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