon menjadi bahan utama pembuatan C-Dots. Rahmayanti dkk

(2014) melakukan kajian intensif mengenai efek penambahan unsur belerang

(sulfur) dalam pembuatan C-Dots dengan sumber karbon dari citric acid dengan

metode pemanasan sederhana. Penambahan sulfur tersebut didasarkan pada peran

sulfur belerang sebagai cross linker pada proses vulkanisir karet alam untuk ban

sehingga dapat dihasilkan produk ban dengan sifat elastis yang baik (Masyrukan,

2013). Hasil pengamatan spektrum absorbansi radiasi sinar UV menunjukan

bahwa penambahan sulfur memperlebar spektrum absorbansi C-Dots, seperti

ditunjukan pada Gambar 1.1.

2

Gambar 1.1. Spektrum absorbansi C-Dots dengan variasi sulfur.

Hasil analisis spektrum absorbansi didapatkan lebar celah pita energi gap

(energi gap). Energi gap mengalami penurunan dengan meningkatnya massa

sulfur. Sulfur berperan sebagai pengikat (cross linker) sehingga mempengaruhi

sifat fisis dari C-Dots yang dihasilkan. Dari hasil ini menunjukan kajian awal

mengenai fabrikasi C-Dots dengan memanfaatkan potensi bahan alam sulfur

sebagai cross linker molekul karbon dari citric acid yang akan menjadi landasan

kuat bagi pengembangan fabrikasi C-Dots.

C-Dots yang diperoleh menggunakan metode pemanasan sederhana

memiliki kelemahan yaitu sampel yang dihasilkan dapat berubah dengan cepat

menjadi gel. Dalam metode pemanasan sederhana, air cepat menguap atau

mengalami proses evaporasi yaitu proses hilangnya gugus hidroksil sehingga

diperkirakan rantai karbon belum putus dengan sempurna. Degradasi gugus

3

hidroksil yang cepat akibat proses pemanasan menyebabkan C-Dots dari proses

pemanasan sederhana ini selalu berupa gel sehingga hasilnya sulit dimanfaatkan

untuk aplikasi. Kelemahan lain dari metode pemanasan sederhana adalah sintesis

nanopartikel membutuhkan waktu yang sangat lama, beberapa jam hingga

puluhan jam (Abdullah dkk,2008).

Beragam metode telah dikembangkan untuk mensintesis C-Dots. Metode

dalam sintesis C-Dots secara umum diklasifikasikan kedalam dua cara, yaitu :

metode top-down dan bottom-up (Baker dkk, 2010). Pada metode top-down

struktur-struktur karbon yang lebih besar dipecah menjadi C-dots, contohnya

oksidasi elektrokima, arc-discharge dan teknik laser ablation. Metode bottom-up

dibagi lagi menjadi beberapa metode diantaranya metode pemanasan sederhana,

supported synthesis dan microwave. Adapun metode yang paling sederhana yang

terus dikembangkan saat ini adalah metode pemanasan sederhana. Selain

menggunakan metode pemanasan sederhana, metode yang sering digunakan

dalam sintesis C-Dots adalah metode microwave.

Microwave dipandang tepat untuk mengatasi kelemahan dari proses

pemanasan sederhana. Dibandingkan dengan metode pemanasan sederhana ,

metode microwave menyediakan energi yang intensif, homogen dan efisien, serta

dapat mencapai suhu tinggi dan memulai reaksi dalam waktu yang sangat singkat

(Nasriah, 2013). Prinsip dari metode microwave adalah menggetarkan molekul

sehingga C-Dots dari metode microwave lebih unggul karena prosesnya

penggetaran (vibrasi) yang menyebabkan rantai-rantai karbon mengalami

4

penyusunan ulang sehingga hasilnya tidak banyak mengurangi kadar air dalam

larutan dan tidak akan dihasilkan C-Dots berupa gel.

Kajian intensif mengenai efek penambahan unsur belerang (sulfur) dalam

pembuatan C-Dots dengan sumber karbon dari citric acid dengan metode

microwave menjadi hal baru dalam perkembangan sintesis C-Dots. Hal ini

menarik untuk diamati sehingga menjadi fokus kajian penitian kali ini. Ditinjau

dari beberapa segi, penelitian ini memberikan informasi mengenai efek dari

penggunaan daya microwave serta bagaimana peran sulfur terhadap karakteristik

sifat fisis yang meliputi warna, absorbansi, energi gap serta struktur unit dari C-

Dots. Secara umum, hasil dari penelitian ini tidak menutup kemungkinan dapat

digunakan sebagai acuan untuk kajian aplikasi C-Dots.

1.2 Permasalahan

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan diatas maka permasalahan

yang menjadi fokus kajian penelitian ini adalah :

Bagaimana karakteristik sifat fisis C-Dots yang ditambah sulfur dengan

menggunakan metode microwave?

1.3 Pembatasan Masalah

Pada penelitian ini perlu dilakukan pembatasan masalah agar ruang

lingkup masalah yang akan diteliti tidak meluas. Pembatasan masalah pada

penelitian ini sebagai berikut :

5

1. Pembuatan C-Dots dari bahan pencampuran citric acid dan urea dan

ditambah sulfur dengan menggunakan metode microwave.

2. Pengujian C-Dots menggunakan spektrometer UV-VIS untuk

mengetahui karakteristik sifat C-Dots.

3. Pengujian C-Dots menggunakan FTIR untuk mengetahui karakteristik

struktur unit.

