{"title":"利用椰壳天然材料合成氧化石墨烯(GO)并对其进行表征","authors":"Natalia Agus Putri, Z. A. I. Supardi","doi":"10.26740/ifi.v12n2.p47-55","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Pemanfaatan limbah tempurung kelapa di Indonesia masih kurang dan terbatas, bahkan umunya masih dianggap sebagai limbah bahan bakar setiap harinya. Sedangkan limbah tempurung kelapa memiliki daya serap yang tinggi dan luas permukaan yang besar yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber alternatif material Graphene Oxide (GO) yang ramah lingkungan serta ketersediaannya dapat diperbarui. Graphene oxide merupakan material dengan konduktivitas yang sangat baik, memiliki kisi hexagonal menyerupai sarang lebah dan terdapat lengkungan karena adanya gugus oksigen dalam bentuk karboksil dan karbonil didalamnya. Proses sintesis graphene oxide dari tempurung kelapa ini menggunakan metode Hummer atau oksidasi secara kimia. Karakterisasi material dilakukan untuk mendapatkan material graphene oxide yang bagus. Hasil SEM menyatakan perbedaan ukuran partikel dan pada tepi partikel terlihat agak tebal yang menunjukkan adanya gugus fungsi oksigen yang diperjelas dengan hasil EDX dimana unsur karbon sebanyak 86,8 wt% dan unsur oksigen sebanyak 12,8 wt%. Perbandingan hasil dari karakterisasi FTIR dari sampel GO hasil sintesis dengan referensi menjelaskan adanya berbagai gugus fungsi yang mengandung oksigen dalam sampel GO. Kemudian pada pengukuran spektroskopi raman diperoleh rasio sebesar 0,84 yang menyatakan bahwa sampel hasil sintesis merupakan sampel GO. Meskipun pada karakterisasi XRD didapatkan pergeseran pola difraksi material GO yang khas pada pembentukan rGO, hal ini dapat disebabkan dari prekusor yang digunakan dalam sintesis merupakan bahan amorf dan adanya perubahan derajat oksidasi selama proses sintesis. Kata Kunci: Graphene Oxide, Tempurung Kelapa, Metode Hummer Abstract Utilization of coconut shell waste in Indonesia is still lacking and limited, in fact it is generally still considered as fuel waste every day. Meanwhile, coconut shell waste has a high absorption capacity and a large surface area which can be used as an alternative source of Graphene Oxide (GO) material which is environmentally friendly and its availability can be renewed. Graphene oxide is a material with very good conductivity, has a hexagonal lattice resembling a honeycomb and has a bend due to the presence of oxygen groups in the form of carboxyl and carbonyl in it. The process of synthesizing graphene oxide from coconut shells uses the Hummer method or chemical oxidation. Material characterization was carried out to obtain a good graphene oxide material. The SEM results revealed differences in particle size and on the edges of the particles it looked rather thick indicating the presence of oxygen functional groups which was clarified by the EDX results where the carbon element was 86.8 wt% and the oxygen element was 12.8 wt%. Comparison of the results of the FTIR characterization of the synthesized GO samples with references explaining the presence of various oxygen-containing functional groups in the GO samples. Then on Raman spectroscopy measurements, the ratio was obtained at 0.84 which stated that the synthesized sample was a GO sample. Although the XRD characterization obtained a shift in the diffraction pattern of GO material that is typical for the formation of rGO, this can be caused by the precursor used in the synthesis which is an amorphous material and the degree of oxidation changes during the synthesis process. Keywords: Graphene Oxide, Coconut Shell, Hummer Method","PeriodicalId":56254,"journal":{"name":"Inovasi Fisika Indonesia","volume":"52 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-07-04","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"SINTESIS DAN KARAKTERISASI GRAPHENE OXIDE (GO) DARI BAHAN ALAM TEMPURUNG KELAPA\",\"authors\":\"Natalia Agus Putri, Z. A. I. Supardi\",\"doi\":\"10.26740/ifi.v12n2.p47-55\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"Pemanfaatan limbah tempurung kelapa di Indonesia masih kurang dan terbatas, bahkan umunya masih dianggap sebagai limbah bahan bakar setiap harinya. Sedangkan limbah