ITS paper 36911 1110100003 paper
JURNAL TEKNIK POMITS 1-7
1
Sintesis Nanopartikel ZnO
dengan Metode Kopresipitasi
Nurul Rosyidah, Sri Yani Purwaningsih, Darminto
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail: darminto@physics.its.ac.id
Abstrak—Telah dilakukan penelitian untuk sintesis nanopartikel
ZnO dengan metode kopresipitasi. Penelitian dilakukan dengan
bahan dasar serbuk Zinc Acetat Dyhidrat, pelarut HCl, dan agen
pengendap NH4OH. Sintesis nanopartikel ZnO dilakukan dengan
menggunakan variasi temperatur, pH, waktu strirring, dan
penambahan template PEG 400 pada larutan prekursor. Variasi
temperatur digunakan pada 60°C, 70°C, 80°C, dan 90°C. Variasi
pH yaitu pH 7–pH 11. Waktu strring mulai dari 2 jam sampai 6
jam dengan penambahan template PEG 400 dan tanpa template
PEG 400. Karakterisasi dilakukan dengan mengunakan pengujian
Difraktometer Sinar-X (XRD) dan Scanning Electron Microscopy
(SEM). Analisi data XRD dilakukan dengan menggunakan
perangkat lunak Match, X’pert High Score Plus (HSP), dan
Material Analysis Using Diffraction (MAUD). Hasil analisis
kuantitatif dengan software HSP menunjukkan terbentuknya
partikel nano ZnO dengan kemurnian tinggi seiring dengan
bertambahnya variasi temperatur. Kemurnian tertinggi fasa ZnO
yaitu pada variasi temperatur 85°C. Analisis ukuran partikel
dengan menggunakan software MAUD menunjukkan telah
terbentuk partikel ZnO berukuran nanometrik terkecil yaitu
sebesar 19 nm.
Kata kunci : kopresipitasi, nanopartikel, sintesis, ZnO.
S
I. PENDAHULUAN
alah satu perkembangan terbaru teknologi material dalam
dunia sains yaitu nanomaterial. Nanomaterial merupakan
partikel berukuran nanometer. Penelitian dibidang
nanopartikel menghasilkan sifat material yang unik, yaitu
material dengan skala nano memiliki sifat yang berbeda dari
material asalnya. Sifat yang banyak dikembangkan dalam
aplikasi teknologi nano yaitu sifat listrik dan optis, diantaranya
untuk konversi sel surya, katalis, sensor gas, hingga kosmetik.
Salah satu material nanopartikel yaitu nanopartikel ZnO.
Untuk menghasilkan material nanopartikel ZnO terdapat
banyak cara, antara lain: metode kimiawi basah, sol gel, spray
pyrolisis, physical vapor deposition, solvotermal, dan
hydrothermal (Sul Lee et al., 2008).
Penelitian untuk mendapatkan nanopartikel ZnO yang
dilakukan sebelumnya yaitu dengan metode yang
menggunakan temperatur cukup tinggi. Nanopartikel ZnO
didapatkan dengan pemanasan pada temperatur 500°C, 600°C,
dan 700°C (M.R. Vaezi et al., 2009).
ZnO adalah material yang relatif lunak dengan kekerasan
sekitar 4,5 pada skala Mohs. Konstanta elastisnya lebih kecil
dari semikonduktor III-V, seperti GaN. Kapasitas panas dan
konduktivitas panasnya tinggi, ekspansi termal rendah dan
suhu lebur ZnO cukup tinggi yang bermanfaat untuk keramik.
Di antara semikonduktor tetrahedral, ZnO memiliki tensor
piezoelektrik tertinggi atau setidaknya sebanding dengan GaN
dan AlN. Sifat ini membuat bahan ini merupakan teknologi
penting bagi banyak aplikasi piezoelektrik, yang
membutuhkan elektromekanis dengan kopling yang besar.
Dalam ilmu material, ZnO adalah semikonduktor dengan
lebar celah pita dari II-VI kelompok semikonduktor, karena
seng dan oksigen terdapat masing-masing pada golongan 2
dan 6 pada tabel periodik. Doping asli dari semikonduktor
karena kekosongan oksigen adalah tipe-n. Semikonduktor ini
memiliki beberapa sifat menguntungkan antara lain:
transparansi yang baik, mobilitas elektron yang tinggi, celah
pita yang lebar, luminescence yang kuat pada suhu ruang, dan
lain-lain. ZnO sudah digunakan dalam berbagai aplikasi yaitu
untuk menyimpan energi atau melindungi jendela dari panas,
dan aplikasi elektronik ZnO sebagai thin-film transistor dan
dioda pemancar cahaya yang telah ada mulai tahun 2009.
Seng oksida mengkristal dalam tiga bentuk : wurtzite
heksagonal, zincblende kubik, dan jarang diamati kubik
rocksalt. Struktur wurtzite paling stabil dan dengan demikian
yang paling umum pada kondisi stabil. Bentuk zincblende
dapat distabilkan dengan ZnO yang tumbuh pada substrat
dengan struktur kisi kubik.
Gambar 1 Struktur wurtzite (www.diamond.com)
Gambar 2 Struktur Zinc Blende (www.diamond.com)
JURNAL TEKNIK POMITS 1-7
Kisi ZnO heksagonal dan zincblende tidak memiliki simetri
inversi (refleksi dari kristal relatif pada suatu titik tertentu
tidak mengubahnya menjadi dirinya sendiri). Kisi simetri
lainnya mempunyai sifat piezoelektrik menghasilkan blende
yang heksagonal. Struktur heksagonal memiliki grup jalur 6
mm (Hermann-Mauguin notasi) atau C6v (Schoenflies notasi),
dan kelompok ruang P63 mc atau C6v. Konstanta kisi a = 3,25
Å dan c = 5,2 Å; rasio c / a ~ 1,60 dekat dengan nilai yang
ideal untuk sel heksagonal c / a = 1,633.
Metode kopresipitasi merupakan salah satu metode sintesis
senyawa anorganik yang didasarkan pada pengendapan lebih
dari satu substansi secara bersama–sama ketika melewati titik
jenuh. Kopresipitasi merupakan metode yang menjanjikan karena
prosesnya
menggunakan
suhu rendah
dan mudah
untuk mengontrol ukuran partikel sehingga waktu yang
dibutuhkan relatif lebih singkat. Produk dari metode ini
diharapkan memiliki ukuran partikel yang lebih kecil dan
lebih homogen daripada metode solid state.
Ada beberapa hal yang dapat dilakukan analis untuk
meminimalkan kopresipitasi bersama endapan kristal. Ion
pengotor akan hadir dalam konsentrasi yang lebih rendah
selama pengendapan. Bila zat cair didinginkan, gerakan
translasi molekul-molekul menjadi lebih kecil dan gaya
molekul lebih besar. Hingga setelah pengkristalan molekul
mempunyai kedudukan tertentu dalam kristal. Panas yang
terbentuk pada pengkristalan disebut panas pengkristalan.
Selama pengkristalan temperatur tetap, d isini terjadi
kesetimbangan temperatur akan turun lagi pengkristalan
selesai. Peristiwa kebalikan dari pengkristalan disebut
peleburan. (Khairiah, 2011).
Pada penelitian ini akan dilakukan sintesis nanopartikel
ZnO dengan menggunakan metode kopresipitasi. Keunggulan
dari penelitian ini adalah digunakan temperatur yang cukup
rendah dimana pada penelitian sebelumnya nanopartikel ZnO
didapatkan dengan pemanasan pada temperatur cukup tinggi.
Zat pengendap yang digunakan yaitu basa NH4OH dan pelarut
yang digunakan untuk melarutkan serbut Zinc Acetat Dehydrat
[Zn(CH3COO)2.2H2O] yaitu HCl. Karakterisasi dilakukan
dengan beberapa pengujian yaitu uji difraksi sinar-X (XRD)
dan uji Scanning Electron Microscope (SEM). Hasil keluaran
X-Ray Diffractometry dianalisis dengan menggunakan
perangkat lunak Match! untuk identifikasi fasa dan MAUD
(Material Analyzing Using Diffraction) untuk identifikasi
ukuran kristal dari fasa-fasa di dalam sampel.
II. METODE
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serbuk
Zinc Acetat Dehydrat [Zn(CH3COO)2.2H2O], larutan HCl dan
NH4OH. Pelarutan serbuk Zinc Acetat Dehydrat
[Zn(CH3COO)2.2H2O] dilakukan dengan menambahkan
larutan HCl 37% yang telah diencerkan menjadi larutan HCl
0,5 M. Dilakukan pengadukan dengan menggunakan magnetic
stirrer. Kemudian dilakukan penambahan larutan NH4OH 0.5
M sedikit demi sedikit sehingga larutan bercampur. Setelah itu
larutan precursor diuji Ph-nya dengan menggunakan kertas uji
(indikator universal). Dilakukan penambahan larutan NH4OH
pekat dengan metode titrasi sampai tercapai pH larutan
precursor yang diinginkan. Penelitian ini menggunakan variasi
Ph precursor yaitu 8, 9, dan 10.
