Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi....
-
Upload
doannguyet -
Category
Documents
-
view
254 -
download
1
Transcript of Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi....
![Page 1: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/1.jpg)
Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita
Energi Karbon Pada Hasil
Pemanasan Tempurung Kelapa
Jurusan FisikaFakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan AlamInstitut Teknologi Sepuluh Nopember
Muhammad Nashrullah (1110100036)Prof. Dr. Darminto, M.Sc.
![Page 2: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/2.jpg)
Latar Belakang
LigninSelulosa
Hemiselulosa
Karbon
Wachid, 2013
Perkasa, 2013
Turbostatik
Sylvite (KCl)
![Page 3: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/3.jpg)
Karbon
Graphite
Konduktor Bahan Harga
Graphite powder Rp 1.200.000,- / kg
Tempurung kelapa Rp 10.000,- / karung
![Page 4: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/4.jpg)
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. mengetahui fasa yang terbentuk dari arang hasilpemanasan serbuk tempurung kelapa dengan berbagaivariasi temperatur dan karbonisasi yang telah ditentukan.
2. mengetahui nilai lebar celah pita energi dari arang hasilpemanasan serbuk tempurung kelapa dengan berbagaivariasi temperatur dan karbonisasi yang telah ditentukan .
![Page 5: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/5.jpg)
Tempurung Kelapa dan Arang
Bahan Komponen Kandungan
Tempurungkelapa
1. Moisture2. Volatile3. Karbon4. Abu
10,46 %67,67 %18,29 %3,58 %
Arang1. Volatile2. Karbon3. Abu
10,60 %76,32 %13,08 %
![Page 6: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/6.jpg)
Bahan Kristal dan Amorf Zat Padat
kristal amorf
![Page 7: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/7.jpg)
Konsep Pita Energi
konduktor semikonduktor isolator
![Page 8: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/8.jpg)
Proses Pemanasan
![Page 9: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/9.jpg)
Graphite dan Graphene
![Page 10: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/10.jpg)
Graphene Oxide danReduced Graphene Oxide
![Page 11: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/11.jpg)
METODOLOGI
![Page 12: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/12.jpg)
Peralatan dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah borlistrik, mortar, spatula, timbangan digital, aluminiumfoil, boat crucible, tube furnace, dan kertas saring halus.
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalahtempurung kelapa tua, gas inert Nitrogen (N2), danakuades.
![Page 13: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/13.jpg)
Diagram Alir
![Page 14: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/14.jpg)
Fasa
Lebar CelahPita Energi
pencocokan dengan pola difraksi referensi & menggunakan software Match!
regresi linier dan metode absorbance edge menggunakan software Microsoft Excel
Persamaan energi foton :Eg = hc/λ
h = konstanta Planck
0
0.5
1
1.5
0 200 400 600 800 1000
Ab
sorb
ansi
Panjang Gelombang (nm)
y = - 0,001x + 1,035R2 = 0.9999833
y = 0 λ = ...
