Sintesis Reduced Graphene Oxide (rGO) dengan metode Hummer termodifikasi

INDONESIA:

Grafena merupakan salah satu alotrop 2D dengan kisi heksagonal (seperti sarang lebah), dimana satu atom membentuk setiap simpul dengan hibridisasi sp2. Struktur 2D yang menyebabkan grafena memiliki karakteristik unik yang dapat digunakan dalam berbagai aplikasi. Salah satu turunan grafena adalah reduced graphene oxide (rGO). Sintesis rGO dilakukan dengan raw material diantaranya grafit murni, arang tempurung kelapa dan arang kayu. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efektivitas metode Hummer Termodifikasi dalam sintesis rGO menggunakan raw material berbeda. Dalam penelitian ini, rGO disintesis menggunakan metode Hummer Termodifikasi oleh Marcano. Pada saat proses oksidasi melibatkan H2SO4/H3PO4 dalam KMnO4. Proses reduksi melibatkan L-asam askorbat sebagai agen pereduksi untuk menghasilkan rGO. Metode ini memberikan pendekatan yang mudah untuk persiapan rGO di area yang luas. Hasil dari sampel rGO kemudian dikarakterisasi menggunakan XRD, spektroskopi IR, spektroskopi Raman, dan Uji Konduktivitas Listrik. Difraktogram dari material grafit murni menunjukkan rGO tidak terbentuk. Pada material arang tempurung kelapa, rGO terbentuk pada posisi puncak 2θ = 23,6° dan pada 2θ = 43,14° dengan struktur fasa amorf sedangkan material arang kayu menunjukkan posisi puncak 2θ = 21,45° yang mengindikasikan bahwa rGO terbentuk dengan struktur amorf. Spektra IR dari material grafit murni didapatkan bahwa rGO tidak terbentuk. Spektra IR pada material arang tempurung kelapa dan arang kayu terjadi penurunan puncak intensitas sehingga mengindikasikan bahwa GO berhasil direduksi. Spektra Raman rGO dari material arang tempurung kelapa dan arang kayu rasio intensitas ID/IG masing-masing 0,95 dan 1.01. Nilai rata-rata konduktivitas listrik dari variasi material grafit murni, arang tempurung kelapa, dan arang kayu masing-masing 5,902x10-5 S/cm, 2,148x10-7 S/cm, dan 1,806x10-5 S/cm.

ENGLISH:

Graphene is one of two-dimensional (2D) allotropes of carbon with a hexagonal (honeycomb-like) lattice, where one atom forms each node by sp2 hybridization. The two-dimensional structure that causes graphene to have unique characteristics that can be used for many applications. One of the derivatives of graphene is reduced graphene oxide (rGO). Synthesis of rGO was carried out with raw materials including pure graphite, coconut shell charcoal and wood charcoal. This study aims to determine the effectiveness of the Modified Hummer method in the synthesis of rGO using different raw materials. In this study, rGO was synthesized using the Modified Hummer method by Marcano. The oxidation process involved H2SO4/H3PO4 in KMnO4. The reduction process involved L-ascorbic acid as a reducing agent to produce rGO. This method provides a convenient approach for the preparation of rGO in a large area. The results of the rGO samples were then characterized using XRD, IR spectroscopy, Raman spectroscopy, and Electrical Conductivity Test. The diffractogram of the pure graphite material shows that rGO is not formed. In coconut shell charcoal material, rGO is formed at a peak position of 2θ = 23.6° and at 2θ = 43.14° with an amorphous phase structure while wood charcoal material shows a peak position of 2θ = 21.45° which indicates that rGO is formed with an amorphous structure. The IR spectra of the pure graphite material showed that rGO was not formed. The IR spectra of coconut shell charcoal and wood charcoal showed a decrease in peak intensity, indicating that GO was successfully reduced. Raman rGO spectra of coconut shell charcoal and wood charcoal, the ID/IG intensity ratios were 0.95 and 1.01, respectively. The average values of electrical conductivity from variations of pure graphite, coconut shell charcoal, and wood charcoal are 5,902x10-5 S/cm, 2,148x10-7 S/cm, and 1,806x10-5 S/cm, respectively.

ARABIC:

الجرافين هو تآصل ثنائي الأبعاد ذو شبكة سداسية الشكل (مثل قرص العسل)، حيث تشكل ذرة واحدة كل عقدة عن طريق التهجين sp2. يمنح الهيكل ثنائي الأبعاد الجرافين خصائصه الفريدة التي يمكن استخدامها في العديد من التطبيقات. أحد مشتقات الجرافين هو أكسيد الجرافين المختزل (rGO). تم تصنيع rGO مع المواد الخام بما في ذلك الجرافيت النقي، وفحم قشرة جوز الهند، وفحم الخشب. الهدف من هذا البحث لمعرفة مدى فعالية طريقة هامر المعدلة في تركيب rGO باستخدام مواد خام مختلفة. في هذا البحث، تم تصنيع rGO باستخدام طريقة Hummer المعدلة بواسطة Marcano. عندما تتضمن عملية الأكسدة H2SO4/ H3PO4 في KMnO4. تتضمن عملية الاختزال حمض L-asam كعامل اختزال لإنتاج rGO. توفر هذه الطريقة نهجًا مناسبًا لإعداد rGO في منطقة كبيرة. تم توصيف نتائج عينات rGO باستخدام التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء، واختبار الموصلية الكهربائية. يوضح مخطط الانقسام البياني لمادة الجرافيت النقية عدم تشكيل rGO. في مادة فحم قشرة جوز الهند ، يتم تكوين rGO في موضع ذروة 2θ = 23,6° درجة وعند2θ = 43,14° درجة مع هيكل طور غير متبلور بينما تُظهر مادة الفحم الخشبي موضع ذروة 2θ = 21,45° درجة مما يشير إلى أن rGO يتكون مع هيكل غير متبلور. أظهرت أطياف الأشعة تحت الحمراء لمادة الجرافيت النقية أن rGO لم يتشكل. أظهرت أطياف الأشعة تحت الحمراء لفحم قشرة جوز الهند وفحم الخشب انخفاضًا في شدة الذروة ، مما يشير إلى أن rGO قد تم تقليله بنجاح. متوسط قيم التوصيل الكهربائي من الاختلافات في الجرافيت النقي ، وفحم قشرة جوز الهند ، وفحم الخشب هو 5,902x10-5 S/cm ، و 2,148x10-7 S/cm ، و 1,806x10-5 S/cm، على التوالي.