Pengaruh radiasi gelombang mikro terhadap sifat listrik material Exfoliated Graphite yang disintesis menggunakan metode Electrochemichal Exfoliation

ABSTRAK

Pengelupasan grafit secara elektrokimia adalah metode sintesis yang mudah dan ramah lingkungan dengan memanfaatkan elektrolisis air. Pada penelitian ini dilakukan modifikasi metode Electrochemical Exfoliation dengan penambahan radiasi gelombang mikro yang bertujuan untuk meningkatkan sifat listrik dari material Exfoliated Graphite (EG). EG yang disintesis menggunakan metode Electrochemical Exfoliation dikenai radiasi gelombang mikro dengan variasi waktu 0, 20, 25, 30, dan 35 menit. Sampel kemudian dikarakterisasi menggunakan XRD, FTIR, UV-Vis, LCR-Meter dan SEM. Hasil karakterisasi menggunakan XRD menunjukkan bahwa sampel EG dengan radiasi gelombang mikro selama 35 menit mengalami peningkatan d-spacing dan ukuran kristal dari 3,37 Å dan 15,39 nm pada EG tanpa radiasi gelombang mikro menjadi 3,38 Å dan 17 nm. Karakterisasi menggunakan FTIR menunjukkan keberadaan gugus fungsi O-H, C≡C, C=C, C-H, C-O pada semua sampel EG. Hasil pengujian menggunakan LCR Meter menunjukkan nilai rata-rata konduktivitas dan kapasitansi tertinggi sebesar 6,2 x 10-3 S/cm dan 3,8 x 10-4µF eV pada EG yang dikenai radiasi gelombang mikro selama 35 menit dengan energi gap sebesar 2,8 eV. Morfologi sampel EG yang diradiasikan dengan gelombang mikro selama 35 menit diamati melalui karakterisasi dengan SEM menunjukkan telah terbentuk lapisan tipis yang merupakan karakteristik terbentuknya EG.

ABSTRACT

Electrochemical exfoliation of graphite is an easy and environmentally friendly synthesis method by utilizing water electrolysis and the evolution of O2 gas. In this study, a modification of the Electrochemical Exfoliation method was carried out with the addition of microwave radiation which aims to improve the electrical properties of the Exfoliated Graphite (EG) material. EG which was synthesized using the Electrochemical Exfoliation method was given heating treatment with the help of microwave radiation with time variations of 0, 20, 25, 30, and 35 minutes. The samples were then characterized using XRD, FTIR, UV-Vis, LCR-Meter. The results of characterization using XRD showed that EG samples with microwave radiation for 35 minutes experienced an increase in d-spacing and crystal size compared to EG without microwave radiation from 3.37 and 15.39 nm to 3.38 and 17 nm. Characterization using FTIR found functional groups O-H, C≡C, C=C, C-H, C-O in all EG samples. The test results using an LCR Meter show the best electrical properties on EG at microwave radiation for 35 minutes with conductivity and capacitance values of 6.2 x 10-3 S/cm and 3.8 x 10-4 µF with a band gap is 2.8 eV. The morphology of the EG sample which was irradiated with microwaves for 35 hours was observed through characterization with SEM showed that a thin layer had formed which is a characteristic of the formation of EG.

مستخلص البحث

يعد التقشير الكهروكيميائي للجرافيت طريقة تركيب سهلة وصديقة للبيئة من خلال استخدام التحليل الكهربائي للماء وتطور غاز O2. في هذه الدراسة ، تم إجراء تعديل على طريقة التقشير الكهروكيميائي مع إضافة إشعاع الميكروويف الذي يهدف إلى تحسين الخواص الكهربائية لمادة الجرافيت المقشر (EG). تم إعطاء EG الذي تم تصنيعه باستخدام طريقة التقشير الكهروكيميائي معالجة حرارية بمساعدة إشعاع الميكروويف مع تغيرات زمنية تتراوح من 0 و 20 و 25 و 30 و 35 دقيقة. تم بعد ذلك توصيف العينات باستخدام XRD و FTIR و UV-Vis و LCR-Meter. أظهرت نتائج التوصيف باستخدام XRD أن عينات EG مع إشعاع الميكروويف لمدة 35 دقيقة شهدت زيادة في تباعد d وحجم الكريستال مقارنة بـ EG بدون إشعاع الميكروويف من 3.37 و 15.39 نانومتر إلى 3.38 و 17 نانومتر. وجد التوصيف باستخدام FTIR مجموعات وظيفية O-H و C≡C و C = C و C-H و C-O في جميع عينات EG. تظهر نتائج الاختبار باستخدام مقياس LCR أفضل الخصائص الكهربائية على EG عند إشعاع الميكروويف لمدة 35 دقيقة مع قيم التوصيل والسعة 6.2 10-3 S / cm و 3.8 x 10-4µF مع فجوة النطاق 2.8 فولت.