Sintesis dan Analisis Sifat Fotoluminesen Nanofosfor CaSiO3:Mn2+ Menggunakan Cangkang Telur Ayam Sebagai Sumber Kalsium Oksida (CaO)

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk menyintesis nanofosfor berbasis kalsium silikat (CaSiO3) dengan aktivator mangan (Mn²?) menggunakan limbah cangkang telur ayam sebagai sumber kalsium oksida. Proses sintesis melibatkan metode ultrasonikasi dan kalsinasi, diikuti oleh karakterisasi menggunakan X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM-EDX), dan spektroskopi fluoresensi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nanofosfor dengan konsentrasi mangan 5% menghasilkan intensitas luminesen tertinggi, sedangkan konsentrasi 6% mengalami penurunan intensitas akibat fenomena quenching. Pergeseran panjang gelombang emisi (red-shift) dari 607,62 nm hingga 631,68 nm terjadi seiring peningkatan konsentrasi mangan. Analisis XRD mengkonfirmasi struktur kristal kubus dan monoklinik pada CaO dan CaSiO3, dengan ukuran kristal masing-masing sebesar 18,7370 nm dan 77,8955 nm. Sampel kalsium oksida mengandung dua fasa utama, yaitu CaO (38,4%) dan Ca(OH)2 (61,6%), sedangkan kalsium silikat memiliki kemurnian tinggi (100%) tanpa fasa lain. Hasil SEM-EDX menunjukkan morfologi partikel berbentuk granular untuk CaO dan nanorod untuk CaSiO3, dengan ukuran partikel rata-rata masing-masing 129,9173 nm dan 97,6522 nm. Penelitian ini menunjukkan potensi pemanfaatan limbah cangkang telur ayam sebagai bahan baku material fosfor yang ramah lingkungan dengan aplikasi pada bidang optoelektronika dan bioimaging.

This study aims to synthesize calcium silicate-based nanophosphor (CaSiO3) with manganese (Mn²?) as an activator using eggshell waste as a calcium oxide source. The synthesis process involved ultrasonication and calcination methods, followed by characterization using X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM-EDX), and fluorescence spectroscopy. The results revealed that nanophosphor with 5% manganese concentration exhibited the highest luminescence intensity, while the 6% concentration experienced a decrease in intensity due to the quenching phenomenon. An emission wavelength shift (red-shift) from 607,62 nm to 631,68 nm was observed with increasing manganese concentration. XRD analysis confirmed cubic and monoclinic crystal structures in CaO and CaSiO3, with crystal sizes of 18,7370 nm and 77,8955 nm, respectively. Calcium oxide samples contained two main phases: CaO (38,4%) and Ca(OH)2 (61,6%), while calcium silicate exhibited high purity (100%) without other phases. SEM-EDX results showed granular particle morphology for CaO and nanorod morphology for CaSiO3, with average particle sizes of 129,9173 nm and 97,6522 nm, respectively. This study highlights the potential of utilizing eggshell waste as an environmentally friendly raw material for phosphor production, with applications in optoelectronics and bioimaging.