2
Setelah larutan precursor berada pada Ph yang diinginkan,
maka langkah selanjutnya yaitu larutan precursor diaduk
menggunakan hot plate dengan kontrol temperatur larutan
precursor yang diinginkan. Variasi temperatur larutan
precursor yang digunakan dalam penelitian ini yaitu 60, 70,
80, 85, dan 90°C. Kemudian larutan precursor diaduk dengan
menggunakan magnetic bar selama waktu tertentu. Variasi
waktu pengadukan yang dilakukan dalam penelitian ini yaitu 6
jam, 9 jam, 12 jam, dan 15 jam. Setelah itu dilakukan
penyaringan endapan yang terbentuk. Setelah disaring
endapan yang terbentuk dicuci dengan menggunakan larutan
aquades dan dilakukan proses pengeringan dalam oven dengan
suhu sebesar 100°C selama 1 jam.
Karakterisasi serbuk hasil sintesis menggunakan metode
kopresipitasi dilakukan dengan uji difraksi sinar-X. Dari hasil
uji Difraksi Sinar-X diperoleh informasi berupa komponen
fasa yang terbentuk. Setelah itu hasil uji difraksi sinar-X
dianalisis dengan software Match dan MAUD (Material
Analysis Using Diffraction) untuk mengetahui ukuran partikel
yang terbentuk. Selain itu karakterisasi juga dilakukan dengan
uji SEM (Scanning Electron Microscope) untuk mengetahui
bentuk morfologi dari Nanopartikel ZnO yang terbentuk.
Uji XRD dalam penelitian ini menggunakan radiasi Cu-Kα
dengan panjang sinar-X 1,54051 Å dan analisis sudut 5o - 90o
dengan step size 0,02o. Analisis data XRD menggunakan
perangkat lunak X’pert
High Score Plus untuk
mengidentifikasi fasa. Sedangkan analisis kuantitatif diperoleh
menggunakan metode Scherrer[6] dengan persamaan sebagai
berikut:
(1)
dengan:
D = ukuran kristal (nm),
λ = 0.154051 nm (panjang gelombang sinar-X yang
digunakan dalam uji XRD),
k = konstanta Scherrer
FWHM = lebar puncak pada setengah tinggi puncak
maksimum,
FWHM sd = FWHM standar
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Proses Sintesis Nanopartikel Zinc Oxide (ZnO) dengan
Metode Kopresipitasi
Sintesis nanopartikel ZnO (Zinc Oxide) dilakukan dengan
menggunakan metode kopresipitasi. Pelarut HCl (asam
klorida) digunakan untuk melarutkan serbuk Zinc Acetat
Dyhidrat
[Zn(CH3COO)2.2H2O].
Kemudian
proses
pengendapan dilakukan oleh agen pengendap berupa basa
Amonium Hidroksida (NH4OH).
Proses sintesis nanopartikel Zinc Oxide (ZnO) pada
penelitian untuk tugas akhir ini dilakukan dengan variasi
temperatur larutan prekursor, pH larutan prekursor, waktu
pengadukan selama proses sintesis dan dengan penambahan
PEG 400 sebagai template. Variasi temperatur dilakukan
untuk kondisi temperatur larutan prekursor 60°C, 70°C, 80°C,
dan 85°C. Variasi pH larutan dilakukan untuk kondisi pH
JURNAL TEKNIK POMITS 1-7
larutan mulai dari pH 7, pH 8, pH 9, pH 10, dan pH 11.
Variasi waktu pengadukan dilakukan untuk waktu strirring
yang disertai dengan heating (pemanasan) dengan
menggunakan hot plate dengan waktu 2 jam, 3 jam, 4 jam, 5
jam, dan 6 jam untuk sintesis dengan penambahan PEG 400
dan tanpa PEG 400.
Pada tahapan awal proses sintesis nanopartikel ZnO, proses
pelarutan serbuk Zinc Acetat Dyhidrat [Zn(CH3COO)2.2H2O]
yang dilakukan oleh agen pelarut berupa asam klorida (HCl)
menghasilkan larutan berwarna bening seperti pada gambar
4.2 sesuai dengan reaksi kimia sebagai berikut :
Zn(CH3COO)2.2H2O + 2HCl
ZnCl2+2CH3COOH
+2H2O............................................................................ (1)
Proses selanjutnya yaitu dilakukan penambahan agen
pengendap berupa basa NH4OH ke dalam larutan yang
menyebabkan larutan yang semula bening dan transparan
berubah menjadi berwarna putih susu (milky solution) seperti
pada gambar 4.3 sesuai dengan persamaan reaksi sebagai
berikut :
ZnCl2 + 2CH3COOH + 2H2O + 2 NH4OH
Zn(OH)2 +
2NH4Cl+2CH3COOH+H2O ...............................................(2)
Larutan yang berwarna putih susu ini membentuk suatu
koloid yang kemudian diproses dalam proses stirring
(pengadukan) dalam variasi waktu mulai dari 2 jam sampai 6
jam dan heating (pemanasan) di atas hot plate dengan
temperatur bervariasi dari 60°C sampai 85°C. Kemudian
Zn(OH)2 hasil reaksi bereaksi dengan molekul air sehingga
terbentuk ion Zn(OH)42- yang kemudian akan terbentuk fase
ZnO seperti pada persamaan reaksi sebagai berikut :
3
sehingga tidak terbentuk agregat. Hal ini dikarenakan PEG
terjebak pada permukaan partikel dan menutupi ion positif Zn,
dan pada akhirnya diharapkan terbentuk partikel dengan
bentuk bulatan seragam.
Penyaringan dan pencucian larutan hasil sintesis
nanopartikel Zinc Oxide (ZnO) dilakukan dengan
menggunakan funnel kaca dengan diameter 15 cm dan labu
250 Ml untuk memisahkan endapan dari larutannya seperti
pada gambar 4.4. Proses pencucian dilakukan beberapa kali
dengan menggunakan aquades sebanyak kurang lebih 250 Ml
untuk menghilangkan garam NH4Cl. Pada proses pencucian
akan terbentuk 3 lapisan, yaitu bening, transparan, dan
berwarna putih susu pada sisi bawah.
Hasil penyaringan yang telah dicuci berulang kali dengan
menggunakan aquades, kemudian dimasukkan ke dalam
cawan petri untuk dikeringkan. Proses pengeringan ini
bertujuan untuk menguapkan dan menghilangkan air. Hasil
akhir yang didapatkan yaitu berupa serbuk ZnO nanopartikel
yang berwarna putih dan kering. Penyimpanan serbuk ini
ditempatkan pada tempat yang kering dan tertutup rapat.
Karena serbuk ZnO nanopartikel ini mudah sekali bereaksi
dengan air sehingga sampel tersebut agak sedikit lembab.
Proses pengeringan serbuk ZnO nanopartikel hasil sintesis
dengan metode kopresipitasi dilakukan di dalam oven dengan
setting temperatur sebesar 90°C selama 3 jam. Dari hasil
serbuk yang didapatkan, selanjutnya dilakukan pengujian
karakterisasi difraksi sinar-x untuk mengetahui fasa dan
ukuran kristal serta pengujian Scanning Electron Microscopy
(SEM) untuk mengetahui bentuk morfologi dari nanopartikel
Zinc Oxide (ZnO) hasil sintesis dengan metode kopresipitasi.
B. Hasil Pengukuran Difraksi Sinar-X Sintesis Nanopartikel
ZnO dengan Metode Kopresipitasi
Zn(OH)2 + 2H2O
Zn(OH)42- + 2H+ ........................... (3)
2Zn(OH)4
ZnO+H2O+2OH- ...................................... (4)
Pada penelitian tugas akhir ini, studi pertama dilakukan
untuk pembentukan nanopartikel ZnO dengan metode
kopresipitasi untuk variasi temperatur larutan prekursor.
Tujuan utama pada penelitian ini yaitu untuk menghasilkan
serbuk ZnO nanopartikel di mana proses sintesis dilakukan
dengan temperatur rendah (di bawah 100°C). Berdasarkan
penelitian sebelumnya, proses sintesis dilakukan dengan
temperatur kalsinasi 500-700°C (M.R. Vaezi, et al), maka
peneliti melakukan sintesis partikel nano ZnO dengan variasi
temperatur precursor 60°C, 70°C, 80°C, dan 85°C.
Berdasarkan hasil penelitian, pertumbuhan inti pada
pencampuran larutan prekursor dalam sintesis nanopartikel
ZnO pada temperatur 60°C lebih lambat jika dibandingkan
dengan pencampuran pada temperatur larutan precursor 70°C,
80°C, dan 85°C. Hal ini disebabkan karena adanya energi
bebas yang diserap selama proses reaksi berlangsung.
Ukuran nanopartikel dapat dikontrol dengan penambahan
polimer atau surfaktan. Salah satu polimer yang dapat dipakai
untuk membentuk dan mengontrol ukuran serta struktur pori
tersebut adalah Poly Etilen Glycol (PEG). Dalam penelitian ini
juga digunakan variasi penambahan PEG 400 ke dalam larutan
prekursor sebanyak 3.5 mL. Dalam hal ini PEG berfungsi
sebagai template dan juga untuk membungkus partikel
Gambar 3 Pola Difraksi Hasil Sintesis Nanopartikel ZnO
dengan Variasi Temperatur Berturut-turut 60°C, 70°C, 80°C,
dan 85°C (anoda CuKα, λ = 1,54056Ẳ)
Berdasarkan informasi dari grafik XRD pada gambar 4.5
dapat diketahui bahwa tingkat kristalinitas paling tinggi dan
terbentuk fasa murni 100% ZnO terjadi untuk temperatur
larutan prekursor sebesar 85°C. Berdasarkan grafik pada
gambar 3 maka dapat diketahui juga bahwa tingkat
JURNAL TEKNIK POMITS 1-7
kristalinitas dari ZnO bertambah seiring dengan bertambahnya
temperatur. Salah satu bagian dari penelitian ini adalah
perlakuan panas pada proses strirring dengan magnetic stirrer
disertai pemanasan dengan hotplate sehingga kontrol
temperatur larutan diperhatikan sebagai variasi dalam
penelitian. Puncak difraksi pada sampel dengan suhu paling
tinggi, yaitu 85°C terlihat paling menajam. Hal tersebut
mengindikasikan adanya peningkatan kristalinitas dan ukuran
partikel ZnO.
