Pengaruh Variasi Konsentrasi Larutan Pengendap Terhadap Sifat Optik Nanopartikel Cu2o Yang Disintesis Dengan Metode Kopresipitasi
ii
PENGARUH VARIASI KONSENTRASI LARUTAN PENGENDAP
TERHADAP SIFAT OPTIK NANOPARTIKEL Cu2O YANG DISINTESIS
DENGAN METODE KOPRESIPITASI
ABSTRAK
Nanopartikel Cu2O (Cuprous Oxide) telah berhasil disintesis menggunakan
metode kopresipitasi berdasarkan variasi konsentrasi larutan pengendap ammonium
hydroxide (NH4OH) dengan variasi konsentrasi 0,2 M (I), 0,6 M (II), dan 1 M (III).
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui cara pembuatan nanopartikel dengan
menggunakan metode kopresipitasi berdasarkan variasi konsentrasi pengendap NH4OH
dan mengetahui pengaruh masing-masing konsentrasi pengendap terhadap sifat optik
nanopartikel Cu2O. Nanopartikel Cu2O diperoleh melalui reaksi material CuSO4.5H2O,
isopropanol, dan Polivinyl Alkohol sebagai larutan reagen dan kemudian mencampurkan
NH4OH sebagai larutan pengendap. Hasil yang diperoleh kemudian dikarakterisasi
menggunakan XRD, FTIR, SEM, Konduktivitas Listrik dan UV-Vis. Analisa XRD
menunjukkan bahwa fasa yang terbentuk merupakan nanokristal Cu2O dengan ukuran
kristalin paling kecil 78 nm (I), 80 nm (II) , and 83 nm (III). Analisis FTIR menunjukkan
ketiga cuplikan nanopartikel Cu2O masih diikuti oleh gugus lain seperti gugus O-H yang
berasal dari serapan air pada permukaan nano Cu2O dan menunjukkan adanya vibrasi
Cu-O. Analisa SEM menunjukkan bahwa morfologi nanopartikel berbentuk kubik
(nanocube). Analisa konduktivitas listrik menunjukkan bahwa nilai konduktivitas terbesar
dengan nilai 0,363 S/m (I) diikuti dengan 0,271 S/m (II) dan 0,238 S/m(III). Hasil
karakterisasi sifat optik menggunakan UV-Vis menunjukkan bahwa nilai absorbansi
maksimum terjadi pada panjang gelombang 455 nm. Perhitungan celah pita optik
menggunakan metode Tauc plot menunjukkan bahwa lebar pita energi (band gap)
yang diperoleh berturut-turut adalah 2,51 eV (I), 2,45 eV (II), dan 2,23 eV (III).
Pengaruh variasi konsentrasi NH4OH dalam sintesis Cu2O menunjukan distribusi rata-rata
ukuran kristalit mencapai orde nano dengan sifat optik menunjukkan bahwa nilai band
gap semakin kecil pada konsentrasi tinggi sehingga memiliki karakteristik yang
memenuhi jika digunakan sebagai komponen sel surya (photovoltaic) dan memiliki
aplikasi potensial sebagai fotokatalis.
Kata kunci : nanopartikel, cuprous oxide (Cu2O), kopresipitasi, semikonduktor
iii
INFLUENCE OF PRECIPITATES CONCENTRATION TO OPTICAL
PROPERTIES OF Cu2O NANOPARTICLES WITH
COPRECIPITATION METHOD
ABSTRACT
Cuprous oxide (Cu2O) nanoparticles were synthesized using coprecipitation method with varying concentrations precipitates ammonium
hydroxide (NH4OH) i.e. 0,2 M (I) , 0,6 M (II) and 1 M (III). This research was
carried out in order to synthesis nanoparticle with simple chemical
coprecipitation and determine the influence of various concentrate precipitates
NH4OH on the optical properties of Cu2O nanoparticles. Cu2O nanoparticles
were prepared by the reaction of CuSO4.5H2O, isopropanol, and Polivinyl
Alkohol as the reagen solution with the various of NH4OH aqueous solution. The
samples were characterized by FTIR, XRD, SEM, Electrical Conductivity and
UV-vis Spectroscopy. The results of XRD show that the products are nanocrystals
of Cu2O phase and the average grain size of Cu2O was found to be around 78
nm(I), 80 nm (II), and 83 nm (III). FTIR analyzes indicates that the nanoparticles
followed by O-H group of absorbed water on the surface of Cu2O and confirmed
vibration of Cu-O. SEM analysis showed that particle size has cubic-shaped
(nanocube) morphology. Electrical conductivity analysis shows that the largest
conductivity values 0,363 S/m (I) followed by 0,271 S/m (II) and 0,238 S/m (III).
Optical Charaterization showed that nanoparticles Cu2O has direct band gap
2,51 eV, 2,45 eV , and 2,23 eV, slightly higher than the theoretical direct band
gap of 2.2 eV. The influence of the increase concentrate precipitates NH4OH
show that the cuprous oxide particles have smaller particle size at nano-orde with
different morphology characteristics,and excellent electrical conductivity in lower
concentration, whereas the optical properties showed that the the band gap was
smaller in high concentration. This optical characteristics was appropriate if used
as a component of solar cells (photovoltaic) and have potential applications as
photocatalysts.