tempurung kelapa memiliki daya serap yang tinggi dan luas permukaan yang besar yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber alternatif material Graphene Oxide (GO) yang ramah lingkungan serta ketersediaannya dapat diperbarui. Graphene oxide merupakan material dengan konduktivitas yang sangat baik, memiliki kisi hexagonal menyerupai sarang lebah dan terdapat lengkungan karena adanya gugus oksigen dalam bentuk karboksil dan karbonil didalamnya. Proses sintesis graphene oxide dari tempurung kelapa ini menggunakan metode Hummer atau oksidasi secara kimia. Karakterisasi material dilakukan untuk mendapatkan material graphene oxide yang bagus. Hasil SEM menyatakan perbedaan ukuran partikel dan pada tepi partikel terlihat agak tebal yang menunjukkan adanya gugus fungsi oksigen yang diperjelas dengan hasil EDX dimana unsur karbon sebanyak 86,8 wt% dan unsur oksigen sebanyak 12,8 wt%. Perbandingan hasil dari karakterisasi FTIR dari sampel GO hasil sintesis dengan referensi menjelaskan adanya berbagai gugus fungsi yang mengandung oksigen dalam sampel GO. Kemudian pada pengukuran spektroskopi raman diperoleh rasio sebesar 0,84 yang menyatakan bahwa sampel hasil sintesis merupakan sampel GO. Meskipun pada karakterisasi XRD didapatkan pergeseran pola difraksi material GO yang khas pada pembentukan rGO, hal ini dapat disebabkan dari prekusor yang digunakan dalam sintesis merupakan bahan amorf dan adanya perubahan derajat oksidasi selama proses sintesis. Kata Kunci: Graphene Oxide, Tempurung Kelapa, Metode Hummer Abstract Utilization of coconut shell waste in Indonesia is still lacking and limited, in fact it is generally still considered as fuel waste every day. Meanwhile, coconut shell waste has a high absorption capacity and a large surface area which can be used as an alternative source of Graphene Oxide (GO) material which is environmentally friendly and its availability can be renewed. Graphene oxide is a material with very good conductivity, has a hexagonal lattice resembling a honeycomb and has a bend due to the presence of oxygen groups in the form of carboxyl and carbonyl in it. The process of synthesizing graphene oxide from coconut shells uses the Hummer method or chemical oxidation. Material characterization was carried out to obtain a good graphene oxide material. The SEM results revealed differences in particle size and on the edges of the particles it looked rather thick indicating the presence of oxygen functional groups which was clarified by the EDX results where the carbon element was 86.8 wt% and the oxygen element was 12.8 wt%. Comparison of the results of the FTIR characterization of the synthesized GO samples with references explaining the presence of various oxygen-containing functional groups in the GO samples. Then on Raman spectroscopy measurements, the ratio was obtained at 0.84 which stated that the synthesized sample was a GO sample. Although the XRD characterization obtained a shift in the diffraction pattern of GO material that is typical for the formation of rGO, this can be caused by the precursor used in the synthesis which is an amorphous material and the degree of oxidation changes during the synthesis process. Keywords: Graphene Oxide, Coconut Shell, Hummer Method\",\"PeriodicalId\":56254,\"journal\":{\"name\":\"Inovasi Fisika Indonesia\",\"volume\":\"52 1\",\"pages\":\"\"},\"PeriodicalIF\":0.0000,\"publicationDate\":\"2023-07-04\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Inovasi Fisika Indonesia\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.26740/ifi.v12n2.p47-55\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"\",\"JCRName\":\"\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Inovasi Fisika Indonesia","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.26740/ifi.v12n2.p47-55","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
摘要