4
dengan bertambahnya konsentrasi dari larutan amonium
hidroksida akan mengalami pengendapan yang lebih cepat dan
larutan bersifat jenuh (koloid).
Pada kondisi larutan pada pH 10 dan 11, berdasarkan grafik
pola difraksi hasil sintesis, diperoleh pola difraksi yang
berbeda dari pH larutan 8 dan 9. Grafik hasil XRD pada
kondisi pH 10 dan 11 ini mengindikasikan kecilnya prosentase
ZnO yang terbentuk dari hasil sintesis. Hal ini dikarenakan
pada kondisi pH 10 dan 11 penambahan agen pengendap
larutan basa amonium hidroksida terlalu banyak sehingga
larutan telah melewati titik jenuhnya sehingga kemurnian ZnO
menjadi berkurang. Hasil analisa dengan software High Score
Plus (HSP) menunjukkan nilai prosentase fasa ZnO yang
terbentuk pada pH 10 yaitu sebesar 50,32% dan untuk pada
kondisi pH 11 yaitu sebesar 61,07%.
Gambar 4.7 Pola Difraksi Hasil Sintesis Nanopartikel ZnO
dengan Metode Kopresipitasi untuk Variasi pH larutan
prekursor Berturut-turut dari Bawah pH 8, 9, 10, dan 11
(anoda CuKα, λ = 1,54056Ẳ)
Pola difraksi hasil sintesis nanopartikel ZnO dengan variasi
pH larutan precursor untuk variasi pH 8 dan pH 9 dapat
dikonfirmasikan dari hasil analisis dengan software serach
match sesuai dengan indeks puncak Zincite-ZnO. Pola difraksi
terukur hasil penelitian untuk tugas akhir ini dikonfirmasikan
oleh data Powder Diffraction File data PDF 00-079-0208 dari
fasa Zinc Oxide (ZnO) puncak-puncak muncul di sekitar sudut
2 seperti pada gambar pola difrksi sinar-x dan data disajikan
dalam tabel 4.1.
Pada kondisi larutan pH 8 dan pH 9, berdasarkan grafik
pola difraksi hasil sintesis, dapat diketahui bahwa telah
terbentuk kristal ZnO yang sempurna. Dari hasil analisa
dengan software match dapat dikonfirmasikan bahwa fasa
inorganik yang terbentuk adalah Zinc Oxide (ZnO) berbentuk
heksagonal dengan struktur kristal zincite. Dengan
bertambahnya pH larutan precursor dalam proses sintesis,
artinya semakin besar konsentrasi atau molaritas dari larutan
basa, yaitu amonium hidroksida yang ditambahkan ke dalam
larutan precursor, maka tentu saja semakin besar pula reaksi
yang terjadi. Pada saat penambahan agen pengendap natrium
hidroksida ke dalam larutan precursor, maka akan terbentuk
endapan di beberapa bagian larutan. Pada saat penetesan agen
pengendap ini secara terus menerus, maka larutan akan
mengalami terjadinya larutan jenuh dan koloidal yang
berwarna putih susu. Semakin bertambahnya pH larutan, maka
terbentuk larutan jenuh yang lebih cepat dan warna larutannya
lebih pekat dibandingkan dengan pH yang lebih kecil. Hal ini
sesuai dengan teori dasar dari kelarutan, bahwasnnya semakin
bertambahnya konsentrasi dari larutan basa (amonium
hidroksida) akan dapat memperkecil kelarutan, sehingga
Gambar 4.8 Pola Difraksi Hasil Sintesis Nanopartikel ZnO
dengan Variasi waktu pengadukan (Tanpa PEG 400) berturutturut dari bawah 2 jam, 3 jam, 4 jam, 5 jam, dan 6 jam (anoda
CuKα, λ = 1,54056Ẳ)
Gambar 4.9 Pola Difraksi Hasil Sintesis Nanopartikel ZnO
dengan Varisasi Penambahan PEG 400 untuk waktu
pengadukan berturut-turut dari bawah 2 jam, 3 jam, 4 jam, 5
jam, dan 6 jam (anoda CuKα, λ = 1,54056Ẳ)
Grafik pola difraksi hasil sintesis untuk variasi waktu
pengadukan dari 2 jam sampai 6 tanpa penambahan PEG
menunjukkan puncak yang lebih tajam dengan semakin
bertambahnya waktu pengadukan selama proses sintesis.
Penelitian dengan variasi waktu pengadukan ini bertujuan
untuk mengetahui lebih lanjut proses pembentukan partikel
nano Zinc Oxide (ZnO). Hal utama yang menjadi kontrol
JURNAL TEKNIK POMITS 1-7
dalam variasi ini yaitu efek lamanya waktu pengadukan
terhadap pertumbuhan partikel nano ZnO dan tingkat
kemurnian kristal ZnO yang terbentuk. Persoalan dalam
pembuatan partikel nano Zinc Oxide (ZnO) adalah terletak
pada ukuran, kehomogenan (distribusi partikel yang terbentuk)
serta morfologinya. Pada penelitian untuk tugas akhir ini
diharapkan dapat menjawab persoalan di atas terkait dengan
efek variasi waktu pengadukan. Pengadukan dilakukan pada
kondisi ruang dan berhubungan langsung dengan udara bebas.
Pada penelitian ini pengadukan dilakukan dengan
menggunakan magnetic strirrer dengan kecepatan 350 rpm.
Pada saat pengadukan terjadi gaya sentrifugal. Gaya inilah
yang menyebabkan
atom-atom
terdistribusi
secara
homogen.atom-atom Zn adalah jenis atom yang reaktif
terhadap oksigen, sehingga pada sa pengadukan atom-atom Zn
mengikat oksigen menjadi molekul oksida. Terbentuknya
oksida ini adalah awal mula terjadinya proses nukleasi
(pengintian) di seluruh titik secara merata, sehingga terbentuk
ukuran partikel yang hampir seragam. Lamanya waktu
pengadukan menyebabkan partikel-partikel logam oksida yang
terbentuk berikatan kembali dengan oksigen ataupun
kehilangan oksigen. Apabila logam oksida berikatan dengan
oksigen maka oksida tersebut akan bermuatan negatif dan
sebaliknya oksigen akan bermuatan positif. Antara muatan
positif dan negatif selanjutnya akan tari-menarik dan pada
akhirnya bergabung menjadi partikel oksida yang lebih besar.
Keadaan ini tidak sepenuhnya homogen, tergantung dari
lamanya waktu pengadukan (Prasetia, 2006).
Grafik pola difraksi hasil penelitian sintesis
nanopartikel Zinc Oxide (ZnO) untuk variasi waktu
pengadukan 2 jam, masih terlihat adanya fasa impuritas. Hal
ini menandakan pertumbuhan kristal ZnO belum terjadi secara
sempurna dan homogen. Adanya impuritas pada sintesis
dengan waktu 2 jam ini dapat dilihat pada grafik pola difraksi
untuk sudut difraksi antar 20°-30° terdapat 2 puncak kecil.
Fasa yang diprediksi terdapat pada hasil sintesis ini yaitu
precursor berupa Zn(Ac)2. Berdasarkan analisa dengan
software high score plus (HSP) diperoleh prosentase fasa ZnO
yaitu sebesar 72,48%. Untuk variasi waktu 3 jam fase
impuritas mulai berkurang ditandai dengan terbentuknya
grafik pola difraksi yang hampir mirip dengan grafik ZnO
referensi. Prosentase ZnO yang terbentuk pada variasi waktu
pengadukan 3 jam, 4 jam, 5 jam, dan 6 jam sesuai dengan
analisis software high score plus (HSP) yaitu sebesar 100%
murni ZnO.
Pada variasi waktu pengadukan 3 jam, 4 jam, 5 jam, dan 6
jam telah terbentuk fasa ZnO murni 100%. Hal ini sesuai
dengan analisis dengan menggunakan software search match
untuk mengidentifikasi fasa dan software high score plus
(HSP) untuk menentukan prosentase kemurnian fasa ZnO
yang terbentuk. Berdasarkan hasil penelitian ini dapat
diketahui bahwa proses pertumbuhan partikel ZnO terjadi
secara sempurna dan dalam kondisi homogen untuk waktu
pengadukan 3 jam ke atas. Untuk efek waktu pengadukan
terhadap ukuran kristal ZnO, berdasarkan hasil percobaan
dapat diketahui semakin bertambahnya waktu pengadukan,
maka ukuran partikel yang terbentuk semakin kecil. Metode
perhitungan tehadap ukuran partikel ini dilakukan dengan
menggunakan metode scherrer dan analisis dengan software
5
MAUD (Material Analysis Using Diffraction) yang dijelaskan
pada subbab berikutnya.
