Pengaruh jenis dan konsentrasi surfaktan pada sintesis nanonikel hidroksida dengan metode presipitasi

Abstract

Nikel hidroksida berukuran nanopartikel memiliki peranan penting dalam berbagai proses industri. Nanopartikel nikel hidroksida dimanfaatkan untuk pembuatan baterai, fuel cells, kapasitor elektrokimia, dan lain-lain. Nikel hidroksida merupakan bahan elektroda yang mudah disintesis, biaya murah, dan sifat redoks elektrokimia yang baik. Presipitasi adalah salah satu cara untuk memperoleh logam nikel dengan ukuran nanopartikel menggunakan prinsip beda kelarutan. Metode presipitasi merupakan metode yang paling umum digunakan karena prosesnya yang mudah dilakukan, ukuran partikel yang mudah dikontrol, dapat dilakukan pada temperatur rendah, dan memiliki efisiensi energi yang tinggi. Pada penelitian ini akan dilakukan presipitasi nikel hidroksida dengan tujuan menghasilkan presipitat nikel hidroksida dengan ukuran nanopartikel dengan kemurnian yang tinggi. Sebelumnya beberapa peneliti telah melakukan penelitian ini dengan kemurnian logam nikel yang diperoleh sudah cukup tinggi (88,35%), namun terjadi aglomerasi pada nikel yang terbentuk. Proses presipitasi dilakukan dengan cara menambahkan natrium hidroksida 5 M hingga mencapai pH optimum dan penambahan surfaktan sebelum proses presipitasi. Penelitian ini dilakukan dengan memvariasikan jenis suraktan yaitu alkyl benzene sulphonate (ABS), sodium dodecyl sulphate (SDS), cetyl trimethylammonium bromide (CTAB), dan poly vinyl pyrrolidone (PVP) pada konsentrasi CMC dalam larutan prekursor NiSO4. Analisa yang dilakukan adalah uji kadar nikel dan aluminium dalam fasa cair untuk mengetahui persentase nikel yang terpresipitasi dengan menggunakan metode spektrofotometri. Uji padatan dengan menggunakan XRD, XRF, PSA, dan TEM dilakukan untuk mengetahui karakteristik presipitat yang dihasilkan pada berbagai variasi percobaan. Sintesis nanopartikel nikel hidroksida dengan metode presipitasi ini dilakukan penambahan surfaktan ABS, SDS, CTAB, PVP pada konsentrasi CMC dalam larutan xiirecursor NiSO4. Konsentrasi CMC setiap jenis surfaktan yang diperoleh secara berturutturut sebesar 0,01 %-b/v, 0,05 %-b/v, 3 %-b/v, dan 0,5 %-b/v. Bedasarkan hasil karakterisasi TEM dihasilkan ukuran partikel nikel hidroksida pada sampel NPNH pada rentang 23,18- 27,2 nm, NPNH_ABS_CMC pada rentang 3,120 4,47 nm, NPNH_SDS_CMC pada rentang 13,9- 19,8 nm, NPNH_CTAB_CMC pada rentang 15,37- 22,94 nm, dan NPNH_PVP_CMC pada rentang 8,41- 21,05 nm. Nanonikel hidroksida yang disintesis dengan penambahan surfaktan ABS pada konsentrasi CMC dapat menghasilkan partikel yang tidak teraglomerasi. Selain itu, nanopartikel nikel hidroksida yang dihasilkan pada setiap variasi memiliki kemurnian pada rentang 90,29- 96,41%-b dengan terdapat pengotor berupa NiSO4.