Pengaruh Variasi Konsentrasi Larutan Pengendap terhadap Sifat Optik Nanopartikel Cu2O yang Disintesis dengan Metode Kopresipitasi

Abstract

Cuprous oxide (Cu2O) nanoparticles were synthesized using co precipitation 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.

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.