Perpustakaan Digital ITB

Zirkonia (ZrO2) merupakan material dengan karakteristik yang baik seperti kekuatan mekanik yang tinggi, kestabilan termal tinggi, konduktivitas ion yang baik pada temperatur tinggi, inert dan mempunyai sifat biokompatibilitas yang baik. Dengan karakteristik tersebut maka partikel nano zirkonia dapat diimplemetasikan secara luas dalam fabrikasi sensor gas, katalis, elektrolit fuel cell, coating penahan panas, biomaterial pada dental keramik, implan dan lainlain. Salah satu metode sintesis yang telah banyak digunakan dalam mensintesis material nano zirkonia adalah dengan metode biosintesis. Biosintesis partikel nano zirkonia merupakan metode yang ramah lingkungan dan menggunakan material organik seperti tanaman, bakteri, fungi dan alga. Ekstrak tanaman sangat berpotensi karena komposisi kimia yang kompleks dan keragaman genetik yang besar dari spesies tanaman dapat berpengaruh terhadap pembentukan morfologi dan struktur kristal material nano yang disintesis. Oleh karena itu, pemanfaatan spesies tanaman yang berbeda sebagai material biosintesis harus diteliti dan dievaluasi lebih lanjut untuk mengetahui pengaruhnya dalam pembentukan partikel nano. Salah satu sumber organik yang dapat dimanfaatkan dalam biosintesis adalah selulosa nano. Selulosa nano mempunyai gugus hidroksil yang dapat berikatan dengan logam maupun logam oksida. Oleh karena itu selulosa nano dapat dijadikan sebagai material templat pembentukan partikel nano ZrO2. Tandan kosong kelapa sawit merupakan limbah dari pengolahan minyak kelapa sawit yang banyak terdapat di Indonesia dan belum dimanfaatkan secara optimal. Selulosa dalam tandan kosong kelapa sawit dapat mencapai hingga 65%, sehingga dapat dimanfaatkan sebagai sumber selulosa nano. Pengolahan serat tanaman menjadi selulosa nano dilakukan secara mekanik dan kimia. Pengambilan bagian selulosa dari serat tanaman membutuhkan proses pemisahan lignin dan hemiselulosa. Proses yang dilakukan untuk pengambilan selulosa adalah dengan perlakuan basa (delignifikasi) serta pemutihan (bleaching) yang dapat menghilangkan lignin dan hemiselulosa. Setelah itu selulosa diolah menjadi bentuk selulosa nano dengan menggunakan metode hidrolisis asam. Metode ini diikuti dengan proses ultrasonikasi dan sentrifugasi untuk memperoleh suspensi selulosa nano. Dalam penelitian ini menggunakan metode templat preksursor untuk mensintesis partikel nano ZrO2 dengan menggunakan selulosa nano tandan kosong kelapa sawit (Elaeis guineensis) sebagai templat. Metode yang digunakan untuk mensintesis selulosa nano tandan kosong kelapa sawit adalah dengan menggunakan metode hidrolisis asam. Sedangkan prekursor yang digunakan untuk pembentukan ZrO2 adalah Zr(OH)4 yang berasal dari olahan pasir zirkon (ZrSiO4) lokal yang berasal dari Kalimantan Barat. Variasi sintesis meliputi variasi pH prekursor pada suasana asam yaitu 1, 3 dan 5 serta variasi temperatur kalsinasi pada 600 °C, 700 °C dan 800 °C. Sintesis dilakukan dengan pencampuran selulosa nano dan prekursor Zr(OH)4 pada temperatur 45 °C selama 30 menit. Setelah itu larutan didiamkan semalam dan dikalsinasi pada variasi temperatur kalsinasi yang telah ditentukan. Hasil dari kalsinasi berupa serbuk nano ZrO2 yang berwarna putih. Produk hasil kalsinasi tersebut kemudian dikarakterisasi untuk mengetahui karakteristik morfologi, gugus fungsi dan struktur kristalnya. Hasil dari penelitian ini yaitu NCC dengan ukuran diameter rata-rata 13 nm dan panjang rata-rata 371 nm. Penggunaan NCC sebagai templat telah menghasilkan ZrO2 dengan fasa tetragonal dan monoklinik (tetragonal metastabil) pada semua temperatur kalsinasi (600 ?C, 700 ?C dan 800 ?C) dan semua pH (1, 3 dan 5). Penggunaan NCC sebagai templat telah menghasilkan morfologi ZrO2 yang berbentuk menyerupai batang dan equiaxed.