在印度尼西亚,椰子壳废料的利用仍然缺乏且有限,甚至每天都被普遍认为是燃料废料。同时,椰子壳废料具有高吸收能力和大表面积,可用作环保和可再生的氧化石墨烯(GO)材料的替代来源。氧化石墨烯是一种导电性极佳的材料,具有类似蜂窝状的六角形晶格,并且由于其中存在羧基和羰基形式的氧基团而产生弯曲。从椰子壳中合成氧化石墨烯的过程采用的是 Hummer 法或化学氧化法。为获得良好的氧化石墨烯材料,对材料进行了表征。扫描电子显微镜结果表明,氧化石墨烯的颗粒大小不同,而且颗粒边缘看起来相当厚,这表明存在氧官能团,EDX 结果也证实了这一点,其中碳元素含量为 86.8 wt%,氧元素含量为 12.8 wt%。将合成的 GO 样品的傅立叶变换红外光谱表征结果与参照物进行比较,说明 GO 样品中存在各种含氧官能团。然后,拉曼光谱测量得到的比率为 0.84,说明合成的样品是 GO 样品。尽管在 XRD 表征中,GO 材料的衍射图样发生了转变,这是形成 rGO 的典型特征,但这可能是由于合成无定形材料时使用的前驱体以及合成过程中氧化程度的变化造成的。 关键词:氧化石墨烯氧化石墨烯;椰壳;悍马法 摘要 印度尼西亚对椰壳废料的利用仍然缺乏且有限,事实上,椰壳废料每天仍被普遍视为燃料废料。同时,椰子壳废物具有高吸收能力和大表面积,可用作氧化石墨烯(GO)材料的替代来源,这种材料既环保又可再生。氧化石墨烯是一种导电性能非常好的材料,具有类似蜂巢的六角形晶格,并且由于其中存在羧基和羰基形式的氧基团而具有弯曲性。从椰子壳中合成氧化石墨烯的过程采用的是 Hummer 法或化学氧化法。为获得良好的氧化石墨烯材料,对材料进行了表征。扫描电子显微镜结果显示了颗粒大小的差异,颗粒边缘看起来相当厚,这表明存在氧官能团,EDX 结果也证实了这一点,其中碳元素含量为 86.8 wt%,氧元素含量为 12.8 wt%。将合成的 GO 样品的傅立叶变换红外光谱表征结果与参考文献进行比较,说明 GO 样品中存在各种含氧官能团。然后进行拉曼光谱测量,得到的比率为 0.84,说明合成的样品是 GO 样品。尽管在 XRD 表征中,GO 材料的衍射图样发生了变化,这是形成 rGO 的典型特征,但这可能是由于合成中使用的前驱体是一种无定形材料,并且在合成过程中氧化程度发生了变化。 关键词氧化石墨烯、椰壳、悍马法
SINTESIS DAN KARAKTERISASI GRAPHENE OXIDE (GO) DARI BAHAN ALAM TEMPURUNG KELAPA
Pemanfaatan limbah tempurung kelapa di Indonesia masih kurang dan terbatas, bahkan umunya masih dianggap sebagai limbah bahan bakar setiap harinya. Sedangkan limbah tempurung kelapa memiliki daya serap yang tinggi dan luas permukaan yang besar yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber alternatif material Graphene Oxide (GO) yang ramah lingkungan serta ketersediaannya dapat diperbarui. Graphene oxide merupakan material dengan konduktivitas yang sangat baik, memiliki kisi hexagonal menyerupai sarang lebah dan terdapat lengkungan karena adanya gugus oksigen dalam bentuk karboksil dan karbonil didalamnya. Proses sintesis graphene oxide dari tempurung kelapa ini menggunakan metode Hummer atau oksidasi secara kimia. Karakterisasi material dilakukan untuk mendapatkan material graphene oxide yang bagus. Hasil SEM menyatakan perbedaan ukuran partikel dan pada tepi partikel terlihat agak tebal yang menunjukkan adanya gugus fungsi oksigen yang diperjelas dengan hasil EDX dimana unsur karbon sebanyak 86,8 wt% dan unsur oksigen sebanyak 12,8 wt%. Perbandingan hasil dari karakterisasi FTIR dari sampel GO hasil sintesis dengan referensi menjelaskan adanya berbagai gugus fungsi yang mengandung oksigen dalam sampel GO. Kemudian pada pengukuran spektroskopi raman diperoleh rasio sebesar 0,84 yang menyatakan bahwa sampel hasil sintesis merupakan sampel GO. Meskipun pada karakterisasi XRD didapatkan pergeseran pola difraksi material GO yang khas pada pembentukan rGO, hal ini dapat disebabkan dari prekusor yang digunakan dalam sintesis merupakan bahan amorf dan adanya perubahan derajat oksidasi selama proses sintesis. Kata Kunci: Graphene Oxide, Tempurung Kelapa, Metode Hummer Abstract Utilization of coconut shell waste in Indonesia is still lacking and limited, in fact it is generally still considered as fuel waste every day. Meanwhile, coconut shell waste has a high absorption capacity and a large surface area which can be used as an alternative source of Graphene Oxide (GO) material which is environmentally friendly and its availability can be renewed. Graphene oxide is a material with very good conductivity, has a hexagonal lattice resembling a honeycomb and has a bend due to the presence of oxygen groups in the form of carboxyl and carbonyl in it. The process of synthesizing graphene oxide from coconut shells uses the Hummer method or chemical oxidation. Material characterization was carried out to obtain a good graphene oxide material. The SEM results revealed differences in particle size and on the edges of the particles it looked rather thick indicating the presence of oxygen functional groups which was clarified by the EDX results where the carbon element was 86.8 wt% and the oxygen element was 12.8 wt%. Comparison of the results of the FTIR characterization of the synthesized GO samples with references explaining the presence of various oxygen-containing functional groups in the GO samples. Then on Raman spectroscopy measurements, the ratio was obtained at 0.84 which stated that the synthesized sample was a GO sample. Although the XRD characterization obtained a shift in the diffraction pattern of GO material that is typical for the formation of rGO, this can be caused by the precursor used in the synthesis which is an amorphous material and the degree of oxidation changes during the synthesis process. Keywords: Graphene Oxide, Coconut Shell, Hummer Method