MODIFIKASI PREPARASI MATERIAL KONDUKTOR IONIK BERBASIS ION MAGNEIUM MELALUI METODE SOL GEL SEBAGAI KOMPONEN SENSOR GAS SO 2

Transkripsi

1 MODIFIKASI PREPARASI MATERIAL KONDUKTOR IONIK BERBASIS ION MAGNEIUM MELALUI METODE SOL GEL SEBAGAI KOMPONEN SENSOR GAS SO 2 Oleh : Soja Siti Fatimah,M.Si 1) Ali Kusrijadi,M.Si 1) Dr. Bambang Soegiono 2) Dr.Agus Setiabudhi,MSi 1) 1) Jurusan Pendidikan Kimia UPI 2) Progaram Material Sains Jurusan Fisika UI

2 Latar Belakang Pencemaran udara melalui monitoring lingkungan alternatif monitoring lingkungan dengan dikembangkan sensor gas berbasis elektrolit padat metode reaksi padat-padat yang relatif lebih murah dan sederhana telah dilakukan. Akan tetapi masih terdapat ketidakmurnian hasil

3 Rumusan Masalah Bagaimana karakter fisikokimia material konduktor ionik yang di preparasi melalui reaksi sol-gel dan nilai konduktivitas yang dihasilkan.

4 Tujuan Penelitian Mendapat nilai konduktivitas material konduktor ionik berbasis ion magnesium yang dapat digunakan sebagai komponen dari perangkat sensor gas SO 2

5 METODE PENELITIAN 1. Preparasi dari MgO-ZrO(NO 3 ) 2.8H 2 O- NH 4 H 2 PO 4 dan karakterisasi 2. Uji Nilai Konduktivitas

6 Metode FT-IR MgO ZrO(NO 3 ) 2.8H 2 O NH 4 H 2 PO 4 Pencampuran campuran bahan baku Analisis TG-DTA Sintering sampai dengan temperatur 1200 o C Analisa FT-IR, XRD, XRF, dan SEM Material Sensor

7 HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis FTIR Hasil preparasi sebelum dan setelah pemanasan Vibrasi ulur ZrO 6 dan PO 4 3- Vibrasi tekuk ZrO 6 dan PO 4 3- %T sebelum pemanasan setelah pemanasan N-H Survei literatur: interferensi ketiga bahan baku Bilangan gelombang (cm -1 )

8 Analisis FTIR Material sensor untuk ke-4 variasi %T Pengadukan penambahan HNO3 dengan pengadukan penambahan HNO3 tanpa pengadukan pereaksi ZrO(NO3)2.8H2O Bilangan Gelombang (cm -1 )

9 Analisis TG-DTA Analisa termal MgO-ZrO 2 -NH 4 H 2 PO 4 Grafik TG-DTA Heat flow TGA DTA Pelepasan NH Perubahan Massa -25 Pelepasan air Temperatur

10 Analisis XRD ZrO(NO 3 ) 2.8H 2 O Penambahan HNO 3 Intensi tas x Penambahan HNO 3 +pengadukan x Pengadukan t het a

11 Analisis XRF Perbandingan komposisi unsur Mg, Zr, dan P dalam MZP Variasi Metode Preparasi Komposisi (mol/mol) Mg Zr P Rumus Kimia Pengadukan Mg 0.4 Zr 3.6 P 10 Penambahan HNO 3 dengan pengadukan Penambahan HNO 3 tanpa pengadukan Mg 0.1 Zr 2..9 P Mg 0.4 Zr 3.1 P 10.5 ZrO(NO 3 ) 2.8H 2 O Mg 0.3 Zr 1.4 P 13.1

12 Analisis SEM Tampilan SEM dengan perbesaran 1500 kali Dengan Pengadukan Dengan Pengadukan dan Penambahan HNO3,

13 Analisis SEM Dengan Penambahan HNO3 ZrO(NO 3 ) 2.8H 2 O

14 KESIMPULAN Variasi-variasi yang dilakukan pada saat preparasi tidak mempengaruhi karakter serapan inframerah yang dihasilkan Analisis XRD untuk material sensor dengan variasi pengadukan pada proses pencampuran menunjukkan kristal yang mirip dengan literatur MZP, dan termasuk kelompok kristal NaGe 2 (PO 4 ) 3. Dari analisis XRF diperoleh komposisi unsur Mg:Zr:P yaitu dengan perbandingan Mg 0.4 Zr 3.6 P 10, yang melalui variasi pengadukan, memiliki jumlah Zr yang lebih besar dibandingkan dengan variasi metode lainnya. Berdasarkan hasil analisis XRD, XRF, dan SEM, metode preparasi material konduktor ionik melalui reaksi padatpadat dengan variasi pengadukan relatif mendekati karakteristik data literatur.

15 Saran Perlu dilakukan modifikasi preparasi hingga impuritis yang terdapat pada material konduktor ionik berkurang Menguji nilai konduktivitasnya

16 Ucapan Terimakasih Lembaga Penelitian UPI Indonesia DP2M Dr. Agus Setiabudhi

17 Struktur kristal MZP

18 Skema sensor gas SO2

19 Preparasi ZrO 2 ZrOCl2 8H2O Solution +NH4OH Precipitated intermediates Zr(OH)4 Wash Cl--free Precipitate Filtration Wet powders Zr(OH)4 Freezing Dry (Liquid N2) Dry Powder Zr(OH)4 Calcination Zirconia Powder ZrO2

20 Pola difraksi MZP

21 Properties ZrOCl 2.8H 2 O MgO HNO 3 ZrO Wujud Padat Serbuk putih Cairan tidak berwarna Titik leleh Titik didih Density (g cm -3 ) Kelarutan dlm air Kestabilan Struktur kristal 400 o C (decompose), 150 6H 2 O lepas H 2 O lepas White, serbuk tidak berwarna 2800 o C o C Larut air dingin, decompose in hot water Stabil, tidak cocok dgn oksidator kuat, logam alkali, air g in 100 g water Cubic FCC Miscible Tidak larut, lart dalam HF