Fisika (S2)

Permanent URI for this collection

https://repository.unpad.ac.id/handle/kandaga/276

Browse

Now showing 1 - 7 of 7

EFEK PENAMBAHAN ALUMINIUM NITRAT [Al(NO3)], OKSIDA GRAFENA (GO), DAN TEMBAGA(II) NITRAT [Cu(NO3)] PADA SERBUK ZnO SEBAGAI MATERIAL FOTOKATALIS
(2021-10-13) CHOIRY GHINA AFRILIA; Ayi Bahtiar; Annisa Aprilia
Nanopartikel Seng Oksida (ZnO) telah dipelajari secara intensif untuk banyak aplikasi, seperti sensor kimia, perangkat elektroluminesensi, sel surya, dan fotokatalis. Nanopartikel ZnO yang disintesis dengan metode yang berbeda menunjukkan aktivitas fotokatalitik yang berbeda, beberapa metode yang dapat digunakan untuk sintesis nanokatalis adalah metode sol-gel, flame spray, dan hidrotermal. Pada penelitian ini, senyawa ZnO murni, ZnO tanpa penambahan senyawa yang mengandung Cu (ZnO:GO-R, ZnO:GO-K, ZnO:Al, dan ZnO:Al/GO), serta ZnO dengan penambahan senyawa yang mengandung Cu(NO3) (ZnO:GO/Cu-R, ZnO:GO/Cu-K, ZnO:Al/Cu, dan ZnO:Al/GO/Cu) telah berhasil disintesis menggunakan metode sol-gel dengan kristalisasi suhu rendah (150°C). Larutan yang mengandung metil biru (MB) digunakan untuk mengevaluasi sifat fotokatalitik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semua sampel memiliki struktur kristal hexagonal wurtzite. Hampir semua MB dapat terdegradasi selama 150 menit iradiasi yang dibuktikan dengan semua katalis memiliki efisiensi lebih dari 88 %. Penambahan senyawa yang mengandung Cu telah menggeser celah pita ke arah rentang cahaya tampak. Efisiensi degtradasi tertinggi terjadi pada 30 menit pertama waktu iradiasi dengan katalis ZnO:GO-K yaitu 54,3 %, sedangkan selama 150 menit iradiasi didapat oleh katalis ZnO:GO-R yaitu 97,5 %.
PEMBUATAN NANOFIBER TiO2 SEBAGAI FOTOANODA PADA DYE SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC)
(2023-10-03) AMALIA ROHMAH FAJARIAH; Annisa Aprilia; Lusi Safriani
Komponen penting dalam DSSC yang berkaitan dengan stabilitas dan efisiensi dari DSSC ialah fotoanoda. Titanium dioksida (TiO2) merupakan bahan semikonduktor yang biasa digunakan sebagai material fotoanoda. TiO2 memiliki celah pita lebar (3,2 eV), luas permukaan yang tinggi, tidak beracun, serta stabilitas termal dan kimia yang baik. Struktur nanofiber TiO2 menarik banyak penelitian karena memiliki rasio permukaan terhadap volume dan porositas yang tinggi, sehingga dapat digunakan sebagai fotoanoda pada DSSC. Metode electrospinning merupakan metode yang banyak digunakan untuk membuat nanofiber. Salah satu parameter electrospinning yang dapat mempengaruhi hasil nanofiber adalah tegangan yang diberikan. Pada penelitian ini, nanofiber TiO2 dibuat menggunakan metode electrospinning dengan tegangan yang bervariasi mulai dari 10 kV hingga 20 kV dan digunakan sebagai fotoanoda pada DSSC. Berdasarkan hasil SEM, semakin besar tegangan yang diberikan, diameter yang dihasilkan semakin kecil dan beads berkurang. Diameter nanofiber terkecil dihasilkan dari pemberian tegangan 20 kV sebesar 94,6 nm. Dari hasil XRD diketahui struktur TiO2 yang dihasilkan adalah anatase dan berdasarkan spektrum UV-Vis energi gap TiO2 sebesar 3,2 eV. Berdasarkan kurva karakteristik I-V, nanofiber TiO2 yang dihasilkan oleh tegangan terapan 18 kV menunjukkan efisiensi tertinggi sebesar 2,38 % dengan JSC 6,37 mA/cm2, VOC sebesar 0,74 Volt dan faktor pengisian (FF) sebesar 50,54%.
