sintesis carbon nanodots sulfur (c-dots sulfur) …lib.unnes.ac.id/20980/1/4211411047-s.pdf ·...
TRANSCRIPT
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
PerkinElmer Spectrum Version 10.03.06
Wednesday, December 31, 2014 3:44 PM
Report Filename D:\Data FTIR\Spectra FTIR\SCN M5.sp
Analyst Administrator
Description A3 By Administrator Date Wednesday, December 31 2014
Sample Details Creation Date 12/31/2014 3:41:34 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 Caution
Window Cutoff Passed
History Who What When Parameters Comment
Administrator Created as New Dataset
12/31/2014 3:41:34 PM
A3 By Administrator Date Wednesday,
December 31 2014
Administrator Atmospheric Correction
12/31/2014 3:41:34 PM
61
Spectrum Graph
Name Description
___ SCN M5 A3 By Administrator Date Wednesday, December 31 2014
Peak Table Results SpectrumName
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
PerkinElmer Spectrum Version 10.03.06
Wednesday, December 31, 2014 3:01 PM
Report Filename D:\Data FTIR\Spectra FTIR\SCN H3.sp
Analyst Administrator
Description J2 By Administrator Date Wednesday, December 31 2014
Sample Details Creation Date 12/31/2014 2:58:10 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 Passed
Carbon Dioxide Passed
Baseline Low Warning
Baseline High Passed
Baseline Slope Caution
Strong Bands Passed
Weak Bands Passed
High Noise Caution
Fringes Warning
Vignetting Passed
Blocked Beam Passed
Negative Bands Passed
Zero Transmission Passed
Stray Light Caution
Window Cutoff Passed
History Who What When Parameters Comment
Administrator Created as New Dataset
12/31/2014 2:58:10 PM
J2 By Administrator Date Wednesday,
December 31 2014
Administrator Atmospheric Correction
12/31/2014 2:58:10 PM
64
Spectrum Graph
Name Description
___ SCN H3 J2 By Administrator Date Wednesday, December 31 2014
Peak Table Results SpectrumName
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