Pengaruh Arus Listrik Dc Thermal Plasma dan Gas Flow Rate Terhadap Karakteristik Nanopartikel Zno

Abstract

Penggunaan nanopartikel Zinc Oxide (ZnO) terus berkembang karena memiliki sifat optik, listrik, dan fotokatalitik yang baik sehingga banyak dimanfaatkan pada bidang sensor, semikonduktor, sel surya, dan pengolahan limbah. Salah satu metode yang dapat digunakan untuk sintesis nanopartikel ZnO adalah DC Thermal Plasma karena mampu menghasilkan temperatur tinggi, proses sintesis yang cepat, serta menghasilkan material dengan tingkat kemurnian yang tinggi. Karakteristik nanopartikel yang dihasilkan dipengaruhi oleh parameter proses, di antaranya arus plasma dan gas flow rate. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi gas flow rate dan arus plasma terhadap karakteristik nanopartikel ZnO yang disintesis menggunakan metode DC Thermal Plasma. Penelitian dilakukan menggunakan serbuk Zn sebagai bahan baku dengan variasi arus plasma 40 A dan 50 A serta variasi gas flow rate 10 L/menit dan 15 L/menit. Nanopartikel ZnO yang dihasilkan kemudian dikarakterisasi menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM) untuk mengetahui morfologi dan distribusi ukuran partikel, serta X-Ray Diffraction (XRD) untuk mengetahui struktur kristal dan ukuran kristalit. Ukuran kristalit dihitung menggunakan persamaan Debye-Scherrer, sedangkan struktur kristal dianalisis menggunakan software Match! Student Version. Hasil pengujian SEM menunjukkan bahwa ukuran partikel yang dihasilkan berada pada rentang 73–83 nm. Ukuran partikel terkecil diperoleh pada variasi 50 A–10 Lpm sebesar 73 nm, sedangkan ukuran partikel terbesar diperoleh pada variasi 40 A–15 Lpm sebesar 83 nm. Hasil pengujian XRD menunjukkan bahwa seluruh sampel memiliki struktur kristal hexagonal wurtzite ZnO tanpa adanya fase pengotor yang dominan. Ukuran kristalit rata-rata pada variasi 40 A–10 Lpm sebesar 37,27 nm dan menurun menjadi 25,81 nm pada variasi 50 A–10 Lpm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan arus plasma cenderung menurunkan ukuran partikel dan ukuran kristalit ZnO yang dihasilkan.