Grafik pola difraksi hasil sintesis nanopartikel Zinc Oxide
(ZnO) dengan metode kopresipitasi untuk variasi penambahan
Poli Etilen Glicol (PEG) 400 untuk variasi waktu pengadukan
2 jam, 3 jam, 4 jam, 5 jam, dan 6 jam seperti pada gambar 4.8
didapatkan fasa inorganik yang terbentuk adalah Zinc Oxide
berbentuk heksagonal dengan struktur kristal Zincite sesuai
dengan data PDF 00-079-0208 dari fasa Zinc Oxide (ZnO).
Penambahan Poli Etilen Glicol (PEG) 400 pada penelitian
ini bertujuan untuk membentuk dan sekaligus mengontrol
ukuran dan struktur pori dari partikel. Dalam peran ini PEG
dapat berfungsi sebagai template sehingga material berukuran
nano satu dimensi. Poly Etilen Glycol (PEG) ini membungkus
partikel sehingga tidak terbentuk agregat lebih lanjut
dikarenakan PEG menempel pada permukaan partikel dan
menutupi ion positif yang bersangkutan untuk bergabung dan
membesar, sehingga diharapkan diperoleh partikel dengan
bentuk bulatan yang seragam. Akan tetapi, agar dapat bekerja
sesuai dengan fungsinya, diperlukan PEG dengan panjang
molekul dan jumlah yang tepat. PEG 400 yang digunakan
dalam penelitian ini mempunyai berat molekul rata-rata 400
gram/mol dan mempunyai derajad polimerisasi sebesar 9.
Berdasarkan analisa dengan software match, untuk variasi
waktu 2 jam dengan penambahan PEG 400 sebagai template,
diperoleh fasa Zinc Oxide yang masih amorf. Hal ini dapat
dilihat pada grafik pola difraksi yang puncaknya kecil dan
kasar. Seiring dengan bertambahnya waktu pengadukan, nilai
kristalinitasnya bertambah sesuai dengan gambar puncak
difraksi yang semakin menajam. Hal yang sama seperti pada
variasi sintesis tanpa penambahan PEG, untuk variasi
Penambahan PEG 400 terbentuknya fasa ZnO murni pada
penelitian ini terjadi pada waktu pengaduka 3 jam ke atas.
Analisa prosentase kemurnian ZnO dilakukan dengan software
High Score Plus (HSP) diperoleh prosentase ZnO untuk
variasi waktu 2 jam dengan penambahan PEG 400 sebagai
tempalte yaitu sebesar 65,35%, untuk waktu 3 jam sebesar
77,58 %, untuk waktu 4 jam sebesar 84,1% dan untuk waktu 5
jam dan 6 jam telah terbentuk ZnO murni sebesar 100%.
Analisa efek variasi waktu pengadukan dan penembahan PEG
400 sebagai template dilakukan dengan metode Scherrer dan
dengan menggunakan software MAUD (Material Analysis
Using Diffraction) diperoleh ukuran partikel nano ZnO seperti
pada tabel pada subbab selanjutnya.
C. Ukuran Partikel dan Prosentase Kristalinitas ZnO Hasil
Sintesis
Tabel 1 Nilai Prosentase Kemurnian ZnO untuk Variasi
Temperatur Larutan
No
Variasi
Temperatur
Larutan
Ukuran
Partikel
(nm)
Prosentase
Kristalinitas
ZnO (%)
1
60
22
72,04
2
70
24
74,94
3
80
64
97,5
4
85
79
100
JURNAL TEKNIK POMITS 1-7
6
Tabel 2 Nilai Prosentase Kemurnian ZnO untuk Variasi PH
Larutan
No
Variasi
PH
Larutan
Ukuran Partikel
(nm)
Prosentase
Kristalinitas
ZnO (%)
1
8
64
80,2
2
9
64
100
3
10
32
50,32
4
11
38
61,07
Tabel 3 Nilai Prosentase Kemurnian ZnO untuk Variasi
Waktu Pengadukan Tanpa PEG 400
No
Variasi Waktu
Pengadukan
Tanpa
PEG
400
Ukuran
Partikel
(nm)
Prosentase
Kristalinitas
ZnO (%)
1
2
47
72,48
2
3
79
100
3
4
85
100
4
5
64
100
5
6
64
100
Tabel 4 Nilai Prosentase Kemurnian ZnO untuk Variasi
Waktu Pengadukan dengan Penambahan PEG 400
No
Variasi
Waktu
Pengadukan
dengan PEG 400
Ukuran
Partikel
(nm)
Prosentase
Kristalinitas
ZnO (%)
1
2
19
65,35
2
3
22
77,58
3
4
68
84,1
4
5
72
100
5
6
80
100
IV. KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat
disimpulkan:
1. Telah berhasil terbentuk nanopartikel Zinc Oxide
(ZnO) dengan metode kopresipitasi dengan variasi
temperatur, PH, waktu strirring, dan penambahan
template PEG 400.
2. Pembentukan nanopartikel ZnO untuk variasi
temperatur larutan precursor diperoleh ukuran
partikel terkecil yaitu 22 nm pada temperatur 60°C.
3. Pembentukan nanopartikel ZnO untuk variasi PH
diperoleh ukuran partikel terkecil yaitu 32 nm pada
PH 10.
4. Pembentukan naonopartikel ZnO untuk variasi waktu
stirring tanpa penambahan template PEG 400
diperoleh ukuran partikel terkecil yaitu 47 nm pada
waktu 2 jam.
5. Pembentukan naonopartikel ZnO untuk variasi waktu
stirring dengan penambahan template PEG 400
diperoleh ukuran partikel terkecil yaitu 19 nm pada
waktu 2 jam.
6. Berdasarkan data hasil penelitian diketahui bahwa
prosentase kristalinitas ZnO hasil sintesis meningkat
sebanding dengan bertambahnya temperatur larutan.
Didapatkan fasa ZnO murni 100% pada kondisi
temperatur 85°C.
7. Prosentase kristalinitas ZnO hasil sintesis meningkat
sebanding dengan bertambahnya waktu pengadukan
(strirring). Didapatkan fasa ZnO murni 100% pada
kondisi waktu pengadukan di atas 3 jam untuk variasi
tanpa PEG 400 dan waktu pengaduka di atas 5 jam
untuk variasi dengan penambahan PEG 400.
8. Terbentuknya fasa ZnO dengan kemurnian tinggi
(100% ZnO) terjadi pada kondisi PH 9 dan
temperatur 85°C.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr.
Darminto, M.Sc dan Ibu Sri Yani Purwaningsih, M.Si selaku
dosen pembimbing dan semua pihak yang terlibat dalam
penelitian tugas akhir ini.
DAFTAR PUSTAKA
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
Gambar 4. 10 Hasil uji SEM dengan perbesaran 10.000 kali
Abbdullah, M. 2009. Pengantar Nanosains. Bandung: Penerbit ITB.
Akermi, Mehdi, Nawfel Sakly, Rafik Ben Chaabane, and Hafedh Ben
Ouada. “Effect of PEG-400 on the Morphology and Electrical Properties
of ZnO Nanoparticles Application for Gas Sensor.” Materials Science in
Semiconductor Processing 16, no. 3 (June 2013): 807–817.
doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.mssp.2013.01.005.
Duan, Jinxia, Xintang Huang, and Enke Wang. “PEG-assisted Synthesis
of ZnO Nanotubes.” Materials Letters 60, no. 15 (July 2006): 1918–
1921. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2005.12.052.
Hou, Xianming, Feng Zhou, Bo Yu, and Weimin Liu. “PEG-mediated
Synthesis of ZnO Nanostructures at Room Temperature.” Materials
Letters 61, no. 11–12 (May 2007): 2551–2555.
doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2006.09.059.
Liu, Zhifeng, Zhengguo Jin, Wei Li, and Jijun Qiu. “Preparation of ZnO
Porous Thin Films by Sol–gel Method Using PEG Template.” Materials
Letters 59, no. 28 (December 2005): 3620–3625.
doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2005.06.064.
JURNAL TEKNIK POMITS 1-7
[6]
[7]
[8]
[9]
Thongtem, Titipun, Siriprapha Jattukul, Anukorn Phuruangrat, and
Somchai Thongtem. “The Effect of H2O and PEG on the Morphologies
of ZnO Nanostructures Synthesized Under Microwave Radiation.”
Journal of Alloys and Compounds 491, no. 1–2 (February 18, 2010):
654–657. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2009.11.033.
Tian, Zhengrong R., James A. Voigt, Jun Liu, Bonnie Mckenzie,
Matthew J. Mcdermott, Mark A. Rodriguez, Hiromi Konishi, and
Huifang Xu. “Complex and Oriented ZnO Nanostructures.” Nature
Materials 2, no. 12 (December 2003): 821–826. doi:10.1038/nmat1014.
Tshabalala, M.A., B.F. Dejene, and H.C. Swart. “Synthesis and
Characterization of ZnO Nanoparticles Using Polyethylene Glycol
(PEG).” Physica B: Condensed Matter 407, no. 10 (May 15, 2012):
1668–1671. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.physb.2011.09.113.
Vidyasagar, C.C., and Y. Arthoba Naik. “Surfactant (PEG 400) Effects
on Crystallinity of ZnO Nanoparticles.” Arabian Journal of Chemistry
no. 0. Accessed September 27, 2013.
doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.arabjc.2012.08.002.