Keywords : nanoparticle, cuprous oxide (Cu2O), coprecipitation, semiconductor
PENGARUH VARIASI KONSENTRASI LARUTAN PENGENDAP
TERHADAP SIFAT OPTIK NANOPARTIKEL Cu2O YANG DISINTESIS
DENGAN METODE KOPRESIPITASI
ABSTRAK
Nanopartikel Cu2O (Cuprous Oxide) telah berhasil disintesis menggunakan
metode kopresipitasi berdasarkan variasi konsentrasi larutan pengendap ammonium
hydroxide (NH4OH) dengan variasi konsentrasi 0,2 M (I), 0,6 M (II), dan 1 M (III).
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui cara pembuatan nanopartikel dengan
menggunakan metode kopresipitasi berdasarkan variasi konsentrasi pengendap NH4OH
dan mengetahui pengaruh masing-masing konsentrasi pengendap terhadap sifat optik
nanopartikel Cu2O. Nanopartikel Cu2O diperoleh melalui reaksi material CuSO4.5H2O,
isopropanol, dan Polivinyl Alkohol sebagai larutan reagen dan kemudian mencampurkan
NH4OH sebagai larutan pengendap. Hasil yang diperoleh kemudian dikarakterisasi
menggunakan XRD, FTIR, SEM, Konduktivitas Listrik dan UV-Vis. Analisa XRD
menunjukkan bahwa fasa yang terbentuk merupakan nanokristal Cu2O dengan ukuran
kristalin paling kecil 78 nm (I), 80 nm (II) , and 83 nm (III). Analisis FTIR menunjukkan
ketiga cuplikan nanopartikel Cu2O masih diikuti oleh gugus lain seperti gugus O-H yang
berasal dari serapan air pada permukaan nano Cu2O dan menunjukkan adanya vibrasi
Cu-O. Analisa SEM menunjukkan bahwa morfologi nanopartikel berbentuk kubik
(nanocube). Analisa konduktivitas listrik menunjukkan bahwa nilai konduktivitas terbesar
dengan nilai 0,363 S/m (I) diikuti dengan 0,271 S/m (II) dan 0,238 S/m(III). Hasil
karakterisasi sifat optik menggunakan UV-Vis menunjukkan bahwa nilai absorbansi
maksimum terjadi pada panjang gelombang 455 nm. Perhitungan celah pita optik
menggunakan metode Tauc plot menunjukkan bahwa lebar pita energi (band gap)
yang diperoleh berturut-turut adalah 2,51 eV (I), 2,45 eV (II), dan 2,23 eV (III).
Pengaruh variasi konsentrasi NH4OH dalam sintesis Cu2O menunjukan distribusi rata-rata
ukuran kristalit mencapai orde nano dengan sifat optik menunjukkan bahwa nilai band
gap semakin kecil pada konsentrasi tinggi sehingga memiliki karakteristik yang
memenuhi jika digunakan sebagai komponen sel surya (photovoltaic) dan memiliki
aplikasi potensial sebagai fotokatalis.
Kata kunci : nanopartikel, cuprous oxide (Cu2O), kopresipitasi, semikonduktor
iii
INFLUENCE OF PRECIPITATES CONCENTRATION TO OPTICAL
PROPERTIES OF Cu2O NANOPARTICLES WITH
COPRECIPITATION METHOD
ABSTRACT
Cuprous oxide (Cu2O) nanoparticles were synthesized using coprecipitation method with varying concentrations precipitates ammonium
hydroxide (NH4OH) i.e. 0,2 M (I) , 0,6 M (II) and 1 M (III). This research was
carried out in order to synthesis nanoparticle with simple chemical
coprecipitation and determine the influence of various concentrate precipitates
NH4OH on the optical properties of Cu2O nanoparticles. Cu2O nanoparticles
were prepared by the reaction of CuSO4.5H2O, isopropanol, and Polivinyl
Alkohol as the reagen solution with the various of NH4OH aqueous solution. The
samples were characterized by FTIR, XRD, SEM, Electrical Conductivity and
UV-vis Spectroscopy. The results of XRD show that the products are nanocrystals
of Cu2O phase and the average grain size of Cu2O was found to be around 78
nm(I), 80 nm (II), and 83 nm (III). FTIR analyzes indicates that the nanoparticles
followed by O-H group of absorbed water on the surface of Cu2O and confirmed
vibration of Cu-O. SEM analysis showed that particle size has cubic-shaped
(nanocube) morphology. Electrical conductivity analysis shows that the largest
conductivity values 0,363 S/m (I) followed by 0,271 S/m (II) and 0,238 S/m (III).
Optical Charaterization showed that nanoparticles Cu2O has direct band gap
2,51 eV, 2,45 eV , and 2,23 eV, slightly higher than the theoretical direct band
gap of 2.2 eV. The influence of the increase concentrate precipitates NH4OH
show that the cuprous oxide particles have smaller particle size at nano-orde with
different morphology characteristics,and excellent electrical conductivity in lower
concentration, whereas the optical properties showed that the the band gap was
smaller in high concentration. This optical characteristics was appropriate if used
as a component of solar cells (photovoltaic) and have potential applications as
photocatalysts.
Keywords : nanoparticle, cuprous oxide (Cu2O), coprecipitation, semiconductor