HASIL DAN PEMBAHASAN. Gambar 7 Respon Dinamik Sensor PANI (HCl 4M) terhadap Konsentrasi Gas Amonia

Transkripsi

1 HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat Sensor Lapisan Tipis PANI Data yang diamati berupa perubahan sifat listrik akibat adanya gas amonia pada permukaan lapisan tipis PANI. Pengujian sifat listrik bahan adalah penurunan resistansi bahan ketika bereaksi dengan gas amonia. Hal ini terjadi karena adanya pemindahan proton dari gas amonia (NH ) ke PANI sehingga Pengujian dilakukan dengan memasukkan lapisan tipis polianilin yang terbentuk pada substrat PCB ke dalam test chamber kemudian diberikan tegangan dengan menggunakan baterai 9 volt. Sensor tegangan dihubungkan pada sensor PANI, kemudian sensor tersebut dihubungkan pada sebuah Personal Computer (PC) dengan menggunakan sebuah interface. Pertama-tama sensor dijalankan pada kondisi tanpa gas amonia, beberapa detik kemudian diberi gas amonia dengan menggunakan syringe ke dalam chamber dan ditahan beberapa saat. Tegangan turun hingga ke keadaan stasioner. Hal ini disebabkan karena adanya penurunan resistansi. Setelah itu dilakukan penambahan konsentrasi gas amonia dengan menggunakan syringe ke dalam chamber yang konsentrasinya sama dengan konsentrasi pada saat memasukkan gas amonia yang pertama sehingga konsentrasi gas amonia pada chamber menjadi kali konsentrasi gas amonia awal dan ditahan beberapa saat. Tegangan turun lagi hingga ke keadaan stasioner, selanjutnya juga dilakukan penambahan yang sama seperti pada penambahan kedua sehingga konsentrasi gas amonia pada chamber menjadi kali konsentrasi gas amonia awal dan ditahan beberapa saat. Tegangan turun lagi hingga ke keadaan stasioner. Kemudian tutup chamber dibuka sehingga gas amonia yang ada di dalam chamber tersebut akan keluar sehingga konsentrasi gas amonia di dalam chamber akan semakin berkurang, maka tegangan akan naik kembali ke keadaan semula. Sehingga diperoleh kurva respon dinamik sensor terhadap konsentrasi gas amonia yang dapat dilihat pada sebuah Personal Computer (PC) yang telah dihubungkan dari sensor tegangan dengan menggunakan sebuah interface yaitu PASCO Science Workshop. Berdasarkan kurva respon dinamik tersebut, tampak tiga nilai tegangan stasioner yang menurun seiring kenaikan konsentrasi gas amonia. Dari data tersebut dibuat kurva tegangan stasioner terhadap konsentrasi gas amonia. Kemudian diperoleh kurva resistansi stasioner terhadap konsentrasi gas amonia berdasarkan Gambar, 8 dan 9 menunjukkan respon dinamik sensor terhadap konsentrasi gas amonia. Ketika diberi gas amonia dengan konsentrasi,x ppm dan ditahan beberapa saat, tegangan turun hingga sampai ke keadaan stasioner. Pada penambahan konsentrasi gas amonia sehingga konsentrasi nya menjadi,x ppm dan ditahan beberapa saat, juga terjadi penurunan tegangan hingga ke keadaan stasioner. Begitu juga pada penambahan konsentrasi gas amonia dengan konsentrasi menjadi x ppm. Sebaliknya, ketika chamber dibuka, gas amonia akan keluar dari chamber tersebut sehingga konsentrasi gas amonia di dalam chamber akan semakin berkurang, maka tegangan akan kembali naik sampai ke keadaan semula. Variasi dopant HCl berpengaruh terhadap kinerja sensor, yaitu mempengaruhi tegangan jatuh sensor setelah dikenai gas amonia. Konsentrasi dopant yang lebih tinggi menghasilkan tegangan jatuh yang perubahannya lebih besar dibandingkan dengan konsentrasi dopant yang lebih rendah. 8,x ppm,x ppm 8 x ppm Gambar Respon Dinamik Sensor PANI (HCl M) terhadap Konsentrasi,x ppm,x ppm 8 x ppm Gambar 8 Respon Dinamik Sensor PANI (HCl M) terhadap Konsentrasi