7
1
Sintesis Nanopartikel ZnO
dengan Metode Kopresipitasi
Nurul Rosyidah, Sri Yani Purwaningsih, Darminto
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail: darminto@physics.its.ac.id
Abstrak—Telah dilakukan penelitian untuk sintesis nanopartikel
ZnO dengan metode kopresipitasi. Penelitian dilakukan dengan
bahan dasar serbuk Zinc Acetat Dyhidrat, pelarut HCl, dan agen
pengendap NH4OH. Sintesis nanopartikel ZnO dilakukan dengan
menggunakan variasi temperatur, pH, waktu strirring, dan
penambahan template PEG 400 pada larutan prekursor. Variasi
temperatur digunakan pada 60°C, 70°C, 80°C, dan 90°C. Variasi
pH yaitu pH 7–pH 11. Waktu strring mulai dari 2 jam sampai 6
jam dengan penambahan template PEG 400 dan tanpa template
PEG 400. Karakterisasi dilakukan dengan mengunakan pengujian
Difraktometer Sinar-X (XRD) dan Scanning Electron Microscopy
(SEM). Analisi data XRD dilakukan dengan menggunakan
perangkat lunak Match, X’pert High Score Plus (HSP), dan
Material Analysis Using Diffraction (MAUD). Hasil analisis
kuantitatif dengan software HSP menunjukkan terbentuknya
partikel nano ZnO dengan kemurnian tinggi seiring dengan
bertambahnya variasi temperatur. Kemurnian tertinggi fasa ZnO
yaitu pada variasi temperatur 85°C. Analisis ukuran partikel
dengan menggunakan software MAUD menunjukkan telah
terbentuk partikel ZnO berukuran nanometrik terkecil yaitu
sebesar 19 nm.
Kata kunci : kopresipitasi, nanopartikel, sintesis, ZnO.
S
I. PENDAHULUAN
alah satu perkembangan terbaru teknologi material dalam
dunia sains yaitu nanomaterial. Nanomaterial merupakan
partikel berukuran nanometer. Penelitian dibidang
nanopartikel menghasilkan sifat material yang unik, yaitu
material dengan skala nano memiliki sifat yang berbeda dari
material asalnya. Sifat yang banyak dikembangkan dalam
aplikasi teknologi nano yaitu sifat listrik dan optis, diantaranya
untuk konversi sel surya, katalis, sensor gas, hingga kosmetik.
Salah satu material nanopartikel yaitu nanopartikel ZnO.
Untuk menghasilkan material nanopartikel ZnO terdapat
banyak cara, antara lain: metode kimiawi basah, sol gel, spray
pyrolisis, physical vapor deposition, solvotermal, dan
hydrothermal (Sul Lee et al., 2008).
Penelitian untuk mendapatkan nanopartikel ZnO yang
dilakukan sebelumnya yaitu dengan metode yang
menggunakan temperatur cukup tinggi. Nanopartikel ZnO
didapatkan dengan pemanasan pada temperatur 500°C, 600°C,
dan 700°C (M.R. Vaezi et al., 2009).
ZnO adalah material yang relatif lunak dengan kekerasan
sekitar 4,5 pada skala Mohs. Konstanta elastisnya lebih kecil
dari semikonduktor III-V, seperti GaN. Kapasitas panas dan
konduktivitas panasnya tinggi, ekspansi termal rendah dan
suhu lebur ZnO cukup tinggi yang bermanfaat untuk keramik.
Di antara semikonduktor tetrahedral, ZnO memiliki tensor
piezoelektrik tertinggi atau setidaknya sebanding dengan GaN
dan AlN. Sifat ini membuat bahan ini merupakan teknologi
penting bagi banyak aplikasi piezoelektrik, yang
membutuhkan elektromekanis dengan kopling yang besar.
Dalam ilmu material, ZnO adalah semikonduktor dengan
lebar celah pita dari II-VI kelompok semikonduktor, karena
seng dan oksigen terdapat masing-masing pada golongan 2
dan 6 pada tabel periodik. Doping asli dari semikonduktor
karena kekosongan oksigen adalah tipe-n. Semikonduktor ini
memiliki beberapa sifat menguntungkan antara lain:
transparansi yang baik, mobilitas elektron yang tinggi, celah
pita yang lebar, luminescence yang kuat pada suhu ruang, dan
lain-lain. ZnO sudah digunakan dalam berbagai aplikasi yaitu
untuk menyimpan energi atau melindungi jendela dari panas,
dan aplikasi elektronik ZnO sebagai thin-film transistor dan
dioda pemancar cahaya yang telah ada mulai tahun 2009.
Seng oksida mengkristal dalam tiga bentuk : wurtzite
heksagonal, zincblende kubik, dan jarang diamati kubik
rocksalt. Struktur wurtzite paling stabil dan dengan demikian
yang paling umum pada kondisi stabil. Bentuk zincblende
dapat distabilkan dengan ZnO yang tumbuh pada substrat
dengan struktur kisi kubik.
Gambar 1 Struktur wurtzite (www.diamond.com)
Gambar 2 Struktur Zinc Blende (www.diamond.com)
JURNAL TEKNIK POMITS 1-7
Kisi ZnO heksagonal dan zincblende tidak memiliki simetri
inversi (refleksi dari kristal relatif pada suatu titik tertentu
tidak mengubahnya menjadi dirinya sendiri). Kisi simetri
lainnya mempunyai sifat piezoelektrik menghasilkan blende
yang heksagonal. Struktur heksagonal memiliki grup jalur 6
mm (Hermann-Mauguin notasi) atau C6v (Schoenflies notasi),
dan kelompok ruang P63 mc atau C6v. Konstanta kisi a = 3,25
Å dan c = 5,2 Å; rasio c / a ~ 1,60 dekat dengan nilai yang
ideal untuk sel heksagonal c / a = 1,633.
Metode kopresipitasi merupakan salah satu metode sintesis
senyawa anorganik yang didasarkan pada pengendapan lebih
dari satu substansi secara bersama–sama ketika melewati titik
jenuh. Kopresipitasi merupakan metode yang menjanjikan karena
prosesnya
menggunakan
suhu rendah
dan mudah
untuk mengontrol ukuran partikel sehingga waktu yang
dibutuhkan relatif lebih singkat. Produk dari metode ini
diharapkan memiliki ukuran partikel yang lebih kecil dan
lebih homogen daripada metode solid state.
Ada beberapa hal yang dapat dilakukan analis untuk
meminimalkan kopresipitasi bersama endapan kristal. Ion
pengotor akan hadir dalam konsentrasi yang lebih rendah
selama pengendapan. Bila zat cair didinginkan, gerakan
translasi molekul-molekul menjadi lebih kecil dan gaya
molekul lebih besar. Hingga setelah pengkristalan molekul
mempunyai kedudukan tertentu dalam kristal. Panas yang
terbentuk pada pengkristalan disebut panas pengkristalan.
Selama pengkristalan temperatur tetap, d isini terjadi
kesetimbangan temperatur akan turun lagi pengkristalan
selesai. Peristiwa kebalikan dari pengkristalan disebut
peleburan. (Khairiah, 2011).
Pada penelitian ini akan dilakukan sintesis nanopartikel
ZnO dengan menggunakan metode kopresipitasi. Keunggulan
dari penelitian ini adalah digunakan temperatur yang cukup
rendah dimana pada penelitian sebelumnya nanopartikel ZnO
didapatkan dengan pemanasan pada temperatur cukup tinggi.
Zat pengendap yang digunakan yaitu basa NH4OH dan pelarut
yang digunakan untuk melarutkan serbut Zinc Acetat Dehydrat
[Zn(CH3COO)2.2H2O] yaitu HCl. Karakterisasi dilakukan
dengan beberapa pengujian yaitu uji difraksi sinar-X (XRD)
dan uji Scanning Electron Microscope (SEM). Hasil keluaran
X-Ray Diffractometry dianalisis dengan menggunakan
perangkat lunak Match! untuk identifikasi fasa dan MAUD
(Material Analyzing Using Diffraction) untuk identifikasi
ukuran kristal dari fasa-fasa di dalam sampel.
II. METODE
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serbuk
Zinc Acetat Dehydrat [Zn(CH3COO)2.2H2O], larutan HCl dan
NH4OH. Pelarutan serbuk Zinc Acetat Dehydrat
[Zn(CH3COO)2.2H2O] dilakukan dengan menambahkan
larutan HCl 37% yang telah diencerkan menjadi larutan HCl
0,5 M. Dilakukan pengadukan dengan menggunakan magnetic
stirrer. Kemudian dilakukan penambahan larutan NH4OH 0.5
M sedikit demi sedikit sehingga larutan bercampur. Setelah itu
larutan precursor diuji Ph-nya dengan menggunakan kertas uji
(indikator universal). Dilakukan penambahan larutan NH4OH
pekat dengan metode titrasi sampai tercapai pH larutan
precursor yang diinginkan. Penelitian ini menggunakan variasi
Ph precursor yaitu 8, 9, dan 10.
