Sensor Etanol Berbasis Komposit Partikel Nano Nikel- Karbon (dari Pati Tapioka).

Abstract

Sensor etanol terbarukan berbasis komposit partikel nano nikel-karbon telah dikembangkan dengan menggunakan pati tapioka sebagai sumber karbon. Pati merupakan material biomasa yang terdapat melimpah di bumi, sebagai polimer alami dan bersifat biodegradable. Di Indonesia jumlah produksi pati tapioka cukup besar dengan harga yang murah, menjadikan pati tapioka ini mempunyai prospek yang bagus sebagai sumber karbon. Nikel merupakan salah satu material logam yang dapat mengelektrokatalis etanol pada potensial rendah dalam media basa. Nikel juga termasuk material yang murah dan memiliki sifat katalitik yang tinggi sebagai mediator. Penelitian ini mengembangkan sensor etanol berbasis komposit partikel nano nikel-karbon dengan sumber karbon berasal dari pati tapioka. Tujuan penelitian adalah untuk menentukan kapasitas sensor berbasis komposit partikel nano nikel-karbon berdasarkan sifat analitiknya, yaitu linieritas, presisi pengukuran, limit deteksi, limit kuantisasi, dan stabilitas elektrode. Komposit partikel nano nikel-karbon dibuat melalui tiga langkah yaitu: persiapan klaster nano nikel, persiapan komposit nikel-pati dan karbonisasi dengan pirolisis. Komposit dikarakterisasi menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM), Scanning Electron Microscopy dengan Energi Dispersif Xray Spektroskopi (SEM-EDX), teknik difraksi sinar-X (XRD), dan Fourier Transformasi Infrared (FTIR). Identifikasi menggunakan SEM menunjukkan lapisan karbon grafit dan berpori dengan partikel nano nikel tersebar baik pada lapisan karbon dan diameter nikel berkisar antara 10–50 nm. Dari pengukuran SEM-EDX menunjukkan komposit hanya terdiri atas karbon dan nikel dalam rasio 85:15. Pola XRD didominasi oleh puncak karbon grafit, terdapat beberapa logam nikel dan sejumlah kecil fase tak dikenal. Pola FTIR pati dan komposit nikel-pati dibandingkan interaksinya secara kualitatif dengan komposit nikelkarbon. Pada penelitian ini dibuat 3 modifikasi elektrode dengan cara yang sederhana yaitu elektrode plat nikel termodifikasi komposit partikel nano nikelkarbon, elektrode plat tembaga termodifikasi komposit partikel nano nikel-karbon dan elektrode kawat tembaga termodifikasi pasta komposit partikel nano nikelkarbon. Dengan menggunakan media elektrolit KOH 0.4 M, elektrode kawat tembaga termodifikasi pasta komposit partikel nano nikel-karbon memberikan respon arus yang signifikan terhadap perubahan konsentrasi etanol. Hasil pengukuran kinerja elektrode tersebut menghasilkan linieritas dengan rentang pengukuran 0.12–0.99% etanol dalam KOH 0.4 M dengan nilai koefisien korelasi 0.991, limit deteksi 0.097% dan limit kuantisasi 0.325%. Presisi pengukuran etanol 3.0% menghasilkan nilai RSD yang lebih rendah dari 2/3 CV Horwitz sehingga dapat dinyatakan bahwa keterulangan pengukuran memberikan hasil yang sesuai dengan syarat uji presisi.