Analisis sifat listrik material reduced Graphene Oxide (rGO) mengunakan ekstrak daun teh

INDONESIA:

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi komposisi ekstrak daun teh terhadap gugus fungsi, ukuran kristal, sifat optik, dan sifat listrik reduced Graphene Oxide (rGO) yang disintesis menggunakan metode green reduction. Graphene Oxide (GO) direduksi menggunakan ekstrak daun teh dengan variasi massa 3, 5, 7, 9, dan 11 gram yang dibantu proses stirring dan gelombang microwave. Karakterisasi dilakukan menggunakan FTIR, XRD, UV-Vis DRS, dan LCR Meter. Hasil FTIR menunjukkan penurunan intensitas gugus O–H dan C–O serta peningkatan ketajaman pita C=C, yang mengindikasikan berkurangnya gugus oksigen dan pemulihan struktur karbon. Analisis XRD menunjukkan penurunan ukuran kristal dari 23,26 nm pada GO menjadi 16,92 nm pada sampel rGO+GT9. Hasil UV-Vis DRS menunjukkan peningkatan absorbansi yang disertai penurunan nilai band gap dari 3,2 eV menjadi 2,91 eV. Pengukuran sifat listrik menunjukkan peningkatan konduktivitas dan kapasitansi serta penurunan impedansi seiring peningkatan komposisi ekstrak daun teh hingga mencapai kondisi optimum pada sampel rGO+GT9. Namun, pada sampel rGO+GT11 terjadi penurunan performa yang diduga disebabkan oleh kelebihan reduktor sehingga menurunkan efisiensi proses reduksi. Berdasarkan hasil penelitian, komposisi ekstrak daun teh sebesar 9 gram merupakan kondisi optimum untuk menghasilkan rGO dengan karakteristik struktur, sifat optik, dan sifat listrik terbaik.

ENGLISH:

This study aims to analyze the effect of varying tea leaf extract compositions on the functional groups, crystallite size, optical properties, and electrical properties of reduced Graphene Oxide (rGO) synthesized using the green reduction method. Graphene Oxide (GO) was reduced using tea leaf extract with mass variations of 3, 5, 7, 9, and 11 grams, assisted by stirring and microwave irradiation processes. Characterization was performed using FTIR, XRD, UV-Vis DRS, and an LCR Meter. FTIR results showed a decrease in the intensity of O–H and C–O functional groups and an increase in the sharpness of the C=C band, indicating the reduction of oxygen-containing groups and the restoration of the carbon structure. XRD analysis revealed a decrease in crystallite size from 23.26 nm for GO to 16.92 nm for the rGO+GT9 sample. UV-Vis DRS results showed an increase in absorbance accompanied by a decrease in the band gap value from 3.2 eV to 2.91 eV. Electrical measurements demonstrated an increase in conductivity and capacitance, as well as a decrease in impedance with increasing tea leaf extract composition, reaching optimum conditions in the rGO+GT9 sample. However, the rGO+GT11 sample exhibited a decline in performance, which is presumed to be caused by an excess of reducing agent that decreased the efficiency of the reduction process. Based on the results, a tea leaf extract composition of 9 grams represents the optimum condition for producing rGO with the best structural, optical, and electrical properties.

ARABIC:

تهدف هذه الدراسة إلى تحليل تأثير اختلاف تراكيز مستخلص أوراق الشاي على المجموعات الوظيفية، وحجم البلورات، والخصائص البصرية، والخصائص الكهربائية لأكسيد الجرافين المختزل (rGO) المُحضَّر باستخدام طريقة الاختزال الأخضر. تم اختزال أكسيد الجرافين (GO) باستخدام مستخلص أوراق الشاي بتراكيز كتلية بلغت 3 و5 و7 و9 و11 غرامًا، بمساعدة عمليتي التحريك والإشعاع بالموجات الميكروية. أُجريت عمليات التوصيف باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FTIR)، وحيود الأشعة السينية (XRD)، ومطيافية الانعكاس المنتشر للأشعة فوق البنفسجية والمرئية (UV-Vis DRS)، وجهاز قياس LCR. أظهرت نتائج FTIR انخفاضًا في شدة مجموعتي O–H وC–O، مع زيادة في وضوح حزمة C=C، مما يشير إلى انخفاض المجموعات المحتوية على الأكسجين واستعادة البنية الكربونية. وأظهر تحليل XRD انخفاض حجم البلورات من 23.26 نانومتر في GO إلى 16.92 نانومتر في عينة rGO+GT9. كما أظهرت نتائج UV-Vis DRS زيادة في الامتصاصية مصحوبة بانخفاض قيمة فجوة الطاقة من 3.2 إلكترون فولت إلى 2.91 إلكترون فولت. وأظهرت القياسات الكهربائية زيادة في التوصيلية والسعة الكهربائية، وانخفاضًا في الممانعة مع زيادة تركيز مستخلص أوراق الشاي حتى الوصول إلى الحالة المثلى في عينة rGO+GT9. ومع ذلك، لوحظ انخفاض في الأداء في عينة rGO+GT11، ويُعتقد أن ذلك يرجع إلى زيادة عامل الاختزال، مما أدى إلى انخفاض كفاءة عملية الاختزال. وبناءً على نتائج الدراسة، تبيّن أن استخدام 9 غرامات من مستخلص أوراق الشاي يمثل الشرط الأمثل لإنتاج rGO ذي أفضل الخصائص التركيبية والبصرية والكهربائية.