Potensi Ekstrak Tanin dari Ampas Kopi sebagai Eksfolian dalam Sintesis Grafena Terbantukan Ultrasonik dan Teroptimasi Metodologi Permukaan Respons

Abstract

Penelitian ini dilatarbelakangi oleh kebutuhan akan metode sintesis grafena yang ramah lingkungan, mengingat metode konvensional seringkali menggunakan pelarut organik berbahaya seperti N-Metil-2-Pirolidon (NMP). Di sisi lain, Indonesia memiliki potensi biomassa yang melimpah, termasuk limbah ampas kopi yang kaya akan senyawa polifenol tanin. Penelitian ini bertujuan untuk memanfaatkan ekstrak tanin dari ampas kopi robusta sebagai agen eksfoliasi alami dalam sintesis grafena melalui metode eksfoliasi cair terbantukan ultrasonik (Ultrasound-assisted Water-based Tannin/UWT). Selain itu, penelitian ini juga melakukan optimasi parameter sintesis untuk mendapatkan kualitas grafena terbaik dengan menggunakan pendekatan statistik Metodologi Permukaan Respons (Response Surface Methodology/RSM). Penelitian diawali dengan ekstraksi tanin dari ampas kopi robusta kering menggunakan pelarut etanol 80% dengan bantuan ultrasonikasi pada suhu 55°C selama 10 menit. Kadar tanin yang berhasil diekstrak diukur dengan metode FolinCiocalteu menggunakan asam galat sebagai standar, dan diperoleh kadar sebesar 8,54 mg GAE/g ekstrak. Tahap selanjutnya adalah sintesis grafena dengan metode eksfoliasi cair. Grafit serbuk dicampur dengan ekstrak tanin dalam media air, kemudian diproses dengan ultrasonikasi. Parameter yang divariasikan dan dioptimasi meliputi: rasio massa grafit terhadap tanin (2:1, 5:1, dan 10:1), waktu ultrasonikasi (30, 40, dan 60 menit), dan suhu ultrasonikasi (berkisar antara 42– 54°C). Desain eksperimen dilakukan menggunakan RSM model Box-Behnken dengan 17 kombinasi variabel yang masing-masing diulang tiga kali, menghasilkan total 51 eksperimen. Kualitas grafena yang disintesis dievaluasi melalui dua respon utama: (1) Absorption Peak Area Ratio (APA) dari spektroskopi UV-Vis, yang merepresentasikan konsentrasi grafena dalam dispersi koloid dan (2) Rasio I₂D/IG dari spektroskopi Raman, yang mengindikasikan jumlah lapisan grafena (nilai >2 untuk monolayer, 1–2 untuk few-layer).