Sintesis material karbon nano dari minyak goreng kelapa sawit dengan metode nebulized spray pyrolysis

Abstract

Material karbon nano merupakan material yang sedang berkembang dengan pesat. Hal ini disebabkan oleh sifatnya yang unik dan dapat diaplikasikan dalam berbagai hal seperti konduktivitas listrik dan konduktivitas termal yang baik serta bersifat kuat sehingga banyak dimanfaatkan sebagai elektroda pada baterai superkapasitor, bahan penguat pada komposit, serta bahan pada penyimpanan hidrogen. Disamping perkembangannya yang pesat, material karbon nano masih sulit didapatkan dengan harga yang murah karena sulitnya memproduksi material karbo nano secara massal. Pada penelitian ini material karbon nano akan disintesis dari minyak goreng baru dengan metode nebulized spray pyrolysis. Material karbon nano dideposisikan langsung pada dinding tabung/ reaktor stainless steel dengan dugaan hasil yang didapat bisa lebih banyak karena adanya pengaruh dari dinding reaktor yang berfungsi sebagai katalis. Dengan adanya metode ini, diharapkan dapat menjadi solusi dalam memproduksi karbon nano secara massal. Pada penelitian ini material karbon nano disintesis menggunakan metode nebulized spray pyrolysis dari minyak kelapa sawit baru. Katalis yang digunakan pada penelitian ini adalah ferrocene dengan konsentrasi 0,015 g/ml; 0,020 g/ml; dan 0,025 g/ml. Katalis tersebut dikontakan dengan karbon prekursor dengan metode floating catalyst. Gas pembawa yang digunakan pada penelitian ini adalah gas nitrogen dengan laju 1,21 sccm. Proses nebulisasi dilakukan selama 30 menit dengan temperatur operasi 650°C; 700°C; 750°C; 800°C; 850°C; dan 900°C. Pada penelitian ini material karbon nano disintesis dengan deposisi secara langsung pada dinding tabung/ reaktor stainless steel sehingga tidak perlu adanya substrat sebagai media pertumbuhan karbon nano. Material karbon nano yang telah berhasil tersintesis, dianalisis karakteristiknya dengan beberapa metode analisis antara lain SEM, EDS, XRD, dan CV. Analisis SEM bertujuan untuk mengetahui bentuk morfologi dari sampel, analisis EDS bertujuan untuk mengetahui unsur yang terdapat pada sampel, analisis XRD bertujuan untuk mengetahui kristalinitas dari sampel, dan analisa CV bertujuan untuk mengetahui kapasitansi dari sel. Material karbon nano yang dihasilkan juga akan ditimbang untuk diketahui berat sampel yang didapatkan. Hasil analisa XRD pada percobaan variasi temperatur dan konsentrasi katalis sebesar 0,025 gr/ml menunjukan bahwa pada setiap sampel muncul puncak C (002) dan C(100) dengan pada variasi temperatur 850°C, puncak C(002) yang dihasilkan memiliki intensitas yang paling tingi. Dari hasil analisa SEM didapat bahwa pada temperatur 700°C dapat tersintesis CNS sedangkan pada temperatur 850°C dan 900°C dapat tersintesis CNS dan CNT dengan ukuran material karbon nano yang semakin kecil dengan meningkatnya temperatur operasi. Hasil analisa SEM pada percobaan variasi konsentrasi katalis dengan temperatur operasi optimum (850°C) menunjukan bahwa pada setiap sampel dapat tersintesis CNT dengan ukuran diameter CNT yang semakin besar seiring dengan meningkatnya konsentrasi katalis ferrocene. Dapat diketahui pula pada analisa EDS bahwa semakin tinggi konsentrasi katalis yang digunakan maka jumlah unsur Fe yang terdapat pada sampel yang dihasilkan semakin tinggi. Dari analisa CV didapat bahwa sampel pada temperatur 850°C konsentrasi katalis 0,020gr/ml serta scan rate 5 m V/s memiliki kapasitansi paling baik yaitu 25,06 F/g sampel.