2 Gambar 9 Respon Dinamik Sensor PANI (HCl M) terhadap Konsentrasi Gambar, dan menunjukkan kurva tegangan stasioner terhadap konsentrasi gas amonia. Gambar memperlihatkan tegangan stasioner sensor terhadap konsentrasi gas amonia untuk polianilin dengan doping M HCl yang diperoleh dari kurva respon dinamik pada Gambar. konsentrasi ( ppm) Gambar Tegangan Stasioner Sensor PANI (HCl M) terhadap,x ppm,x ppm x ppm konsentrasi ( ppm) Gambar Tegangan Stasioner Sensor PANI (HCl M) terhadap Gambar memperlihatkan tegangan M HCl yang diperoleh dari kurva respon gas amonia pada Gambar konsentrasi ( ppm) Gambar Tegangan Stasioner Sensor PANI (HCl M) terhadap Gambar memperlihatkan tegangan M HCl yang diperoleh dari kurva respon gas amonia pada Gambar 9. Gambar memperlihatkan bahwa sensor PANI dengan konsentrasi dopant HCl M memiliki linieritas yang lebih tinggi dibandingkan dengan Gambar yaitu sensor PANI dengan konsentrasi dopant HCl M dan Gambar yaitu sensor PANI dengan konsentrasi dopant HCl M. Gambar memperlihatkan bahwa sensor PANI dengan konsentrasi dopant HCl M memiliki linieritas yang lebih tinggi dibandingkan dengan Gambar yaitu sensor PANI dengan konsentrasi dopant HCl M. Gambar,, dan menunjukkan kurva hambatan stasioner sensor PANI terhadap konsentrasi gas amonia yang diperoleh dari kurva tegangan stasioner sensor PANI terhadap konsentrasi gas amonia berdasarkan konsentrasi ( ppm) Gambar Hambatan Stasioner Sensor PANI (HCl M) terhadap Gambar memperlihatkan hambatan M HCl yang diperoleh dari kurva tegangan

3 gas amonia pada Gambar berdasarkan konsentrasi ( ppm) Gambar Hambatan Stasioner Sensor PANI (HCl M) terhadap Gambar memperlihatkan hambatan M HCl yang diperoleh dari kurva tegangan gas amonia pada Gambar berdasarkan konsentrasi ( ppm) Gambar Hambatan Stasioner Sensor PANI (HCl M) terhadap Gambar memperlihatkan hambatan M HCl yang diperoleh dari kurva tegangan gas amonia pada Gambar berdasarkan Gambar memperlihatkan bahwa sensor PANI dengan konsentrasi dopant HCl M memiliki linieritas yang lebih tinggi dibandingkan dengan Gambar yaitu sensor PANI dengan konsentrasi dopant HCl M dan Gambar yaitu sensor PANI dengan konsentrasi dopant HCl M. Gambar memperlihatkan bahwa sensor PANI dengan konsentrasi dopant HCl M memiliki linieritas yang lebih tinggi dibandingkan dengan Gambar yaitu sensor PANI dengan konsentrasi dopant HCl M. Gambar, dan 8 memperlihatkan hubungan antara konsentrasi gas amonia dengan konduktansi yang diperoleh dari kurva hambatan stasioner sensor PANI terhadap konsentrasi gas amonia berdasarkan hubungan bahwa resistansi berbanding terbalik dengan konduktansi. Semakin besar konsentrasi gas amonia, maka konduktansi PANI semakin tinggi. Hal ini disebabkan oleh karena semakin tingginya jumlah proton yang pindah dari gas amonia ke PANI sehingga... konsentrasi ( ppm) Gambar Hubungan Konduktansi PANI (HCl M) terhadap Konsentrasi Gas NH.... konsentrasi ( ppm) Gambar Hubungan Konduktansi PANI (HCl M) terhadap Konsentrasi Gas NH 8 konsentrasi ( ppm) Gambar 8 Hubungan Konduktansi PANI (HCl M) terhadap Konsentrasi Gas NH