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah mampu memahami dan mengetahui

proses sintesis C-Dots yang ditambah dengan sulfur menggunakan metode

microwave serta mengetahui karakteristik sifat fisis dan struktur unit dari C-Dots

yang ditambah dengan sulfur menggunakan metode microwave.

1.5 Manfaat Penelitian

Berdasarkan uraian latar belakang dan tujuan yang telah disebutkan diatas

dapat diperoleh manfaat dalam penelitian ini antara lain adalah :

1. Memanfaatkan potensi bahan alam sulfur sebagai pengikat (cross

linker) sehingga mempengaruhi sifat fisis dari C-Dots yang menjadi

landasan kuat bagi pengembangan fabrikasi C-Dots

2. Mengetahui sifat optik dan struktur unit C-Dots sehingga dapat

dijadikan acuan untuk kajian aplikasi C-Dots, salah satunya sebagai

bahan dasar pigmen pengaman alami pada mata uang.

3. Mengembangkan ilmu yang berfokus pada kajian material luminisens.

6

1.6 Sistematika Skripsi

Sistematika penulisan skripsi disusun dan dibagi menjadi tiga bagian

untuk memudahkan pemahaman tentang struktur dan isi skripsi. Penulisan skripsi

ini dibagi menjadi tiga bagian,yaitu bagian pendahuluan skripsi,bagian isi skripsi

dan bagian akhir isi skripsi.

Bagian pendahuluan skripsi terdiri dari halaman judul, sari (abstrak),

halaman pengesahan, motto dan persembahan, kata pengantar, daftar isi,daftar

gambar, daftar tabel, dan daftar lampiran.

Bagian isi skripsi, terdiri dari lima bab yang tersusun dengan sistematika

sebagai berikut :

BAB 1. Pendahuluan, berisi latar belakang, permasalahan, pembatasan

masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penulisan

skripsi.

BAB 2. Landasan teori, berisi teori-teori pendukung penelitian

BAB 3. Metode penelitian, berisi tempat pelaksanaan penelitian, alat dan

bahan yang digunakan, serta langkah kerja yang dilakukan dalam

penelitian.

BAB 4. Hasil penelitian dan pembahasan, dalam bab ini dibahas tentang

hasil-hasil penelitian yang telah dilakukan.

BAB 5. Penutup yang berisi tentang kesimpulan hasil penelitian yang telah

dilakukan serta saran-saran yang berkaitan dengan hasil penelitian.

Bagian akhir skripsi memuat tentang daftar pustaka yang digunakan

sebagai acuan dari penulisan skripsi.

7

BAB 2

LANDASAN TEORI

3.1 Carbon nanodots (C-Dots)

Carbon nanodots (C-Dots) merupakan sebuah kelas nanomaterial karbon

baru yang berukuran dibawah ~10 nm. Material tersebut pertama kali diperoleh

selama pemurnian dari single-walled carbon nanotube melalui proses

elektroforensis pada tahun 2004. Carbon nanodots (C-dots) memiliki berbagai

keunggulan sifat seperti pancaran fotoluminisensi yang tinggi, tidak mudah larut

dalam air, tidak beracun dan keberadaannya sangat melimpah di alam (Li dkk,

2012). Disamping itu, bahan dasar pembuatan material ini sangat melimpah dan

murah.

C-Dots sekarang ini telah menarik perhatian para peneliti secara luas,

karena kuatnya pendaran (fluoroscence) yang dimilikinya. Dengan keunggulan

sifatnya, 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 diteliti dalam beberapa tahun belakangan

ini. Berbagai kemajuan yang telah dicapai mengenai kajian yang meliputi sintesis,

sifat dan aplikasi C-dots telah dipaparkan oleh para peneliti. Baker dkk (2010)

menyebutkan C-dots berpotensi sebagai bahan dasar fotokatalis, konversi energi,

maupun optoelektronika. Perkembangan C-Dots dapat dilihat pada Gambar 2.1

8

Gambar 2.1 Perkembangan C-Dots

Scriven dkk, (Uni S. Carolina) J. Am.

Chem, Soc. 2004, 126, 12736 (Xu dkk,

2004)

Suspensi Pendaran Tubular Pemurnian

karbon karbon SWNTs

Fraksinasi elektroforesis pelepasan muatan jelaga

Liu dkk (Max-Planck-Institut) Angew. Chem.

Int. Ed. 2009, 48, 4598 (Baker dkk, 2010

Mao dkk, (Univ Purdue) Angew.

Chem. Int. Ed. 2007, 46, 6473 (Baker

dkk, 2010)

Aliran air nanosphere pembawa

SiO2

Pang dkk, (Univ Wuhan) Chem.

Commun. 2008, 5116 (Baker dkk,

2010)

Sintesis nano karbon dengan cahaya lilin Elektrooksidasi grafit

2004 2005 2006 2007 2008 2009

C-Dots menggunakan ablasi

laser

Sun, dkk, (Clemson Univ) J.

Am. Chem. Soc. 2006, 128,

7756 (Sun dkk, 2006)

Giannelis dkk, (Univ Cornel)

Chem. Master. 2008, 20,

4539 (Baker dkk, 2010)

Sintesis molekuler

dengan oksidasi termal

Chi dkk, (Univ

Fuzhou) J. Am.

Chem. Soc. 2009,

131, 4564 (Baker,

Penumbuhan karbon

nanokristal secara ECL

Sintesis karbon

nanodots

9

Metode dalam sintesis C-dots secara umum diklasifikasikan kedalam dua

cara, yaitu : metode top-down dan bottom-up (Baker dkk, 2010). Pada metode top-

down dibagi menjadi beberapa metode diantaranya metode oksidasi elektrokimia,

metode arc-discharge dan teknik laser ablation sedangkan metode bottom-up

dibagi lagi menjadi metode pemanasan sederhana, metode sintesis pendukung

(supported synthesis) dan microwave.