2
Setelah larutan precursor berada pada Ph yang diinginkan,
maka langkah selanjutnya yaitu larutan precursor diaduk
menggunakan hot plate dengan kontrol temperatur larutan
precursor yang diinginkan. Variasi temperatur larutan
precursor yang digunakan dalam penelitian ini yaitu 60, 70,
80, 85, dan 90°C. Kemudian larutan precursor diaduk dengan
menggunakan magnetic bar selama waktu tertentu. Variasi
waktu pengadukan yang dilakukan dalam penelitian ini yaitu 6
jam, 9 jam, 12 jam, dan 15 jam. Setelah itu dilakukan
penyaringan endapan yang terbentuk. Setelah disaring
endapan yang terbentuk dicuci dengan menggunakan larutan
aquades dan dilakukan proses pengeringan dalam oven dengan
suhu sebesar 100°C selama 1 jam.
Karakterisasi serbuk hasil sintesis menggunakan metode
kopresipitasi dilakukan dengan uji difraksi sinar-X. Dari hasil
uji Difraksi Sinar-X diperoleh informasi berupa komponen
fasa yang terbentuk. Setelah itu hasil uji difraksi sinar-X
dianalisis dengan software Match dan MAUD (Material
Analysis Using Diffraction) untuk mengetahui ukuran partikel
yang terbentuk. Selain itu karakterisasi juga dilakukan dengan
uji SEM (Scanning Electron Microscope) untuk mengetahui
bentuk morfologi dari Nanopartikel ZnO yang terbentuk.
Uji XRD dalam penelitian ini menggunakan radiasi Cu-Kα
dengan panjang sinar-X 1,54051 Å dan analisis sudut 5o - 90o
dengan step size 0,02o. Analisis data XRD menggunakan
perangkat lunak X’pert
High Score Plus untuk
mengidentifikasi fasa. Sedangkan analisis kuantitatif diperoleh
menggunakan metode Scherrer[6] dengan persamaan sebagai
berikut:
(1)
dengan:
D = ukuran kristal (nm),
λ = 0.154051 nm (panjang gelombang sinar-X yang
digunakan dalam uji XRD),
k = konstanta Scherrer
FWHM = lebar puncak pada setengah tinggi puncak
maksimum,
FWHM sd = FWHM standar
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Proses Sintesis Nanopartikel Zinc Oxide (ZnO) dengan
Metode Kopresipitasi
Sintesis nanopartikel ZnO (Zinc Oxide) dilakukan dengan
menggunakan metode kopresipitasi. Pelarut HCl (asam
klorida) digunakan untuk melarutkan serbuk Zinc Acetat
Dyhidrat
[Zn(CH3COO)2.2H2O].
Kemudian
proses
pengendapan dilakukan oleh agen pengendap berupa basa
Amonium Hidroksida (NH4OH).
Proses sintesis nanopartikel Zinc Oxide (ZnO) pada
penelitian untuk tugas akhir ini dilakukan dengan variasi
temperatur larutan prekursor, pH larutan prekursor, waktu
pengadukan selama proses sintesis dan dengan penambahan
PEG 400 sebagai template. Variasi temperatur dilakukan
untuk kondisi temperatur larutan prekursor 60°C, 70°C, 80°C,
dan 85°C. Variasi pH larutan dilakukan untuk kondisi pH
JURNAL TEKNIK POMITS 1-7
larutan mulai dari pH 7, pH 8, pH 9, pH 10, dan pH 11.
Variasi waktu pengadukan dilakukan untuk waktu strirring
yang disertai dengan heating (pemanasan) dengan
menggunakan hot plate dengan waktu 2 jam, 3 jam, 4 jam, 5
jam, dan 6 jam untuk sintesis dengan penambahan PEG 400
dan tanpa PEG 400.
Pada tahapan awal proses sintesis nanopartikel ZnO, proses
pelarutan serbuk Zinc Acetat Dyhidrat [Zn(CH3COO)2.2H2O]
yang dilakukan oleh agen pelarut berupa asam klorida (HCl)
menghasilkan larutan berwarna bening seperti pada gambar
4.2 sesuai dengan reaksi kimia sebagai berikut :
Zn(CH3COO)2.2H2O + 2HCl
ZnCl2+2CH3COOH
+2H2O............................................................................ (1)
Proses selanjutnya yaitu dilakukan penambahan agen
pengendap berupa basa NH4OH ke dalam larutan yang
menyebabkan larutan yang semula bening dan transparan
berubah menjadi berwarna putih susu (milky solution) seperti
pada gambar 4.3 sesuai dengan persamaan reaksi sebagai
berikut :
ZnCl2 + 2CH3COOH + 2H2O + 2 NH4OH
Zn(OH)2 +
2NH4Cl+2CH3COOH+H2O ...............................................(2)
Larutan yang berwarna putih susu ini membentuk suatu
koloid yang kemudian diproses dalam proses stirring
(pengadukan) dalam variasi waktu mulai dari 2 jam sampai 6
jam dan heating (pemanasan) di atas hot plate dengan
temperatur bervariasi dari 60°C sampai 85°C. Kemudian
Zn(OH)2 hasil reaksi bereaksi dengan molekul air sehingga
terbentuk ion Zn(OH)42- yang kemudian akan terbentuk fase
ZnO seperti pada persamaan reaksi sebagai berikut :
3
sehingga tidak terbentuk agregat. Hal ini dikarenakan PEG
terjebak pada permukaan partikel dan menutupi ion positif Zn,
dan pada akhirnya diharapkan terbentuk partikel dengan
bentuk bulatan seragam.
Penyaringan dan pencucian larutan hasil sintesis
nanopartikel Zinc Oxide (ZnO) dilakukan dengan
menggunakan funnel kaca dengan diameter 15 cm dan labu
250 Ml untuk memisahkan endapan dari larutannya seperti
pada gambar 4.4. Proses pencucian dilakukan beberapa kali
dengan menggunakan aquades sebanyak kurang lebih 250 Ml
untuk menghilangkan garam NH4Cl. Pada proses pencucian
akan terbentuk 3 lapisan, yaitu bening, transparan, dan
berwarna putih susu pada sisi bawah.
Hasil penyaringan yang telah dicuci berulang kali dengan
menggunakan aquades, kemudian dimasukkan ke dalam
cawan petri untuk dikeringkan. Proses pengeringan ini
bertujuan untuk menguapkan dan menghilangkan air. Hasil
akhir yang didapatkan yaitu berupa serbuk ZnO nanopartikel
yang berwarna putih dan kering. Penyimpanan serbuk ini
ditempatkan pada tempat yang kering dan tertutup rapat.
Karena serbuk ZnO nanopartikel ini mudah sekali bereaksi
dengan air sehingga sampel tersebut agak sedikit lembab.
Proses pengeringan serbuk ZnO nanopartikel hasil sintesis
dengan metode kopresipitasi dilakukan di dalam oven dengan
setting temperatur sebesar 90°C selama 3 jam. Dari hasil
serbuk yang didapatkan, selanjutnya dilakukan pengujian
karakterisasi difraksi sinar-x untuk mengetahui fasa dan
ukuran kristal serta pengujian Scanning Electron Microscopy
(SEM) untuk mengetahui bentuk morfologi dari nanopartikel
Zinc Oxide (ZnO) hasil sintesis dengan metode kopresipitasi.
B. Hasil Pengukuran Difraksi Sinar-X Sintesis Nanopartikel
ZnO dengan Metode Kopresipitasi
Zn(OH)2 + 2H2O
Zn(OH)42- + 2H+ ........................... (3)
2Zn(OH)4
ZnO+H2O+2OH- ...................................... (4)
Pada penelitian tugas akhir ini, studi pertama dilakukan
untuk pembentukan nanopartikel ZnO dengan metode
kopresipitasi untuk variasi temperatur larutan prekursor.
Tujuan utama pada penelitian ini yaitu untuk menghasilkan
serbuk ZnO nanopartikel di mana proses sintesis dilakukan
dengan temperatur rendah (di bawah 100°C). Berdasarkan
penelitian sebelumnya, proses sintesis dilakukan dengan
temperatur kalsinasi 500-700°C (M.R. Vaezi, et al), maka
peneliti melakukan sintesis partikel nano ZnO dengan variasi
temperatur precursor 60°C, 70°C, 80°C, dan 85°C.
Berdasarkan hasil penelitian, pertumbuhan inti pada
pencampuran larutan prekursor dalam sintesis nanopartikel
ZnO pada temperatur 60°C lebih lambat jika dibandingkan
dengan pencampuran pada temperatur larutan precursor 70°C,
80°C, dan 85°C. Hal ini disebabkan karena adanya energi
bebas yang diserap selama proses reaksi berlangsung.
Ukuran nanopartikel dapat dikontrol dengan penambahan
polimer atau surfaktan. Salah satu polimer yang dapat dipakai
untuk membentuk dan mengontrol ukuran serta struktur pori
tersebut adalah Poly Etilen Glycol (PEG). Dalam penelitian ini
juga digunakan variasi penambahan PEG 400 ke dalam larutan
prekursor sebanyak 3.5 mL. Dalam hal ini PEG berfungsi
sebagai template dan juga untuk membungkus partikel
Gambar 3 Pola Difraksi Hasil Sintesis Nanopartikel ZnO
dengan Variasi Temperatur Berturut-turut 60°C, 70°C, 80°C,
dan 85°C (anoda CuKα, λ = 1,54056Ẳ)
Berdasarkan informasi dari grafik XRD pada gambar 4.5
dapat diketahui bahwa tingkat kristalinitas paling tinggi dan
terbentuk fasa murni 100% ZnO terjadi untuk temperatur
larutan prekursor sebesar 85°C. Berdasarkan grafik pada
gambar 3 maka dapat diketahui juga bahwa tingkat
JURNAL TEKNIK POMITS 1-7
kristalinitas dari ZnO bertambah seiring dengan bertambahnya
temperatur. Salah satu bagian dari penelitian ini adalah
perlakuan panas pada proses strirring dengan magnetic stirrer
disertai pemanasan dengan hotplate sehingga kontrol
temperatur larutan diperhatikan sebagai variasi dalam
penelitian. Puncak difraksi pada sampel dengan suhu paling
tinggi, yaitu 85°C terlihat paling menajam. Hal tersebut
mengindikasikan adanya peningkatan kristalinitas dan ukuran
partikel ZnO.
