Perpustakaan Digital ITB

Karbon Monoksida (CO) atau disebut sebagai "silent killer" adalah gas yang tidak berbau, tidak berwarna, dan tidak berasa. Gas ini sangat beracun bagi manusia dan makhluk bernafas udara lainnya yang membutuhkan oksigen. Gejala dari keracunan ringan gas ini meliputi sakit kepala dan mual-mual pada konsentrasi kurang dari 100 ppm. Konsentrasi serendah 667 ppm dapat menyebabkan 50% hemoglobin tubuh berubah menjadi karboksihemoglobin (HbCO). Karboksihemoglobin tidaklah efektif dalam menghantarkan oksigen, sehingga beberapa bagian tubuh tidak mendapatkan oksigen yang cukup. Sebagai akibatnya, paparan pada tingkap ini dapat membahayakan jiwa. Untuk mencegah bahaya paparan gas CO, banyak sensor gas dikembangkan dari berbagai oksida logam. Oksida logam diketahui mampu mendeteksi gas pengoksidasi dan reduksi. Pada penelitian ini, pembuatan sensor gas berbasis oksida logam dilakukan dengan mendeposisikan lapisan nanokomposit Zinc Oxide (ZnO) – Grafena (Gr) sebagai sensing layer di atas substrat alumina. Nanokomposit ZnO-Gr diperoleh melalui sintesis prekursor Zn(NO3)2.6H2O dan Grafena Murni dengan menggunakan metode Hydrothermal pada temperatur 180?C selama 12 jam. Serbuk sensing layer dikalsinasi selama 4 jam pada temperature 400?C sebelum dideposisikan. Deposisi sensing layer di atas substrat alumina dilakukan dengan menggunakan metode doctor blade pada temperature 200?C selama 2 jam. Rasio konsentrasi ZnO-Gr pada penelitian ini adalah 1:0, 1:1, 1:3, 1:5, dan 0:1. Karakterisasi material sensor yang dilakukan pada penelitian ini adalah X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) dan pengujian sensor terhadap gas Karbon Monoksida (CO). Hasil karakterisasi XRD menunjukkan puncak difraksi kristal ZnO dan Grafena sesuai dengan rasio konsentrasi ZnO-Gr yang dilakukan. Uji SEM menunjukkan bahwa metode Hydrothermal berhasil membentuk partikel ZnO dengan ukuran 300nm. Pengujian EDS menunjukkan unsur-unsur pembentuk ZnO-Gr. Hasil pengujian dengan paparan gas CO menunjukkan bahwa rasio sampel ZnO-Gr 1:3, 1:5, 0:1 memiliki kemampuan untuk bekerja di suhu ruang dan tinggi. Ini berarti bahwa penambahan graphene yang dominan dapat menurunkan suhu kerja sampel dan graphene menjadi bagian yang aktif pada suhu ruang. Rasio ZnO-Gr 1:0 (ZnO murni) bekerja pada suhu 250?C dan 1: 1 pada 200?C. Ini menunjukkan bahwa pencampuran graphene pada ZnO menurunkan suhu kerja hanya sekitar 50?C dan ZnO masih menjadi bagian aktif sampel. Sampel ZnO-Gr 1:0 dan 1:1 memiliki respons di atas 50% yang membuktikan bahwa ZnO dapat mendeteksi gas CO pada suhu tinggi. Sampel ZnO-Gr 1:5 memiliki respons tertinggi (?R) 5,65% dari semua respons nanokomposit dalam suhu ruang dan hanya perlu 160 detik untuk merespon, 65 detik untuk pemulihan dalam suhu ruang pada konsentrasi 70ppm gas CO, juga 80 detik untuk merespon dan 60 detik untuk pemulihan dalam suhu tinggi (150?C ) pada konsentrasi 30ppm gas CO. Ada peningkatan respons ketika suhu mulai mencapai di atas 200?C pada sampel ZnO-Gr 1:3 dan 1:5. Sampel ZnO-Gr 1:3 memiliki respons tertinggi (?R) 7,61% dibandingkan dengan sampel 1:5 pada suhu tinggi. Ini berarti pada tingkat suhu ini, ZnO berfungsi sebagai bagian aktif. Kita dapat melihat bahwa nanokomposit ZnO-Gr 1:3 dan 1:5 mulai mencapai kemampuan graphene murni untuk mendeteksi gas CO pada suhu ruang dan kemampuan ZnO murni pada suhu tinggi, di mana respons graphene adalah 24,53% dan kemampuan merespon mulai menurun ketika suhu dinaikkan sampai 300?C bahkan mungkin diatasnya.