Sintesis nanopartikel dengan cara memecah partikel berukuran besar

menjadi partikel berukuran nanometerdisebut metode top-down. Metode dengan

memulai dari atom-atom atau molekul-molekul yang membentuk partikel

berukuran nanometer yang dikehendaki disebut metode bottom-up. Kedua metode

sintesis nanopartikel ditunjukan pada Gambar 2.2 (Abdullah, 2008).

Gambar 2.2 Metode sintesis top-down dan bottom-up

bulk

Top-down :

dipecah

nanopartikel

Bottom-up :

digabung, assembli

atom/kluster

10

Adapun metode yang paling sederhana yang terus dikembangkan saat ini

adalah metode pemanasan sederhana seperti tampak pada Gambar 2.3. Para

peneliti seperti Zhu dkk (2012) mampu memproduksi C-dots dengan bahan dasar

susu kedelai serta Sahu dkk (2012) yang menyintesis C-dots dari bahan dasar jus

jeruk melalui metode pemanasan sederhana.

Gambar 2.3 Illustrasi pembuatan C-Dots dengan proses pemanasan sederhana

dari (a). sari jeruk dan (b). susu kedelai

Selain menggunakan metode pemanasan sederhana, metode yang sering

digunakan dalam sintesis C-Dots adalah metode microwave. Gelombang mikro

telah diakui sebagai gelombang elektromagnetik yang secara luas digunakan

untuk penelitian ilmiah sebagai metode untuk sintesis kimia. Dengan

perkembangan metode sintesis untuk nanomaterial anorganik, pendekatan melalui

11

metode microwave telah diperkenalkan secara bertahap dan berperan penting

dalam proses persiapan sampel dikarenakan pada proses ini menggunakan

gelombang mikro yang dapat mempermudah dan mempercepat proses sintesis.

Dibandingkan dengan metode pemanasan sederhana, hasil dari metode

microwave lebih unggul, tidak banyak mengurangi kadar air dalam larutan karena

prosesnya digetarkan (vibrasi) sedangkan dalam metode pemanasan sederhana

hasilnya air menguap lebih cepat atau mengalami proses evaporasi yaitu proses

hilangnya gugus hidroksil. Sampai saat ini, telah berhasil dilakukan berbagai

penelitian yang mengkaji sintesis nanomaterial dengan metode microwave.

Gambar 2.4 Hasil sintesis menggunakan microwave selama 5-10 menit

(Zhu dkk,2009)

Zhu dkk (2009) telah berhasil membuat nanomaterial C-Dots dengan

mencampurkan PEG 200 dengan sakarida (glukosa, fruktosa) dalam air untuk

membentuk larutan transparan kemudian dipanaskan dalam oven microwave 500

watt selama 2-10 menit. Untuk proses reaksi pembentukan C-Dots ditunjukan

Gambar 2.4 yang memperlihatkan ikatan C-Dots yang berbentuk cairan dengan

5 menit 10 menit

5

12

waktu sintesis 5 menit dan 10 menit. Berbagai sintesis C-Dots menggunakan

berbagai sumber karbon juga telah banyak diteliti (Stefanakis dkk, 2014), seperti

yang ditunjukan Tabel 1.1.

Tabel 1.1 Sintesis C-Dots dengan berbagai sumber karbon menggunakan

metode microwave

Sumber karbon

Daya microwave

(watt)

Waktu

(s)

Referensi

Karbohidrat (gliserol,

glikol, glukosa, sukrosa)

750 840 Wang dkk

(2011)

Karbohidrat (gliserol) dan

4,7,10-trioxa-1,13-

tridecanediamine (TTDA)

700 - Liu dkk

(2011)

Poly(ethylene glycol)

(PEG 200)

900 600 Jaiswal dkk

(2012)

Asam amino (histidine) dari

orthophosphoric

700 160 Jiang dkk

(2012)

Asam citric (Citric acid )

dan urea

750 240-300 Qu dkk

(2012)

a) L-Arginine

monohydrochloride

b) Citric acid monohydrate,

ethanolamine

800 60 Philippidis

dkk (2013)

13

3.2 Lebar Celah Pita Energi (Energi Gap)

Salah satu parameter yang diukur dalam karakteristik sifat C-Dots adalah

besarnya lebar celah pita energi (energi gap). Energi gap berkaitan dengan sifat

luminisens, eksitasi tahap pertama pada semikonduktor adalah pada elektron

bawah pita konduksi dan hole pada pita valensi bagian atas (Subramanian, 2004).

Jika mendapat energi yang cukup misalnya dari foton atau panas, atku

tumbukan oleh partikel lain, elektron yang semula berada di pita valensi dapat

meloncat ke pita konduksi. Loncatan tersebut meninggalkan keadaan kosong di

pita konduksi, yang dikenal dengan hole. Agar elektron dapat mencapai pita

konduksi, energi yang diterima harus lebih besar dari energi gap. Umumnya,

cahaya yang digunakan untuk mengeksitasi elektron dari pita valensi ke pita

konduksi adalah cahaya ultraviolet (Abdullah, 2007).