4 Gambar 9, dan memperlihatkan respon dinamik sensor PANI terhadap konsentrasi gas amonia yaitu waktu yang diperlukan sensor untuk menghasilkan suatu keluaran sensor untuk berubah dari keadaan awal ke keadaan akhir yang disebut response time dan waktu yang diperlukan sensor untuk menghasilkan suatu keluaran untuk kembali ke keadaan awal yang disebut recovery time. Masing-masing sensor memiliki karakter yang berbeda yaitu ada yang memiliki response time cepat tetapi memiliki recovery time lambat, sebaliknya ada yang memiliki response time lambat tetapi memiliki recovery time cepat. Sensor PANI pada penelitian ini memiliki response time lambat tetapi memiliki recovery time cepat. Gambar 9 memperlihatkan respon M HCl memilki response time selama 8 detik dan recovery time selama detik. Gambar memperlihatkan respon dinamik untuk polianilin dengan doping M HCl memiliki response time selama detik dan recovery time selama detik. Sedangkan Gambar memperlihatkan respon dinamik untuk polianilin dengan doping M HCl memiliki response time selama detik dan recovery time selama detik. Dari ketiga gambar di atas, Gambar 9 sensor untuk polianilin dengan doping M HCl dan Gambar sensor untuk polianilin dengan doping M HCl response time dan recovery time sensor tersebut memiliki selisih yang tidak begitu besar, tetapi pada Gambar sensor untuk polianilin dengan doping M HCl response time sensor tersebut lebih lama dibandingkan kedua sensor lainnya dan recovery time sensor tersebut yang lebih cepat dari kedua sensor lainnya. teg ang an (v )... Gambar Respon Dinamik Sensor PANI (HCl M) terhadap Konsentrasi teg ang an (v ).... Gambar Respon Dinamik Sensor PANI (HCl M) terhadap Konsentrasi Tabel memperlihatkan nilai sensitivitas PANI dengan berbagai konsentrasi dopant HCl yang diperoleh dari perbandingan perubahan tegangan keluaran sensor PANI dengan perubahan konsentrasi gas amonia. Tabel Nilai Sensitivitas PANI dengan Berbagai Konsentrasi Dopant HCl Konsentrasi Dopant HCl (M) Sensitivitas (volt/ppm)..... Gambar 9 Respon Dinamik Sensor PANI (HCl M) terhadap Konsentrasi Tabel menunjukkan bahwa sensitivitas berbanding lurus dengan konsentrasi dopant HCl. Semakin tinggi konsentrasi dopant HCl yang diberikan ke sensor PANI maka sensitivitas PANI semakin tinggi. Pada konsentrasi dopant HCl M dapat dilihat bahwa setiap perubahan konsentrasi NH sebesar ppm maka akan terjadi penurunan tegangan sebesar. volt dan pada konsentrasi dopant HCl M dapat dilihat juga bahwa setiap perubahan konsentrasi NH sebesar ppm maka akan terjadi penurunan tegangan yang lebih besar dibanding penurunan tegangan pada dopant HCl M

5 yaitu sebesar. volt, begitu juga pada konsentrasi dopant HCl M bahwa setiap perubahan konsentrasi NH sebesar ppm maka akan terjadi penurunan tegangan yang lebih besar dibanding penurunan tegangan pada dopant HCl M dan M yaitu sebesar. volt KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN Prinsip kerja sensor gas amonia (NH ) berbasis polianilin (PANI) yaitu lapisan tipis PANI dikenai gas amonia. Perubahan sifat listrik lapisan tipis PANI dimanfaatkan sebagai sensor pendeteksi gas. Semakin besar konsentrasi gas amonia yang diberikan maka resistansi PANI semakin kecil. Hal ini terjadi karena adanya pemindahan proton dari gas amonia (NH ) terhadap PANI sehingga Semakin besar konsentrasi gas amonia yang diberikan maka konduktansi PANI semakin tinggi. Variasi dopant HCl berpengaruh terhadap kinerja sensor, yaitu mempengaruhi tegangan jatuh sensor setelah dikenai gas amonia. Konsentrasi dopant yang lebih tinggi menghasilkan tegangan jatuh yang perubahannya lebih besar dibandingkan dengan konsentrasi dopant yang lebih rendah. Polianilin (PANI) memiliki responsivitas yang cukup baik terhadap gas amonia. Semakin tinggi konsentrasi dopant HCl maka sensitivitas PANI semakin tinggi. SARAN Penelitian ini dapat dilanjutkan dengan menggunakan alat-alat yang lebih baik lagi, seperti chamber yang digunakan, alat untuk memasukkan gas ke dalam chamber, sehingga pengukuran lebih akurat. DAFTAR PUSTAKA [] Anonim. Toxic FAQ Sheet for Ammonia. Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR), September. [] Anonim. Hazardous Materials (HM) Safety Permits. from the website of the United States Department of Transportation (DOT) [] Wang Y, Jing X, Kong J. Polyaniline Nanofibers Prepared with Hydrogen Peroxide as Oxidant. Synthetic Metals, 9- () [] Maddu A, Wahyudi ST, Kurniati M. Sintesis dan Karakterisasi Nanoserat Polianilin. Jurnal Nanosains & Nanoteknologi (), Indonesia, -8 (8) [] Sayed WM, Soliman LI. Optical Properties of Polyaniline Salt and Plyaniline Base With KBr, CO(CH COO) and Picric Acid Composites. Fizika A (Zagreb) 9(), - () [] Hosseini SH, Oskooei SHA, Entezami AA. Toxic Gas and Vapour Detection by Polyaniline Gas Sensors. Iranian Polymer Jounal. (),, -. [] Seo K, Lee K, Gopalan AI. Horseradish Peroxidase (HRP) Immobilized Poly(aniline-comaminophenol) Film Electrodesfabrication and Evaluation as Hydrogen Peroxide Sensor. Sensors,, 9-9. [8] Hosseini SH, Entezami AA. Studies of Thermal and Electrical Conductivity Behaviours of Plyaniline and Polypyrrole Blends with Polyvinyl Acetate, Polystyrene and Polyvinyl Chloride. Iranian Polymer Jounal. (),, -9 [9] Muliadi LO. Pembuatan Sensor Fiber Optic dengan Cladding Polianilin untuk Mengukur. Skripsi, Departemen Fisika, Institut Pertanian Bogor, ()