Pengaruh Medan Listrik Eksternal Terhadap Penumbuhan Lapisan ZnO dan ZnO:GO Submicron-Rods Sebagai Material Fotokatalis Untuk Mendegradasi Metilen Biru
(2022-08-18) ANNISA NUR RAHMAWATI; Annisa Aprilia; Tidak ada Data Dosen
Lapisan ZnO submicron-rods telah disintesis menggunakan metode penumbuhan self assembly dengan penambahan medan listrik eksternal. Medan listrik eksternal dihasilkan melalui pemberian variasi tegangan sebesar 1 kV, 2 kV, 3 kV dan 5kV. Pemberian variasi tegangan pada proses sintesis bertujuan untuk menyeragamkan arah pertumbuhan rods. Hal tersebut berkaitan dengan upaya peningkatan aktivitas fotokatalis pada lapisan ZnO submicron-rods. Penambahan Graphene oxide (GO) pada proses sintesis lapisan ZnO submicron-rods turut dikaji pengaruhnya terhadap struktur, morfologi dan sifat fotokatalitiknya. Penggunaan medan listrik eksternal dapat meningkatkan DOC kristal ZnO submicron-rods sebesar 44,87% dengan penjajaran rods yang lebih seragam. dengan arah pertumbuhan kristal dominan terhadap sumbu-c. Penambahan GO memperbesar diameter dan tinggi rods, akibat sifat basa dari larutan GO yang dapat mempercepat proses pertumbuhan partikel ZnO. Keberadaan GO juga meningkatkan sudut kontak yang dihasilkan pada sampel. Keberadaan Graphene oxide sebagai material dopan dapat terdeteksi dengan karakterisasi Raman yang ditandai dengan adanya puncak pada pita D dan G. Untuk mengetahui sifat permukaan dari sampel dilakukan pengukuran Contact Angle, hasil pengukurannya menunjukan bahwa keseluruhan sampel bersifat hidrofilik. Untuk mengetahui sifat fotokatalitik pada seluruh sampel, dilakukan uji fotokatalis menggunakan larutan Metil biru dengan penyinaran sinar UV-A selama 300 menit. Hasil pengujian fotokatalitik menunjukan bahwa secara umum keberadaan medan eksternal pada proses penumbuhan ZnO submicron-rods dapat meningkatkan efisiensi fotokatalitik dari 75,09% menjadi 86,22% (ZnO 1 kV). Sedangkan keberadaan GO tidak memperlihatkan adanya peningkatan aktivitas fotokatalis yang kemungkinan disebabkan oleh besarnya diameter rods sehingga meningkatkan sudut kontak dan memperkecil luas permukaan efektif.
Pengujian Sifat Fotokatalitik Lapisan ZnO Rods dalam Mendegradasi Senyawa Metil BIru
(2022-08-11) NABILAH PUTRI UTAMI; Annisa Aprilia; Tidak ada Data Dosen
Aktivitas fotokatalis oleh lapisan tipis dalam mendegradasi suatu polutan sangat dipengaruh oleh kualitas morfologi lapisan. Hal tersebut berkaitan dengan pertemuan antara luas permukaan aktif katalis dengan polutan yang terkandung didalam air. Penggunaan katalis dalam bentuk lapisan memiliki keuntungan berupa kapabilitasnya dalam penggunaan berulang. Untuk meningkatkan luas permukaan lapisan katalis dilakukan penumbuhan partikel ZnO rods pada kedua sisi substrat kaca. Proses penumbuhan dilakukan menggunakan metode sol gel dengan teknik self-assembly. Berdasarkan hasil karakterisasi SEM dan XRD diperoleh struktur partikel berbentuk batangan (rods) di kedua sisi substrat dengan orientasi bidang kristal searah sumbu c (002). Variasi massa katalis yang berbeda tidak berpengaruh terhadap proses degradasi senyawa metil biru. Hal yang mempengaruhi proses degradasi adalah kualitas morfologi lapisan yang ditunjukkan dengan konstanta