Keadaan terkesitasi bukan merupakan keadaan stabil. Elektron hanya

bertahan beberapa saat di keadaan eksitasi, setelah itu kembali ke keadaan awal

mengisi kembali keadaan kosong yang semula ditinggalkannya. Proses ini disebut

deeksitasi atau rekombinasi. Pada saat deeksitasi, terjadi pelepasan energi berupa

panas atau pemancaran cahaya. Deeksitasi yang disertai dengan pelepasan panas

disebut transisi tanpa radiasi, sedangkan deeeksitasi yang disertai pemancaran

gelombang elektromagnetik disebut transisi radiatif. Pada transisi radiatif, energi

gelombang elektromagnetik yang dipancarkan kira-kira sama dengan energi gap,

yaitu hf ≈ Eg (Abdullah, 2007).

14

Kebergantungan energi gap nanopartikel terhadap ukuran partikel

diturunkan pertama kali oleh Brus (Abdullah,2007). Dengan menggunakan

pendekatan massa efektif, Brus mendapatkan persamaan seperti yang ditunjukan

berikut ini :

kR

e

mmR

hERE

he

gg

2

**2

22 8.111

2)()(

Pada persamaan diatas, suku kedua muncul akibat keterbatasan ruang

gerak electron dan hole di dalam partikel (disebut confinement effect). Efek ini

memperbesar jarak antara pita valensi dan pita konduksi. Suku ketiga muncul

akibat adanya tarikan Coulomb antara elektron dan hole setelah elektron

mengalami eksitasi. Karena ruang gerak elektron yang terbatas, maka jarak

elektron dan hole tidak bisa jauh. Akibatnya, tarikan antara keduanya selalu ada

yang berimbas pada pengurangan energi yang dimiliki elektron setelah mengalami

eksitasi. Jika ukuran partikel sangat besar (bulk) maka elektron dan hole dapat

berpisah sangat jauh sehingga tarikan antara keduanya dapat dianggap nol.

Akibatnya tidak ada pengurangan energi yang dimiliki elektron setelah meloncat

ke pita valensi (Abdullah, 2007).

Besarnya energi gap dapat diperoleh dari nilai spektrum absorbansi yang

diukur menggunakan spektrometer UV-Vis. Besarnya energi gap bersesuaian

dengan panjang gelombang dari ultraviolet hingga cahaya tampak bahkan hingga

dekat inframerah (NIR, infrared). Oleh sebab itu pengamatan energi gap dapat

dilakukan dengan spektrometer UV-Vis atau UV-Vis-NIR.

15

Hasil pengukuran energi gap C-dots seperti yang diperoleh Rahmayanti

dkk (2014) yang mengkaji efek penambahan unsur belerang (sulfur) dalam

pembuatan C-Dots dengan sumber karbon dari citric acid seperti yang ditunjukan

pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Nilai energi gap C-Dots yang ditambah dengan sulfur

1.6 2.4 3.20

10

20

30

Co

efi

cie

nt

(h

/c)2

(a

.u.)

Energy (eV)

m = 0.5

1.2 1.8 2.40

10

20

30

m = 1

D

Energy (eV)

1.2 1.8 2.40

10

20

30

Co

efi

cie

nt

(h

/c)2

(a

.u.)

Energy (eV)

m = 1.5

1.2 1.8 2.40

10

20

m = 2

D

Energy (eV)

1.0 1.5 2.0 2.50

10

20

m = 3

Co

efi

cie

nt

(h

/c)2

(a

.u.)

Energy (eV)

m = 2.5

1.2 1.6 2.00

10

20

D

Energy (eV)

16

Energi gap C-Dots yang diperoleh yaitu pada rentang 1.8 eV hingga 2.4

eV. Energi gap mengalami penurunan dengan meningkatnya massa sulfur.

Rentang nilai energi gap ini juga bersesuaian dengan hasil yang diperoleh Li dkk

(2012) yang memperoleh energi gap C-Dots pada rentang 1,5-3,5 eV.

3.3 Struktur C-Dots

Penyelidikan gugus fungsi rantai karbon perlu dilakukan untuk mengkaji

keberadaan C-Dots. Gugus fungsi C-Dots diperoleh dari pengukuran Fourier

Transform Infra Red (FTIR). Hasil pengukuran ini menunjukan struktur gugus

fungsi C-Dots. Hasil pengukuran FTIR dinyatakan dalam spektrum panjang

gelombang dan intensitas. Hasil pengukuran FTIR dapat diidentifikasi gugus-

gugus fungsi yang muncul. Disamping itu, pergeseran panjang gelombang atau

penuruan intensitas akibat perlakukan dalam penelitian mengindikasikan adanya

perubahan struktur.

Hasil yang telah diperoleh seperti Zhu dkk (2012) dimana functional

groups protein dari soy milk mengalami degradasi intensitas absorbansi akibat

proses pemanasan. Sahu dkk (2012) mengamati keberadaan functional groups

seperti -OH, C- H dan C = O pada C-Dots yang dihasilkan dari orange juice.

Spektrum FTIR C-Dots yang dihasilkan dari berbagai sumber karbon ditunjukan

pada Gambar 2.6 Spektrum FTIR yang terukur biasanya masih teramati gugus-

gugus fungsi bahan dasarnya sehingga perubahan pada gugus fungsi dapat

menjadi satu cara sederhana untuk mengestimasi secara tidak langsung

terbentuknya C-Dots.

17

(a)

(b)

Gambar 2.6. Spektrum FTIR C-Dots dengan sumber karbon : (a). Dextrin

(Puvvada dkk, 2012), (b). Polysaccharide (Zhou dkk, 2013).

