Pengaruh Penambahan Bahan Aditif Terhadap Karakteristik Nanopartikel ZNO Hasil Sintesis DC Thermal Plasma

Abstract

Zinc Oxide (ZnO) merupakan material semikonduktor yang banyak digunakan pada bidang elektronik, sensor, fotokatalis, dan kosmetik karena memiliki sifat optik dan elektrikal yang baik. Nanopartikel ZnO memiliki luas permukaan spesifik yang tinggi sehingga berpotensi meningkatkan kinerja material. Namun, nanopartikel ZnO memiliki kecenderungan mengalami aglomerasi akibat tingginya energi permukaan, sehingga dapat menurunkan efektivitas penggunaannya. Salah satu metode yang dapat dilakukan untuk mengurangi kecenderungan aglomerasi adalah modifikasi permukaan menggunakan bahan aditif berupa stearic acid. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan stearic acid terhadap karakteristik nanopartikel ZnO hasil sintesis menggunakan metode DC Thermal Plasma. Sintesis nanopartikel ZnO dilakukan menggunakan arus plasma 50 A. Serbuk ZnO hasil sintesis kemudian dimodifikasi dengan penambahan stearic acid sebesar 1%, 3%, dan 5% berat menggunakan pelarut etanol. Karakterisasi material dilakukan menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM) untuk mengetahui morfologi dan ukuran partikel serta X-Ray Diffraction (XRD) untuk mengetahui ukuran kristal, parameter kisi, dan struktur kristal. Hasil pengujian SEM menunjukkan bahwa ukuran partikel rata-rata ZnO tanpa penambahan stearic acid sebesar 42.2 nm, sedangkan pada penambahan stearic acid 1%, 3%, dan 5% berturut-turut sebesar 40.7 nm, 31.9 nm, dan 38.3 nm. Hasil tersebut menunjukkan bahwa penambahan stearic acid hingga konsentrasi tertentu dapat menurunkan ukuran partikel teramati dan meningkatkan dispersi partikel. Variasi 3% menghasilkan ukuran partikel rata-rata terkecil. Hasil pengujian XRD menunjukkan bahwa nanopartikel yang dihasilkan memiliki fasa ZnO dengan struktur kristal heksagonal wurtzite. Perhitungan menggunakan metode Debye-Scherrer menunjukkan ukuran kristal rata-rata ZnO tanpa penambahan stearic acid sebesar 33 nm, sedangkan pada penambahan stearic acid 3% sebesar 24 nm. Parameter kisi yang diperoleh untuk kedua variasi adalah a = 3,25 Å dan c = 5,20 Å yang sesuai dengan data standar ZnO. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa penambahan stearic acid berpengaruh terhadap karakteristik nanopartikel ZnO hasil sintesis DC Thermal Plasma. Variasi penambahan stearic acid 3% menghasilkan ukuran partikel dan ukuran kristal terkecil dengan struktur kristal heksagonal wurtzite yang tetap terjaga.