laju degradasi tertinggi dihasilkan oleh lapisan dengan keteraturan penjajaran rods paling baik. Penggunaan katalis pada kedua sisi substrat dapat mempercepat proses degradasi dengan peningkatan konstanta laju sebesar 72%. Efisiensi degradasi metil biru oleh lapisan ZnO pada penggunaan berulang (5x) masih diatas 80%. Hal ini menunjukkan bahwa lapisan ZnO rods memiliki stabilitas yang baik dalam proses fotokatalitik. Larutan metil biru dengan konsentrasi 6 ppm masih mampu didegradasi oleh lapisan ZnO dengan luas permukaan 21,4 cm2 (kapasitas degradasi sebesar 0,28 ppm/cm2).
Peningkatan Kinerja Fotokatalitik TiO2 dalam Mendegradasi Metil Biru dengan Penambahan Senyawa ZnO dan Graphene Oxide (GO)
(2022-10-10) LUTFI NAUFAL RAMADHIKA; Annisa Aprilia; Lusi Safriani
Titanium dioksida merupakan material semikonduktor yang umum dan paling sering digunakan sebagai senyawa aktif fotokatalis untuk proses penjernihan air. Beberapa sifat unggul TiO2 dibandingkan dengan senyawa oksida logam lainnya adalah luas permukaan aktif yang besar, tidak beracun, memiliki stabilitas yang baik dibawah paparan sinar matahari, dan biaya produksi yang relatif rendah. Walaupun demikian, material TiO2 masih memiliki beberapa kekurangan yang membatasi kinerja sebagai fotokatalis, yaitu hanya dapat bekerja pada rentang sinar UV (celah pita energi ~ 3,2 eV), rekombinasi pembawa muatan yang tinggi, dan rendahnya sifat adsorpsi permukaan. Salah satu cara untuk meningkatkan aktivitas fotokatalitik dari senyawa TiO2 adalah menggabungkannya bersama senyawa lain seperti ZnO dan oksida grafena (GO). Oksida zink memiliki potensial redoks dan mobilitas pembawa muatan yang lebih tinggi serta daerah serapan yang sama dengan TiO2. Penggabungan TiO2 dengan ZnO diharapkan dapat meningkatkan pembawa muatan bebas dan menurunkan peristiwa rekombinasi muatan. Sedangkan senyawa GO memiliki sifat adsorpsi yang tinggi terhadap polutan yang diperankan oleh gugus hidroksil, karbonil dan epoksida. Senyawa TiO2 dengan penambahan ZnO (TiO2/ZnO) dan penambahan GO (TiO2/ZnO/GO) dipelajari dengan mengamati karakteristik struktur, absorpsi, fotoluminesensi, morfologi, dan kandungan senyawa. Peningkatan aktivitas fotokatalis teramati pada degradasi metil biru di dalam larutan dengan penyinaran UV-A, lampu visibel, dan cahaya matahari selama 60 menit. Berdasarkan pengukuran TEM, partikel ZnO terlihat seperti menempel atau mendekorasi partikel TiO2 yang memiliki ukuran yang lebih besar serta terlihat adanya lembaran GO yang menempel. Luas permukaan spesifik meningkat sebesar 68% ketika ditambahkan ZnO dan GO. Senyawa TiO2/ZnO/GO memiliki nilai Zeta Potensial sebesar -17,6 mV yang menandakan kestabilan partikel rendah sehingga dapat menguntungkan dalam proses fotokatalis. Berdasarkan sifat optiknya, TiO2 dan ZnO memiliki daerah serapan dibawah panjang gelombang 400 nm yang menandakan senyawa katalis bekerja dengan optimal pada spektrum UV. Penambahan GO pada senyawa TiO2/ZnO/GO terlihat dari spektrum Raman yaitu adanya puncak pita G dan D yang menunjukkan keberadaan material GO. Selain itu terdapat senyawa lain yang terbentuk yaitu ZnTiO3 yang menandakan adanya pemakaian unsur oksigen. Hasil uji fotokatalis terbaik diperoleh senyawa TiO2/ZnO/GO dengan konstanta degradasi polutan 0,1049 /menit dengan efisiensi 92% dalam waktu 25 menit menggunakan cahaya matahari.