4000 3000 2000 1000

Wavenumber (cm-1

)

18

3.4 Luminisens

Emisi cahaya dari suatu proses selain radiasi benda hitam disebut sebagai

luminisens. Luminisens merupakan suatu proses non-kesetimbangan dimana

untuk dapat berlangsung harus menggunakan sumber eksitasi seperti lampu UV

atau laser. Luminisens terjadi ketika elektron meloncat dari pita valensi menuju

pita konduksi setelah dieksitasi oleh energi dari sumber eksitasi kemudian

kembali lagi ke keadaan dasarnya karena tidak stabil. Luminisens terjadi ketika

elektron pada material target kembali ke keadaan dasarnya setelah dieksitasi oleh

energi dari sumber eksitasi dan kehilangan energi sebagai foton seperti

diilustrasikan pada Gambar 2.7 (Kurnia, 2008).

Gambar 2.7 Proses Luminisens

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 luminisens

19

Luminisens dapat disebabkan oleh beberapa faktor seperti reaksi kimia,

energi listrik, pergerakan pada tingkat sub atomik, atau pergangan dalam Kristal.

Berdasarkan sumber eksitasinya, dikenal beberapa jenis luminisens seperti

fotoluminisens jika digunakan sumber eksitasi optis, sementara istilah

elektroluminisens digunakan jika eksitasi terjadi akibat arus listrik. Jenis lainnya

yakni jika terjadi akibat pemborbardiran material target yang dikenal dengan

katodoluminisens (Xu, 2004).

Fotoluminisens (PL) adalah suatu metoda eksperimen yang paling banyak

digunakan untuk mempelajari material khususnya yang memiliki celah energi

yang melebar. PL terbagi atas dua kelompok utama yaitu luminisens intrinsik

dan ekstrinsik. Pada luminisens intrinsic terbagi lagi menjadi tiga jenis

luminisens, yaitu : 1). Luminisens dari pita-ke pita, 2). luminisens eksiton, 3).

Luminisens silang (cross-luminiscence). Luminisens ekstrinsik pada umumnya

dihasilkan akibat ketidakmurnian yang secara sengaja atau tidak sengaja tak

terlibat. Jenis pengotor dalam material ini dikenal sebagai aktivator. Dalam

tinjauan activator dikenal dua jenis luminisens ekstrinsik yaitu tipe terlokalisasi

dan tidak terlokalisasi (Xu, 2004).

Beberapa contoh pengukuran fotoluminisens C-Dots seperti yang

diperoleh Sahu dkk (2012) yang menggunakan sumber karbon sari jeruk Zhu dkk

(2012) yang menggunakan sumber karbon susu kedelai dan yang terbaru seperti

yang diperoleh Nawaz dkk (2013) yang melaprkan hasil pengukuran

fotoluminisens C-Dots menggunakan sumber karbon ascorbic acid dan lisin,

seperti yang ditunjukan pada Gambar 2.8

20

(a)

(b)

(c)

Gambar 2.8 Hasil pengukura fotoluminisens C-Dots dari (a). sari jeruk,

(b). susu kedelai dan (c). ascorbic acid dan lisin

21

Luminisens C-Dots juga dapat dilihat secara sederhana setelah dieksitasi

menggunakan sinar lampu UV, seperti yang ditunjukan oleh Gambar 2.9. Hasil

yang diperoleh Faisal, dkk (2013) menunjukan citra luminisens C-Dots yang

dibuat menggunakan sumber karbon ascorbic acid dan lisin setelah dieksitasi

lampu UV yaitu memendarkan cahaya warna biru.

(a)

(b)

Gambar 2.9 C-Dots (a). tanpa disinari UV, (b). setelah disinari UV

22

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1 Pelaksanaan Penelitian

Sintesis dan karakterisasi C-Dots dilakukan di laboratorium Fisika gedung D9

lantai 3. Pengujian karakteristik C-Dots dibatasi pada pada pengujian sifat sifat fisis

(warna, absorbansi dan energi gap) serta struktur unit C-Dots

3.2 Alat dan Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi citric acid, urea, sulfur dan

aquades. Sedangkan alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain gelas ukur,

cawan, timbangan digital, pengaduk magnet, mortar, cawan, microwave, spektrometer

UV-VIS dan FTIR

3.3 Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian diperlukan sebagai bentuk langkah untuk mencapai tujuan

dan target yang diinginkan dalam penelitian. Pendekatan dan strategi yang digunakan

dalam tahapan penelitian ini adalah mengoptimalkan proses karbonisasi ( carbonization)

C-Dots yang ditambah sulfur dengan mengatur parameter proses berupa waktu pada

microwave. Paramater ini penting dikaji karena selama proses pemanasan (pada selang

waktu tertentu) akan diperoleh hasil berupa kajian intensif mengenai fabrikasi C-Dots

yang ditambah sulfur dengan menggunakan microwave.

23

Gambar 1. Skema tahapan pembuatan C-Dots

Mulai

Menyiapkan alat dan

bahan

Menghomogenisasi

Karakterisasi :

Absorbansi Energi gap Stuktur unit

Menentukan komposisi bahan Menimbang bahan sesuai

komposisi yang ditentukan

Penulisan laporan

selesai

Microwave

24

3.3.1 Penyiapan bahan

Langkah-langkah yang harus disiapkan sebelum sintesis adalah menyiapkan

bahan bahan yang akan digunakan pada pembuatan C-Dots. Bahan-bahan yang digunakan

adalah citric acid, urea, sulfur serta aquades. Kemudian bahan-bahan tersebut ditimbang

seperti pada Gambar 3.2 dengan komposisi citric acid dengan massa 2 gram, sulfur

dengan massa 2 gram dan urea dengan massa 4 gram, seperti yang ditunjukan Gambar 3.3

serta siapkan juga aquades ±60 ml.

