Sintesis Nanostruktur Zno Dengan Metode Hidrotermal Untuk Aplikasi Sensor Gas Butana

Abstract

Abstrak

Nanostruktur Zink Oksida (ZnO) telah berhasil disintesis diatas substrat alumina dengan metode
hidrotermal. Metode hidrotermal terdiri dari dua tahapan yaitu pemberian seeding layer dan penumbuhan
nanostruktur ZnO. 0,4 M Zinc Acetate Dihydrate ((Zn(O2
CCH3
)2
(H2
O)2
) dan 3 M Natrium Hidroksida (NaOH)
digunakan sebagai prekursor. Proses hidrotermal dilakukan dengan suhu 90°C selama 4 jam. Karakterisasi
morfologi nanostruktur ZnO menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM) menghasilkan ukuran
diameter sebesar 60-80 nm dan panjang 600-800 nm berbentuk nanoflowers. Karakterisasi struktur kristal
dengan XRD menunjukkan nanostruktur ZnO adalah kristal berwujud wurzite dalam bentuk hexagonal dan
memiliki ukuran kristalit sebesar 59 nm. Karakteristik I-V nanostruktur ZnO menunjukkan nilai arus berbanding
lurus dengan tegangan membentuk kurva ohmic. Nanostruktur ZnO dengan ukuran kecil dan persebaran
pertumbuhan merata menghasilkan nilai konduktivitas listrik yang baik. Nanostruktur ZnO berpotensi sebagai
sensor gas karena responsif terhadap keberadaan gas butana. Pada laju aliran gas butana 200 mL/menit
nanostruktur ZnO mengalami perubahan resistansi sebesar 0,17 MΩ/s dengan waktu pemulihan selama 30 detik
ketika terpapar gas butana selama satu menit. Nanostruktur ZnO juga memiliki perubahan sensitivitas sebesar
0,000495 MΩ/mL pada rentang laju aliran gas 50-250 mL/menit.

Kata kunci: hidrotermal, nanostruktur ZnO, sensor gas
Abstract
Zinc Oxide (ZnO) nanostructures has been successfully synthesized on he surface of Alumina
substrate by hydrothermal method. Hydrothermal method consists of two steps, i.e., the seeding layers process
and the growth of nanostructures ZnO. 0,4 M Zinc Acetate Dihydrate ((Zn(O2
CCH3
)2
(H2
O)2
) and 3 M Natrium
Hydroxide (NaOH) was used as the precursors. Hydrothermal process were carried out at 90°C for 4 hours. The
results of ZnO nanosturctures morphology characterized by using Scanning Electron Microscope (SEM) show
the diameter ranging from 60-80nm and length 600-800nm with nanoflowers shapes. Crystal structures
characterized using XRD show the ZnO nanostructures forms a wurzite hexagonal pattern with crystallite size
59nm. The results of I-V characterized shown the current value is directly proportional to the applied voltage
obtained ohmic curve. Small size and wide spread of ZnO nanostructures performs good electrical condutivity.
ZnO nanostructures has a good potential as gas sensors by their responsives of butane gas. The resistance value
of ZnO nanostructures change for 0,17 MΩ/s at 200 mL/minute flow of butane gas with the speed of recovery
time were 30 second as exposed to butane gas for one minutes. ZnO nanostructures change of sensitivity value
by 0,000495 MΩ/mL at butane gas flow ranging from 50-250 mL/minute.

Keywords: hydrothermal, ZnO nanostructures, gas sensor