STUDI PREPARASI LAPISAN ZnO, TiO2, DAN ZnO/TiO2 MENGGUNAKAN METODE SCREEN PRINTING BESERTA PENGUJIAN SIFAT FOTOKATALIS
(2023-11-10) INOVASARI ISLAMI; Annisa Aprilia; Lusi Safriani
Dalam penelitian ini lapisan ZnO, TiO2, dan ZnO/TiO2 disintesis dengan suhu kalsinasi rendah dan dikarakterisasi untuk mengamati sifat-sifat yang terkait dengan kinerja fotokatalisis. Sampel disiapkan dengan mencampur fase gel prekursor ZnO, serbuk TiO2 anatase, triton-x 100, dan acetylacetone untuk menghasilkan pasta yang digunakan dalam proses deposisi. Lapisan yang berasal dari pasta kemudian dibuat menggunakan metode screen printing pada substrat kaca dan dikalsinasi pada suhu 250 °C untuk memfasilitasi kristalisasi ZnO dan menghilangkan bahan tambahan lainnya. Analisis XRD mengkonfirmasi pembentukan kristal ZnO dan TiO2, meskipun derajat kristalinitasnya lebih rendah dibandingkan dalam bentuk serbuk/partikulat. Kristalinitas yang lebih rendah ini kemungkinan berasal dari sisa senyawa organik yang berasal dari pelarut ataupun surfaktan yang digunakan. Karekteristik termal diobservasi menggunakan karekaterisasi TGA/DTA dan diketahui bahwa ZnO gel prekursor sudah membentuk ZnO (kristal) pada suhu 150°C, sedangkan untuk sampel dalam bentuk pasta (yaitu sampel ZnO/TiO2) pada suhu 250°C penguapan senyawa organik belum sepenuhnya terjadi. Morfologi permukaan masing-masing sampel diamati menggunakan scanning electron microscopy (SEM), analisis Brunauer–Emmett– Teller (BET), dan pengukuran contact angle. Menariknya, kedua lapisan TiO2 dan ZnO cenderung memiliki permukaan hidrofobik, sementara ZnO/TiO2 memiliki permukaan hidrofilik. Analisis BET mengungkapkan bahwa ZnO memiliki luas permukaan spesifik tertinggi berkaitan dengan pertikel ZnO berukuran nano. Spektrum FTIR mengkonfirmasi keberadaan ikatan kimia yang sesuai dalam ZnO dan TiO2 serta bahan tambahan lainnya, seperti gugus alkil. Spektrum fotoluminesensi (PL) menunjukkan emisi biru yang terkait dengan cacat intrinsik seperti kekosongan dan interstitial Zn dan Ti pada semua sampel. Perbedaan dalam kinerja fotokatalisis antara bentuk film dan serbuk/partikulat untuk setiap material diamati dan dianalisis. Struktur, morfologi, dan karakteristik PL semua sampel dikaitkan dengan perilaku fotokatalis mereka dalam degradasi metil biru. Lapisan ZnO dan ZnO/TiO2 memiliki efisiensi fotokatalitik rendah, bahkan jika hanya menggunakan sinar UV-A. Ini disebabkan oleh struktur kristal ZnO yang kurang ideal, yang hanya berfungsi sebagai penyerap sinar UV dan tidak menghasilkan pembawa muatan bebas dengan baik. Intensitas spektrum emisi di daerah cahaya terlihat tinggi, menunjukkan rekombinasi muatan yang signifikan. Di sisi lain, lapisan TiO2 tetap efektif dengan efisiensi sekitar 93% (baik dalam adsorpsi maupun aktivitas fotokatalitik) selama penyinaran. Ini mungkin terkait dengan morfologi lapisan TiO2 yang mempengaruhi kemampuan interaksinya dengan zat pencemar. Lapisan TiO2 juga memiliki intensitas emisi yang rendah, menunjukkan rekombinasi muatan yang rendah. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa perbedaan dalam aktivitas fotokatalisis antara lapisan dan serbuk disebabkan oleh variasi dalam struktur kristal dan morfologi keduanya. Selain itu, penggunaan bahan tambahan seperti acetyl aceton, triton-x, dan DI water dalam proses pembuatan lapisan memiliki potensi untuk mengubah sifat-sifat material tersebut. Selanjutnya, suhu kalsinasi juga memiliki dampak signifikan terhadap hasil karakterisasi serta aktivitas fotokatalisis lapisan.