Gambar 3.2 Timbangan

Gambar 3.3 Bahan-bahan untuk sintesis C-Dots

25

3.3.2. Homogenisasi

Pada penelian ini, pencampuran antara bahan dilakukan dengan menggunakan

pengaduk magnet (magnetic stirrer) sedangkan media untuk mencampurkannya

menggunakan air (aquades). Proses ini penting untuk dilakukan karena mencampurkan

material bahan baku C-Dots yang sudah diatur komposisinya sehingga dapat bercampur

hingga homogen. Homogenisasi dilakukan hingga suhu 70oC selama ± 15 menit hingga

seluruh bahan bercampur hingga homogen, seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.4.

Proses pemanasan bertujuan sebagai katalis untuk mempercepat reaksi.

Gambar 3.4 magnetic stirrer

26

3.3.3. Microwave

Metode microwave merupakan proses yang digunakan untuk sintesis C-Dots.

Microwave yang digunakan untuk sintesis yaitu microwave Panasonic NN-SM322M,

seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.5. Prinsip dasar dari microwave penggetaran

(vibrasi) yang menyebabkan rantai-rantai karbon mengalami penyusunan ulang akan

dihasilkan C-Dots. Keunggulan dari metode ini adalah sampel tidak mengalami degradasi

gugus hidroksil sehingga tidak banyak mengurangi kadar air dalam larutan. C-Dots

disintesis pada 3 kondisi yaitu low (70 W) , medium (230 W) dan high (450 W). Pada

masing-masing kondisi dibuat dengan variasi waktu yang berbeda-beda yaitu 5 menit, 15

menit, 25 menit, 35 menit, 45 menit dan 55 menit

Gambar 3.5 Microwave

27

3.3.4. Pengujian dan karakterisasi C-Dots

Pengujian dan karakterisasi C-Dots hasil sintesis dilakukan untuk mengetahui

sifat-sifat fisis yang meliputi warna dan spektrum absorbansinya menggunakan

spektrometer UV-Vis, seperti yang ditunjukan Gambar 3.6, untuk kemudian dapat

diperoleh nilai lebar celah pita energinya (energi gap), serta mengetahui struktur unitnya

menggunakan Fourier Transform Infra Red (FTIR) jenis Frontier FT-NIR/MIR

Spectrometers L1280034, seperti yang ditunjukan Gambar 3.7.

Gambar 3.6. Spektrometer UV-Vis

Gambar 3.7. FTIR

50

BAB V

PENUTUP

5.1 Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat diambil beberapa

kesimpulan, yaitu sintesis C-Dots dengan metode microwave menggunakan bahan

sulfur, urea dan citric acid telah berhasil dibuat. C-Dots yang dihasilkan berbentuk cair,

hal ini sekaligus membuktikan bahwa sintesis dengan metode microwave mampu untuk

mengatasi kelemahan metode pemanasan sederhana yaitu tidak dihasilkan C-Dots yang

berupa gel sehingga lebih mudah dimanfaatkan untuk aplikasi.

Karakteristik sifat fisis C-Dots dan struktur unit C-Dots yang paling optimum yaitu

pada saat disintesis pada kondisi 450 watt dengan lama waktu pemanasan 35 menit.

Warna yang dihasilkan pada kondisi ini adalah coklat, sedangkan dari hasil pengukuran

spektrum absorbansinya melebar terletak pada panjang gelombang 582.02 nm. Dari hasil

pengukuran spektrum absorbansi didapatkan nilai energi gapnya kecil yaitu sebesar 1,7

eV. Struktur unit C-Dots yang disintesis pada kondisi 450 watt dengan lama waktu

pemanasan 35 menit menunjukan juga mengikat energi lebih banyak dibandingkan pada

kondisi 70 watt dan 230 watt yang disintesis dengan waktu yang sama yaitu 35 menit.

Spektrum FTIR dapat teramati bahwa transmitansi C-Dots tanpa sulfur pada

stretch C=C turun, nilainya rendah dibandingkan dengan transmitansi C-Dots yang

menggunakan sulfur. Hal ini terjadi mungkin karena C yang dulu mengabsorb menjadi

merefleksi dan tergantikan oleh SH. Peran sulfur disini jelas berfungsi untuk menambah

intensitas pendaran C-Dots

51

5.2 Saran

Mengacu pada hasil akhir karakterisasi dan pembahasan diatas, eksperimen ini

masih harus disempurnakan. Oleh karena itu untuk eksperimen selanjutnya disarankan

sebaiknya dilakukan karakterisasi dengan parameter-parameter yang lain sehingga dapat

dipastikan gugus fungsi dari C-Dots yang dihasilkan. Selain itu diperlukan juga

pengukuran menggunakan spektropotoluminiscence (PL) sehingga diperoleh panjang

gelombang emisi dan dapat diestimasi pancaran warna emisi C-Dots.

52

DAFTAR PUSTAKA

Abdullah, M., Morimoto, T., Okuyama, K., (2003), Generating blue and red

luminescence from ZnO/ply(ethylene glycol) nanocomposites prepared using

an in-situ method, Advanced Functional Materials, 13(10), (800-804).

Abdulah, Mikrajuddin. 2007. Catatankuliah :Topik Khusus Fisika Material Elektronik

Material Nanostruktur. Bandung : ITB

Abdullah M, dkk.2008. Review : Sintesis Nanomaterial. Jurnal Nanosains &

Nanoteknologi, 1 (2) : 33-57 ISSN 1979-0880

Abdullah, M. dan Khairurrijal. 2010. Karakterisasi Nanomaterial : Teori Penerapan

dan Pengolahan Data. Bandung : CV. Rezeki Putera.

