Sintesis dan Karakterisasi Grafena Quantum Dots dari Grafit Batubara Sawahlunto Melalui Metode Hidrotermal Sebagai Aditif terhadap Konduktivitas Film Berbasis Selulosa Asetat

Abstract

Graphene quantum dots (GQDs) were grapheme sheet with diameter sizes under 100 nm. It had quantum dot properties generally and high surface area so it proposed as material for LED and energy storage devices applications. In this work, GQDs was synthesized from Sawahlunto coal graphite (BB900) using modified Hummers method and assisted by hydrothermal. BB900 was dispersed into sulfuric acid and irradiated by ultrasonic wave before oxidized by strong oxidator. The oxidized solution then heated in high temperature. Structure of resultant GQDs was determined with Raman shift and UV-Vis spectroscopy. Its morphology and diameter particle sizes were determined using HR-TEM and its conductivity was measured by using four point probe. Raman shift and UV-Vis spectra confirmed that this GQDs high C-H sp2 intensity and π – π * aromatic domain. HR-TEM show this GQDs had spherical shape with its diameter particle size was bellow 10 nm. And four point probe showed this GQDs could increase the conductivity of cellulose acetate up to eight times. When this GQDs were fabricated into electrospun nanofiber based cellulose acetate, it produced nanofibers with diameter sizes about 100-140 nm.

Grafena quantum dots (GQDs) merupakan lembaran grafena dengan ukuran di bawah 100 nm. Ia memiliki sifat quantum dot pada umumnya serta memiliki luas permukaan yang tinggi sehingga menjadi usulan untuk diaplikasikan ke perangkat LED dan perangkat energi pada elektronik. Di penelitian ini, GQDs disintesis dari grafit batubara Sawahlunto (BB900) menggunakan metode Hummers yang dimodifikasi dan dilanjutkan ke proses hidrotermal. BB900 didispersikan pada asam kuat kemudian disinari gelombang ultrasonik sebelum dioksidasi oksidator kuat. Setelah proses oksidasi selesai, suspensi langsung dipanaskan pada suhu tinggi selama satu hari. GQDs yang dihasilkan ditentukan strukturnya menggunakan Raman dan UV-vis, untuk morfologi dan diameter partikelnya ditentukan menggunakan TEM serta pengukuran konduktivitasnya ditentukan menggunakan four point probe. Hasil uji raman menentukan bahwa GQDs yang disintesis memiliki struktur C-H sp2 yang tinggi dan hasil spektrum UV-vis menentukan terdapat struktur konjugasi aromatik. Hasil TEM menunjukkan bahwa partikel GQDs memiliki bentuk spiral dengan diameter di bawah 10 nm. Serta hasil uji konduktivitas menunjukkan bahwa GQDs ini mampu menaikkan nilai konduktivitas dari film berbasis selulosa asetat menjadi delapan kali lipat. Film nanoserat berbasis selulosa asetat terkandung GQDs menghasilkan serat dengan diameter rata-rata 100-140 nm