4
dengan bertambahnya konsentrasi dari larutan amonium
hidroksida akan mengalami pengendapan yang lebih cepat dan
larutan bersifat jenuh (koloid).
Pada kondisi larutan pada pH 10 dan 11, berdasarkan grafik
pola difraksi hasil sintesis, diperoleh pola difraksi yang
berbeda dari pH larutan 8 dan 9. Grafik hasil XRD pada
kondisi pH 10 dan 11 ini mengindikasikan kecilnya prosentase
ZnO yang terbentuk dari hasil sintesis. Hal ini dikarenakan
pada kondisi pH 10 dan 11 penambahan agen pengendap
larutan basa amonium hidroksida terlalu banyak sehingga
larutan telah melewati titik jenuhnya sehingga kemurnian ZnO
menjadi berkurang. Hasil analisa dengan software High Score
Plus (HSP) menunjukkan nilai prosentase fasa ZnO yang
terbentuk pada pH 10 yaitu sebesar 50,32% dan untuk pada
kondisi pH 11 yaitu sebesar 61,07%.
Gambar 4.7 Pola Difraksi Hasil Sintesis Nanopartikel ZnO
dengan Metode Kopresipitasi untuk Variasi pH larutan
prekursor Berturut-turut dari Bawah pH 8, 9, 10, dan 11
(anoda CuKα, λ = 1,54056Ẳ)
Pola difraksi hasil sintesis nanopartikel ZnO dengan variasi
pH larutan precursor untuk variasi pH 8 dan pH 9 dapat
dikonfirmasikan dari hasil analisis dengan software serach
match sesuai dengan indeks puncak Zincite-ZnO. Pola difraksi
terukur hasil penelitian untuk tugas akhir ini dikonfirmasikan
oleh data Powder Diffraction File data PDF 00-079-0208 dari
fasa Zinc Oxide (ZnO) puncak-puncak muncul di sekitar sudut
2 seperti pada gambar pola difrksi sinar-x dan data disajikan
dalam tabel 4.1.
Pada kondisi larutan pH 8 dan pH 9, berdasarkan grafik
pola difraksi hasil sintesis, dapat diketahui bahwa telah
terbentuk kristal ZnO yang sempurna. Dari hasil analisa
dengan software match dapat dikonfirmasikan bahwa fasa
inorganik yang terbentuk adalah Zinc Oxide (ZnO) berbentuk
heksagonal dengan struktur kristal zincite. Dengan
bertambahnya pH larutan precursor dalam proses sintesis,
artinya semakin besar konsentrasi atau molaritas dari larutan
basa, yaitu amonium hidroksida yang ditambahkan ke dalam
larutan precursor, maka tentu saja semakin besar pula reaksi
yang terjadi. Pada saat penambahan agen pengendap natrium
hidroksida ke dalam larutan precursor, maka akan terbentuk
endapan di beberapa bagian larutan. Pada saat penetesan agen
pengendap ini secara terus menerus, maka larutan akan
mengalami terjadinya larutan jenuh dan koloidal yang
berwarna putih susu. Semakin bertambahnya pH larutan, maka
terbentuk larutan jenuh yang lebih cepat dan warna larutannya
lebih pekat dibandingkan dengan pH yang lebih kecil. Hal ini
sesuai dengan teori dasar dari kelarutan, bahwasnnya semakin
bertambahnya konsentrasi dari larutan basa (amonium
hidroksida) akan dapat memperkecil kelarutan, sehingga
Gambar 4.8 Pola Difraksi Hasil Sintesis Nanopartikel ZnO
dengan Variasi waktu pengadukan (Tanpa PEG 400) berturutturut dari bawah 2 jam, 3 jam, 4 jam, 5 jam, dan 6 jam (anoda
CuKα, λ = 1,54056Ẳ)
Gambar 4.9 Pola Difraksi Hasil Sintesis Nanopartikel ZnO
dengan Varisasi Penambahan PEG 400 untuk waktu
pengadukan berturut-turut dari bawah 2 jam, 3 jam, 4 jam, 5
jam, dan 6 jam (anoda CuKα, λ = 1,54056Ẳ)
Grafik pola difraksi hasil sintesis untuk variasi waktu
pengadukan dari 2 jam sampai 6 tanpa penambahan PEG
menunjukkan puncak yang lebih tajam dengan semakin
bertambahnya waktu pengadukan selama proses sintesis.
Penelitian dengan variasi waktu pengadukan ini bertujuan
untuk mengetahui lebih lanjut proses pembentukan partikel
nano Zinc Oxide (ZnO). Hal utama yang menjadi kontrol
JURNAL TEKNIK POMITS 1-7
dalam variasi ini yaitu efek lamanya waktu pengadukan
terhadap pertumbuhan partikel nano ZnO dan tingkat
kemurnian kristal ZnO yang terbentuk. Persoalan dalam
pembuatan partikel nano Zinc Oxide (ZnO) adalah terletak
pada ukuran, kehomogenan (distribusi partikel yang terbentuk)
serta morfologinya. Pada penelitian untuk tugas akhir ini
diharapkan dapat menjawab persoalan di atas terkait dengan
efek variasi waktu pengadukan. Pengadukan dilakukan pada
kondisi ruang dan berhubungan langsung dengan udara bebas.
Pada penelitian ini pengadukan dilakukan dengan
menggunakan magnetic strirrer dengan kecepatan 350 rpm.
Pada saat pengadukan terjadi gaya sentrifugal. Gaya inilah
yang menyebabkan
atom-atom
terdistribusi
secara
homogen.atom-atom Zn adalah jenis atom yang reaktif
terhadap oksigen, sehingga pada sa pengadukan atom-atom Zn
mengikat oksigen menjadi molekul oksida. Terbentuknya
oksida ini adalah awal mula terjadinya proses nukleasi
(pengintian) di seluruh titik secara merata, sehingga terbentuk
ukuran partikel yang hampir seragam. Lamanya waktu
pengadukan menyebabkan partikel-partikel logam oksida yang
terbentuk berikatan kembali dengan oksigen ataupun
kehilangan oksigen. Apabila logam oksida berikatan dengan
oksigen maka oksida tersebut akan bermuatan negatif dan
sebaliknya oksigen akan bermuatan positif. Antara muatan
positif dan negatif selanjutnya akan tari-menarik dan pada
akhirnya bergabung menjadi partikel oksida yang lebih besar.
Keadaan ini tidak sepenuhnya homogen, tergantung dari
lamanya waktu pengadukan (Prasetia, 2006).
Grafik pola difraksi hasil penelitian sintesis
nanopartikel Zinc Oxide (ZnO) untuk variasi waktu
pengadukan 2 jam, masih terlihat adanya fasa impuritas. Hal
ini menandakan pertumbuhan kristal ZnO belum terjadi secara
sempurna dan homogen. Adanya impuritas pada sintesis
dengan waktu 2 jam ini dapat dilihat pada grafik pola difraksi
untuk sudut difraksi antar 20°-30° terdapat 2 puncak kecil.
Fasa yang diprediksi terdapat pada hasil sintesis ini yaitu
precursor berupa Zn(Ac)2. Berdasarkan analisa dengan
software high score plus (HSP) diperoleh prosentase fasa ZnO
yaitu sebesar 72,48%. Untuk variasi waktu 3 jam fase
impuritas mulai berkurang ditandai dengan terbentuknya
grafik pola difraksi yang hampir mirip dengan grafik ZnO
referensi. Prosentase ZnO yang terbentuk pada variasi waktu
pengadukan 3 jam, 4 jam, 5 jam, dan 6 jam sesuai dengan
analisis software high score plus (HSP) yaitu sebesar 100%
murni ZnO.
Pada variasi waktu pengadukan 3 jam, 4 jam, 5 jam, dan 6
jam telah terbentuk fasa ZnO murni 100%. Hal ini sesuai
dengan analisis dengan menggunakan software search match
untuk mengidentifikasi fasa dan software high score plus
(HSP) untuk menentukan prosentase kemurnian fasa ZnO
yang terbentuk. Berdasarkan hasil penelitian ini dapat
diketahui bahwa proses pertumbuhan partikel ZnO terjadi
secara sempurna dan dalam kondisi homogen untuk waktu
pengadukan 3 jam ke atas. Untuk efek waktu pengadukan
terhadap ukuran kristal ZnO, berdasarkan hasil percobaan
dapat diketahui semakin bertambahnya waktu pengadukan,
maka ukuran partikel yang terbentuk semakin kecil. Metode
perhitungan tehadap ukuran partikel ini dilakukan dengan
menggunakan metode scherrer dan analisis dengan software
5
MAUD (Material Analysis Using Diffraction) yang dijelaskan
pada subbab berikutnya.