Baker, S.N. dan Baker, G.A. 2010. Luminescent Carbon Nanodots : Emergent

Nanolight, Angew. Chem. Int. 99: 6726-6744.

Faisal N., Wang, L., Zhu, L., Meng, X., dan Xiao, F. 2013. Ascorbic Acid Assisted

Green Route for Synthesis of Water Dispersible Carbon Dots, Chem. Res.

Chin. Univ. 2013, 29(3), 401-403.

Jacub, Jandri. 2011. Sintesis Nanopartikel ZnO dengan Teknik Presipitai : Pengaruh

Temperatur Pencampuran Prekursor terhadap Pertumbuhan Nanokristalit

Oksida Anorganik. Tesis Jakarta : Universitas Indonesia.

Jaiswal, A., Ghosh Siddhartha, S., danChattopadhyay, A., 2012, One step synthesis of

C-Dots by Microwave mediated caramelization of poly(ethylene glycol),

Chem. Commun. 48 : 407–409

53

Jingjing N., Hui, G., Litao W., Shuangyu, X., Yuhua. W. 2013. Facile synthesis and

optical properties of nitrogen-doped carbon dots.Royal Society of

Chemistry.DOI : 10.1039/c3nj01068f.

Kurniawan, Cepi. 2008. Studi Sifat Luminisens iNanopartikel CaxSr1

xTiO3:RE(RE=Pr3+, Eu3+ dan Tb3+) yang Dipreparasi dengan Metode

Sonokimia. Tesis. Bandung : Institut Teknologi Bandung.

Li, H., Zhenhui K., Yang L., & Lee,s. 2012. Carbon nanodots : synthesis, properties

and application, Journal of Materials Chenistry. DOI: 10.1039/c2jm34690g.

Nasriah, Nasri. 2013. Sintesis Karbon Nanodots menggunakan Pemanasan

Microwave untuk Aplikasi Bioimaging. Skripsi. Bandung : Universitas Islam

Sunan Gunung Djati.

Masyrukan, 2013, Karakterisasi Bahan Karet untuk Keperluan Gasket Kendaraan

terhadap Pengaruh Kandungan Sulfur, Prosiding Simposium Nasional RAPI

XII Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta ISSN 1412-9612.

Philippidis, A., Stefanakis, D., Anglos, D., Ghanotakis, D. 2013. Microwave heating

of arginine yields highly fluorescent nanoparticles, J Nanoparts Res, 15:1414.

Rahmayanti, H.D., Aji, M.P., & Sulhadi. 2014. Effect of Sulfur Particles on

Absorbance and the Band Gap Energy of Carbon Dots. Prosiding

International Conference on Advanced Materials and Technology (ICAMST

2014) 16-17 September 2014, Solo

54

Sahu, S., Birendra, B., Tapas K., Maiti & Mohapatra, S. 2012. Simple one-step

synthesis of highly luminescent carbon dots from orange juice: application as

excellent bio-imaging agents, Chem. Commun. 48 : 8835–8837.

Stefanakis, D., Anglos, D., Ghanotakis, D., Philippidis, A. 2014. Synthesis of

fluorescent carbon dots by a microwave heating process: structural

characterization and cell imaging applications, , J Nanoparts, 16:2646.

Zhai, X., Peng Z., Changjun L., Tao B., Li, W., Liming D., & Liu W. 2012. Highly

luminescent carbon nanodots by microwave-assisted pyrolysis, Chem.

Commun. 48 : 7955–7957.

Zhi, Y., Zhaohui, L., Minghan, X., Hao, W., Liying, Z. 2013. Controllable Synthesis

of Flourescent Carbon Dots and Their Detection Application as Nanoprobes,

Nano-Micro Lett.5(4) : 247-259.

Zhou, L., Benzhao He & Jiachang H. 2013 Amphibious fluorescent carbon dots: one

step green synthesis and application for light-emitting polymer

nanocomposites, Chem. Commun. 49 : 8078-8080.

Zhu, C., Junfeng Z., & Shaojun D. 2012, Bifunctional fluorescent carbon nanodots:

green synthesisviasoy milk and application as metal-free electrocatalysts for

oxygen reduction, Chem. Commun. 48 : 9367–9369.