λ
![Page 15: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/15.jpg)
HASIL DAN PEMBAHASAN
![Page 16: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/16.jpg)
Analisis Komposisi Unsur Bahan Dasar
UnsurPersentase
Massa (%)
Persentase
Atom (%)
Karbon (C) 51,09 58,38
Oksigen (O) 48,22 41,37
Sulfur (S) 0,13 0,06
Klorin (Cl) 0,11 0,04
Kalium (K) 0,46 0,16
![Page 17: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/17.jpg)
Analisis Termal Bahan Dasar
DSC
TGA
![Page 18: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/18.jpg)
T onset (oC) T endset (oC) T peak (oC) Δm (mg)
256,25 301,90 279,64 2,2641
315,81 354,31 336,53 2,8739
![Page 19: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/19.jpg)
Analisis Fasa Hasil Uji XRD
2ϴ = 8-13o, 18-23o, 42-43o 2ϴ = 16-30o, 42-46o
2ϴ = 26o, 42o, 44o, 54o, 60o, 77o, 83o, 87o
graphite
RGO
![Page 20: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/20.jpg)
graphite
RGO
T = 1000oC
Analisis Fasa Hasil Uji XRD
![Page 21: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/21.jpg)
Analisis Fasa Hasil Uji XRD
atmosfer udarasekitar setelah dicuci
atmosfer udarasekitar sebelum dicuci
nitrogen
![Page 22: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/22.jpg)
Analisis Morfologi Unsur Hasil TEM
atmosferudarasekitartanpa
pencucianT = 400oC
30 – 46 nm
![Page 23: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/23.jpg)
10 – 20 nm
karbonisasi gas N2
T = 1000oC(Wachid, 2013)
![Page 24: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/24.jpg)
Analisis Komposisi Unsur Hasil Ultimate
Unsur
Persentase massa (%)
Karbonisasi
nitrogen
Pemanasan di atmosfer sekitar
tanpa dicuci dengan dicuci
Karbon (C) 53,63 53,33 39,55
Hidrogen (H) 6,45 6,40 6,41
Oksigen (O) 35,57 35,17 23,31
Nitrogen (N) 0,89 1,10 1,92
Sulfur (S) 0,02 0,02 0,025
UnsurPersentase
massa (%)
Persentase
atom (%)
Karbon (C) 51,09 58,38
Oksigen (O) 48,22 41,37
![Page 25: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/25.jpg)
Analisis Lebar Celah Pita Energi
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
0 200 400 600 800 1000
Ab
sorb
ansi
Panjang Gelombang (nm)
λ =1
03
5 n
m
y = - 0,001x + 1,035
y = - 0,001x + 1,0350 = - 0,001 λ + 1,0350,001 λ = 1,035λ = 1,035/0,001λ = 1035 nm
Eg = hc/λEg = 1,20 eV
![Page 26: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/26.jpg)
No. Pemanasan / KarbonisasiTemperatur
(oC)
Lebar Celah
Pita Energi (eV)
1.Serbuk awal
tempurung kelapa- 1,20
2.
di lingkungan atmosfer
sekitar sebelum dibilas
400 0,67
600 0,33
800 0,07
1000 0,10
3.di lingkungan atmosfer
sekitar setelah dibilas
400 0,47
600 0,14
800 0,09
1000 0,08
4.di lingkungan gas inert
nitrogen
400 0,67
600 0,31
800 0,07
1000 0,09
![Page 27: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/27.jpg)
Arang tempurung kelapahasil pemanasan
0,07 - 0,67 eV
Graphite / Graphene 0 - 0,34 eV
Reduced Graphene Oxide 0,02 - 2 eV
Bahan Lebar Celah Pita Energi (eV)
Bahan Lebar Celah Pita Energi (eV)
PbS 0,40 Si 1,11
PbTe 0,30 Ge 0,67
CdS 2,40 Sn 0,08
CdSe 1,70 GaAs 1,40
ZnS 3,60 InAs 0,33
ZnTe 2,26 InSb 1,16
![Page 28: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/28.jpg)
Kesimpulan
1. Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuktempurung kelapa yaitu berupa struktur turbostatik yangmemiliki fasa kristal karbon cliftonite (graphite), serta fasaamorf karbon.
2. Pada sampel arang hasil karbonisasi dalam keadaan gas inertnitrogen, terdapat dua fasa impuritas yaitu fasa potassiumchlorate (KClO4) dan fasa sulfur (S11).
3. Nilai lebar celah pita energi pada sampel arang secarakeseluruhan berada dalam rentang 0,07 eV – 0,67 eV yangmasih termasuk dalam rentang bahan semikonduktor danmerupakan material reduced graphene oxide.
![Page 29: Analisis Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon … · Diagram Alir. Fasa Lebar Celah Pita Energi. ... Fasa karbon yang terbentuk dari hasil pemanasan serbuk ... fasa. sulfur (S.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022082213/5b7924a77f8b9ade548dd3a3/html5/thumbnails/29.jpg)
TERIMA KASIH