Sintesis MOFs Cu3(BTC)2 dengan Metode Elektrolisis Melalui Variasi Konsentrasi Elektrolit NaNO3 dan Karakterisasi Sifatnya Sebagai Prekursor Sensor Gas

AGUNG ANGGARA, Ferdiansjah, S.T., M.Eng.Sc.;Ir. Ester Wijayanti, M.T.

2019 | Skripsi | S1 TEKNIK FISIKA

Perubahan kapasitas Metal Organic Frameworks (MOFs) yang besar disebabkan oleh sifat menjerap (adsorbtion) dan melepaskan (desorbtion) suatu molekul tamu, dimanfaatkan untuk mendeteksi perubahan impedansi listrik atau dengan prinsip kapasitif sehingga dengan sifat tersebut, MOFs memiliki potensi untuk dijadikan material perkusor sensor. Cu3(BTC)2, HKUST-1, atau MOF-199 merupakan material MOFs yang memiliki karakteristik struktur yang kuat, porositas yang tinggi, dan luas permukaan yang besar sehingga banyak diteliti untuk aplikasi sensor gas. Metode sintesis elektrolisis merupakan metode sintesis baru yang dikembangkan untuk mendapatkan material MOFs dengan proses yang ramah lingkungan dan waktu yang relatif singkat. Penelitian ini membahas tentang sintesis Cu3(BTC)2 dengan metode elektrolisis menggunakan elektrolit NaNO3 dan karakterisasi sifatnya sebagai prekursor sensor gas. Proses sintesis Cu3(BTC)2 menggunakan metode elektrolisis antara logam Cu dan larutan organik H3BTC 0,05 M dengan variasi elektrolit NaNO3¬ 0,05 M, 0,1 M, dan 0,2 M menghasilkan Cu3(BTC)2 1D dengan struktur yang mudah rusak. Semakin besar konsentrasi NaNO3 menunjukkan struktur morfologi yang mengalami perubahan atau rusak. Selain itu, pada produk juga terdapat CuO dan Cu(OH)2 yang memengaruhi hasil uji BET. Dengan luas permukaan spesifik hasil sintesis yang menggunakan konsentrasi elektrolit optimum 0,05 M sebesar 1,3888 m2/g, produk hasil sintesis tidak berpotensi untuk dijadikan prekursor sensor gas.

A great alteration of Metal Organic Frameworks (MOFs) which is caused by the adsorbtion and desorbtion characteristics of a guest molecule is used to detect the alteration of electricity impedance or by applying capacitive principle. Therefore, by owning these two characteristics, MOFs are very potential to become gas sensor percusor material. Cu3(BTC)2, HKUST-1, or MOF-199 are MOFs materials which are known with their solid structure, high porosity, and broad surface. Consequently, they are often studied in order to create application of gas sensor. Electrosynthesis is a new synthesis method that is developed in order to derive MOFs materials in a relatively short time by applying an eco-friendly process. This research concerns about the synthesis of Cu3(BTC)2 which is conducted by applying electrolysis method. This method is using NaNO3 as the electrolite and its characteristics as the gas sensor percusor. The synthesis of Cu3(BTC)2 is processed by applying electrolysis method to metal Cu and organic solvent H3BTC 0,05 M with electrolite variation NaNO3¬0,05 M, 0,1 M, and 0,2 M which produces a fragile structure of Cu3(BTC)2 1D. If the concentration of NaNO3 is higher, it shows that the morphological structure of the synthesis has been changed or damaged. Besides, the product contains CuO and Cu(OH)2. With the specific surface area of the synthesized using an optimum electrolyte concentration of 0.05 M of 1.3888 m2/g, shows that synthesis product is not potential to become gas sensor precursor.

Kata Kunci : Metal Mrganic Frameworks (MOFs), elektrolisis, sensor gas