57

Lampiran 2. Data Pengukuran FTIR Kondisi Low

PerkinElmer Spectrum Version 10.03.06

Wednesday, December 31, 2014 5:04 PM

Report Filename D:\Data FTIR\Spectra FTIR\SCN L4.sp

Analyst Administrator

Description A8 By Administrator Date Wednesday, December 31 2014

Sample Details Creation Date 12/31/2014 5:02:52 PM

X-Axis Units cm-1

X-Axis start value 4000

X-Axis end value 450

Data interval -1

Number of points 3551

Y-Axis Units %T

Instrument Instrument Model Frontier FT-IR

Instrument Serial Number 96681

Software Revision CPU32 Main 00.09.9951 07-September-2011 11:49:41

Number of Scans 1

Resolution 4

QualityChecks Water Vapor Caution

Carbon Dioxide Passed

Baseline Low Warning

Baseline High Passed

Baseline Slope Caution

Strong Bands Passed

Weak Bands Passed

High Noise Passed

Fringes Warning

Vignetting Passed

Blocked Beam Passed

Negative Bands Passed

Zero Transmission Passed

Stray Light Passed

Window Cutoff Passed

History Who What When Parameters Comment

Administrator Created as New Dataset

12/31/2014 5:02:52 PM

A8 By Administrator Date Wednesday,

December 31 2014

Administrator Atmospheric Correction

12/31/2014 5:02:52 PM

58

Spectrum Graph

Name Description

___ SCN L4 A8 By Administrator Date Wednesday, December 31 2014

Peak Table Results SpectrumName

SCN LOW

PeakName X Y

42 472.11 3.71

41 492.62 3.66

40 623.09 3.24

39 668.22 3.29

38 689.05 3.28

37 1207.5 4.32

36 1324.8 4.1

35 1424.28 4.05

34 1459.03 3.92

33 1475.18 3.97

32 1490.32 3.89

31 1504.55 3.91

30 1508.56 3.67

29 1537.93 3.63

28 1543.99 3.59

27 1559.95 3.48

26 1638.07 1.97

25 1647.9 2.17

24 1698.56 3.06

23 1705.1 3.12

22 1717.74 3.24

21 1748.87 3.47

59

20 1772.47 3.6

19 1829.25 3.61

18 2374.3 2.99

17 2727.5 2.79

16 2927.5 2.79

15 3463.1 0.47

14 3631.04 0.78

13 3650.6 0.76

12 3673.43 0.96

11 3691.16 1.1

10 3713.03 1.25

9 3736.76 1.1

8 3752.54 1.13

7 3799.59 1.27

6 3819.21 1.21

5 3840.63 1.2

4 3855.68 1.21

3 3872.55 1.27

2 3903.23 1.31

1 3922.9 1.45

60

Lampiran 3. Data Pengukuran FTIR Kondisi Medium



Report Filename D:\Data FTIR\Spectra FTIR\SCN M5.sp


Description A3 By Administrator Date Wednesday, December 31 2014


X-Axis Units cm-1



Data interval -1


Y-Axis Units %T




Number of Scans 1

Resolution 4

QualityChecks Water Vapor Caution





Strong Bands Passed

Weak Bands Passed

High Noise Passed

Fringes Warning

Vignetting Passed

Blocked Beam Passed



Stray Light Caution




12/31/2014 3:41:34 PM

A3 By Administrator Date Wednesday,

December 31 2014


12/31/2014 3:41:34 PM

61

Spectrum Graph

Name Description

___ SCN M5 A3 By Administrator Date Wednesday, December 31 2014


SCN MEDIUM

PeakName X Y

40 471.53 5.32

39 573.22 5.15

38 676.38 5.31

37 1118.6 6.99

36 1300.28 6.5

35 1400.28 6.46

34 1458.03 6.45

33 1503.9 6.56

32 1537.39 6.35

31 1559.84 5.93

30 1637.9 3.87

29 1651.03 3.91

28 1699.45 5.21

27 1717.88 5.68

26 1733.91 5.88

25 2346.1 6.09

24 2701.5 5.26

23 2829 5.11

22 3453.8 1.28

21 3572.32 1.71

20 3655.49 2.46

19 3680.11 2.74

62

18 3695.74 2.81

17 3716.22 2.95

16 3726.23 3.03

15 3743.21 3.03

14 3764.02 3.02

13 3773.9 2.96

12 3789.88 2.95

11 3800.92 3.11

10 3806.39 2.96

9 3820.62 3.11

8 3825.83 3.05

7 3845.87 3.07

6 3858.01 3.03

5 3868.9 3.09

4 3874.06 3.03

3 3885.11 2.98

2 3890.17 2.98

1 3910.28 2.91

63

Lampiran 4. Data Pengukuran FTIR Kondisi High



Report Filename D:\Data FTIR\Spectra FTIR\SCN H3.sp


Description J2 By Administrator Date Wednesday, December 31 2014


X-Axis Units cm-1



Data interval -1


Y-Axis Units %T




Number of Scans 1

Resolution 4

QualityChecks Water Vapor Passed





Strong Bands Passed

Weak Bands Passed

High Noise Caution

Fringes Warning

Vignetting Passed

Blocked Beam Passed



Stray Light Caution




12/31/2014 2:58:10 PM

J2 By Administrator Date Wednesday,

December 31 2014


12/31/2014 2:58:10 PM

64

Spectrum Graph

Name Description

___ SCN H3 J2 By Administrator Date Wednesday, December 31 2014


SCN HIGH

PeakName X Y

31 471.3 9.84

30 629.88 8.84

29 1091.4 7.84

28 1289.72 7.81

27 1508.38 7.77

26 1542.09 7.68

25 1559.92 7.59

24 1627.9 6.43

23 1705.35 7.28

22 2342.07 6.68

21 2371 6.82

20 2812.2 6.6

19 3450.2 3.55

18 3567.61 3.75

17 3616.41 4.04

16 3650.06 4.07

15 3673.47 4.31

14 3691.04 4.44

65

13 3712.62 4.55

12 3736.77 4.38

11 3752.14 4.38

10 3782.13 4.74

9 3799.6 4.5

8 3819.24 4.47

7 3840.62 4.43

6 3851.07 4.47

5 3855.65 4.48

4 3872.8 4.5

3 3883.53 4.61

2 3904.71 4.56

1 3923.46 4.68

66

Lampiran 5. Dokumentasi Penelitian

Gambar 5.1 Proses Pembuatan Sampel

Gambar 5.2 Pengujian Spektrum Absorbansi

67

Gambar 5.3 Karakterisasi struktur C-Dots menggunakan FTIR

SINTESIS CARBON NANODOTS SULFUR (C-DOTS SULFUR) …lib.unnes.ac.id/20980/1/4211411047-s.pdf ·...

Documents

Transcript of SINTESIS CARBON NANODOTS SULFUR (C-DOTS SULFUR) …lib.unnes.ac.id/20980/1/4211411047-s.pdf ·...