STUDI VARIASI KOMPOSISI KOMPOSIT TiO2:ZnO SEBAGAI FOTOANODA PADA DYE-SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC)
(2024-01-24) EUIS SITI NURAZIZAH; Annisa Aprilia; Lusi Safriani
Titanium dioksida (TiO2) sebagai lapisan fotoanoda pada sel surya tersensitasi zat warna atau dye-sensitized solar cell (DSSC) menghasilkan kinerja yang tinggi. TiO2 memiliki stabilitas termal dan kimia yang tinggi sehingga mampu menyerap dye dengan baik, tapi mobilitas elektron TiO2 masih rendah sehingga menyebabkan proses rekombinasi dalam sel dan efisiensi DSSC menurun. Material alternatif semikonduktor logam oksida lainnya, seperti seng oksida (ZnO) banyak dieksplorasi karena sintesisnya yang mudah, memiliki energi gap yang sesuai, mobilitas elektron yang tinggi sehingga dapat digunakan sebagai fotoanoda dengan rekombinasi yang rendah. Walaupun demikian, stabilitas kimia ZnO masih rendah sehingga menurunkan kinerja DSSC. Berdasarkan hal tersebut, kombinasi TiO2 dan ZnO dalam bentuk komposit TiO2:ZnO sebagai lapisan fotoanoda diharapkan dapat meningkatkan efisiensi DSSC. Pada penelitian ini, komposit TiO2:ZnO disintesis dengan metode sol-gel dengan penambahan ZnO pada TiO2 dalam variasi komposisi TiO2:ZnO 80:20, 60:40, 50:50, 40:60, and 20:80 dalam konsentrasi atomik persen (at%). Hasil karakterisasi X-Ray Fluorescent (XRF) menunjukkan perbandingan komposisi molekul antara TiO2 dan ZnO sesuai dengan desain komposisi yang digunakan, dimana konsentrasi TiO2 menurun seiring dengan meningkatnya konsentrasi ZnO. Gabungan fasa anatase dan zincite dari masing-masing TiO2 dan ZnO dalam komposit TiO2:ZnO diperoleh melalui pengujian X-Ray Diffraction (XRD). Hasil XRD ini pun berkorelasi dengan hasil pengujian Raman yang menunjukkan puncak-puncak pergeseran Raman untuk masing-masing TiO2 dan ZnO. Sifat optik semua sampel menunjukkan daerah absorbansi material fotoanoda berada di rentang ultraviolet (UV) sebelum direndam di dalam larutan N719- dye. Sedangkan, setelah melalui proses perendaman selama beberapa jam, terlihat adanya absorbansi pada daerah visible yang menunjukkan bahwa dye dapat diserap dengan baik. Divais DSSC difabrikasi dengan melapiskan fotoanoda di atas substrat FTO menggunakan metode screen-printing dengan struktur FTO/TiO2:ZnO/N719-dye/mosalit/Pt/FTO. Pengujian efisiensi dilakukan dengan rangkaian alat sederhana dan nilai tertinggi diperoleh dari material komposit TiO2:ZnO pada komposisi 50:50 sebesar 2,30% dengan nilai Jsc = 7,03%. Hasil ini menunjukkan performa yang lebih baik dibandingkan dengan material tunggal TiO2 dan ZnO yang menghasilkan nilai efisiensi masing-masing sebesar 1,99% dengan Jsc = 4,39 mA/cm2 dan 0,73% dengan Jsc = 2,82 mA/cm2. Hasil ini menunjukkan bahwa komposisi seimbang merupakan komposisi optimum yang dapat meningkatkan nilai JSC dengan mengurangi proses rekombinasi dan mempertahankan daya serap dye yang baik.

Browse

Browsing Fisika (S2) by Author "Annisa Aprilia"

Results Per Page

Sort Options