Grafik pola difraksi hasil sintesis nanopartikel Zinc Oxide
(ZnO) dengan metode kopresipitasi untuk variasi penambahan
Poli Etilen Glicol (PEG) 400 untuk variasi waktu pengadukan
2 jam, 3 jam, 4 jam, 5 jam, dan 6 jam seperti pada gambar 4.8
didapatkan fasa inorganik yang terbentuk adalah Zinc Oxide
berbentuk heksagonal dengan struktur kristal Zincite sesuai
dengan data PDF 00-079-0208 dari fasa Zinc Oxide (ZnO).
Penambahan Poli Etilen Glicol (PEG) 400 pada penelitian
ini bertujuan untuk membentuk dan sekaligus mengontrol
ukuran dan struktur pori dari partikel. Dalam peran ini PEG
dapat berfungsi sebagai template sehingga material berukuran
nano satu dimensi. Poly Etilen Glycol (PEG) ini membungkus
partikel sehingga tidak terbentuk agregat lebih lanjut
dikarenakan PEG menempel pada permukaan partikel dan
menutupi ion positif yang bersangkutan untuk bergabung dan
membesar, sehingga diharapkan diperoleh partikel dengan
bentuk bulatan yang seragam. Akan tetapi, agar dapat bekerja
sesuai dengan fungsinya, diperlukan PEG dengan panjang
molekul dan jumlah yang tepat. PEG 400 yang digunakan
dalam penelitian ini mempunyai berat molekul rata-rata 400
gram/mol dan mempunyai derajad polimerisasi sebesar 9.
Berdasarkan analisa dengan software match, untuk variasi
waktu 2 jam dengan penambahan PEG 400 sebagai template,
diperoleh fasa Zinc Oxide yang masih amorf. Hal ini dapat
dilihat pada grafik pola difraksi yang puncaknya kecil dan
kasar. Seiring dengan bertambahnya waktu pengadukan, nilai
kristalinitasnya bertambah sesuai dengan gambar puncak
difraksi yang semakin menajam. Hal yang sama seperti pada
variasi sintesis tanpa penambahan PEG, untuk variasi
Penambahan PEG 400 terbentuknya fasa ZnO murni pada
penelitian ini terjadi pada waktu pengaduka 3 jam ke atas.
Analisa prosentase kemurnian ZnO dilakukan dengan software
High Score Plus (HSP) diperoleh prosentase ZnO untuk
variasi waktu 2 jam dengan penambahan PEG 400 sebagai
tempalte yaitu sebesar 65,35%, untuk waktu 3 jam sebesar
77,58 %, untuk waktu 4 jam sebesar 84,1% dan untuk waktu 5
jam dan 6 jam telah terbentuk ZnO murni sebesar 100%.
Analisa efek variasi waktu pengadukan dan penembahan PEG
400 sebagai template dilakukan dengan metode Scherrer dan
dengan menggunakan software MAUD (Material Analysis
Using Diffraction) diperoleh ukuran partikel nano ZnO seperti
pada tabel pada subbab selanjutnya.
C. Ukuran Partikel dan Prosentase Kristalinitas ZnO Hasil
Sintesis
Tabel 1 Nilai Prosentase Kemurnian ZnO untuk Variasi
Temperatur Larutan
No
Variasi
Temperatur
Larutan
Ukuran
Partikel
(nm)
Prosentase
Kristalinitas
ZnO (%)
1
60
22
72,04
2
70
24
74,94
3
80
64
97,5
4
85
79
100
JURNAL TEKNIK POMITS 1-7
6
Tabel 2 Nilai Prosentase Kemurnian ZnO untuk Variasi PH
Larutan
No
Variasi
PH
Larutan
Ukuran Partikel
(nm)
Prosentase
Kristalinitas
ZnO (%)
1
8
64
80,2
2
9
64
100
3
10
32
50,32
4
11
38
61,07
Tabel 3 Nilai Prosentase Kemurnian ZnO untuk Variasi
Waktu Pengadukan Tanpa PEG 400
No
Variasi Waktu
Pengadukan
Tanpa
PEG
400
Ukuran
Partikel
(nm)
Prosentase
Kristalinitas
ZnO (%)
1
2
47
72,48
2
3
79
100
3
4
85
100
4
5
64
100
5
6
64
100
Tabel 4 Nilai Prosentase Kemurnian ZnO untuk Variasi
Waktu Pengadukan dengan Penambahan PEG 400
No
Variasi
Waktu
Pengadukan
dengan PEG 400
Ukuran
Partikel
(nm)
Prosentase
Kristalinitas
ZnO (%)
1
2
19
65,35
2
3
22
77,58
3
4
68
84,1
4
5
72
100
5
6
80
100
IV. KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat
disimpulkan:
1. Telah berhasil terbentuk nanopartikel Zinc Oxide
(ZnO) dengan metode kopresipitasi dengan variasi
temperatur, PH, waktu strirring, dan penambahan
template PEG 400.
2. Pembentukan nanopartikel ZnO untuk variasi
temperatur larutan precursor diperoleh ukuran
partikel terkecil yaitu 22 nm pada temperatur 60°C.
3. Pembentukan nanopartikel ZnO untuk variasi PH
diperoleh ukuran partikel terkecil yaitu 32 nm pada
PH 10.
4. Pembentukan naonopartikel ZnO untuk variasi waktu
stirring tanpa penambahan template PEG 400
diperoleh ukuran partikel terkecil yaitu 47 nm pada
waktu 2 jam.
5. Pembentukan naonopartikel ZnO untuk variasi waktu
stirring dengan penambahan template PEG 400
diperoleh ukuran partikel terkecil yaitu 19 nm pada
waktu 2 jam.
6. Berdasarkan data hasil penelitian diketahui bahwa
prosentase kristalinitas ZnO hasil sintesis meningkat
sebanding dengan bertambahnya temperatur larutan.
Didapatkan fasa ZnO murni 100% pada kondisi
temperatur 85°C.
7. Prosentase kristalinitas ZnO hasil sintesis meningkat
sebanding dengan bertambahnya waktu pengadukan
(strirring). Didapatkan fasa ZnO murni 100% pada
kondisi waktu pengadukan di atas 3 jam untuk variasi
tanpa PEG 400 dan waktu pengaduka di atas 5 jam
untuk variasi dengan penambahan PEG 400.
8. Terbentuknya fasa ZnO dengan kemurnian tinggi
(100% ZnO) terjadi pada kondisi PH 9 dan
temperatur 85°C.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr.
Darminto, M.Sc dan Ibu Sri Yani Purwaningsih, M.Si selaku
dosen pembimbing dan semua pihak yang terlibat dalam
penelitian tugas akhir ini.
DAFTAR PUSTAKA
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
Gambar 4. 10 Hasil uji SEM dengan perbesaran 10.000 kali
Abbdullah, M. 2009. Pengantar Nanosains. Bandung: Penerbit ITB.
Akermi, Mehdi, Nawfel Sakly, Rafik Ben Chaabane, and Hafedh Ben
Ouada. “Effect of PEG-400 on the Morphology and Electrical Properties
of ZnO Nanoparticles Application for Gas Sensor.” Materials Science in
Semiconductor Processing 16, no. 3 (June 2013): 807–817.
doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.mssp.2013.01.005.
Duan, Jinxia, Xintang Huang, and Enke Wang. “PEG-assisted Synthesis
of ZnO Nanotubes.” Materials Letters 60, no. 15 (July 2006): 1918–
1921. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2005.12.052.
Hou, Xianming, Feng Zhou, Bo Yu, and Weimin Liu. “PEG-mediated
Synthesis of ZnO Nanostructures at Room Temperature.” Materials
Letters 61, no. 11–12 (May 2007): 2551–2555.
doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2006.09.059.
Liu, Zhifeng, Zhengguo Jin, Wei Li, and Jijun Qiu. “Preparation of ZnO
Porous Thin Films by Sol–gel Method Using PEG Template.” Materials
Letters 59, no. 28 (December 2005): 3620–3625.
doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2005.06.064.
JURNAL TEKNIK POMITS 1-7
[6]
[7]
[8]
[9]
Thongtem, Titipun, Siriprapha Jattukul, Anukorn Phuruangrat, and
Somchai Thongtem. “The Effect of H2O and PEG on the Morphologies
of ZnO Nanostructures Synthesized Under Microwave Radiation.”
Journal of Alloys and Compounds 491, no. 1–2 (February 18, 2010):
654–657. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2009.11.033.
Tian, Zhengrong R., James A. Voigt, Jun Liu, Bonnie Mckenzie,
Matthew J. Mcdermott, Mark A. Rodriguez, Hiromi Konishi, and
Huifang Xu. “Complex and Oriented ZnO Nanostructures.” Nature
Materials 2, no. 12 (December 2003): 821–826. doi:10.1038/nmat1014.
Tshabalala, M.A., B.F. Dejene, and H.C. Swart. “Synthesis and
Characterization of ZnO Nanoparticles Using Polyethylene Glycol
(PEG).” Physica B: Condensed Matter 407, no. 10 (May 15, 2012):
1668–1671. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.physb.2011.09.113.
Vidyasagar, C.C., and Y. Arthoba Naik. “Surfactant (PEG 400) Effects
on Crystallinity of ZnO Nanoparticles.” Arabian Journal of Chemistry
no. 0. Accessed September 27, 2013.
doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.arabjc.2012.08.002.
7