Perpustakaan Digital ITB

Pada penelitian ini telah dilakukan eksplorasi potensi Fe-CNT dalam mengadsorpsi gas C2H2, C2H4, dan C2H6 yang merupakan keterbaharuan dalam penelitian ini. Hasil penelitian yang pertama didapat dengan melakukan kalkulasi dengan menggunakan metote Density Functional Theory (DFT) pada perangkat lunak Vienna ab-initio simullation package (VASP) . Pemodelan dilakukan pada CNT lima unit sel SWCNT (5,5) yang terdiri dari 100 atom C. Penambahan atom Fe dilakukan dengan dua cara, pertama dengan mengganti salah satu atom C dengan Fe, dan yang kedua dengan meletakkan atom Fe di atas atom C. Posisi atom Fe di atas atom C dilakukan dengan tiga posisi yaitu, bridge, top, dan hollow. Dari ketiga posisi tersebut, hasil kalkulasi menunjukkan bahwa posisi hollow mempunyai nilai energi interaksi paling minimum (-2,945 eV). Penempatan Fe dengan posisi hollow ini kemudian diinteraksikan dengan gas C2H2, C2H4, dan C2H6. Hasil interaksi tersebut diperoleh nilai energi adsorpsi yang paling kuat adalah dengan gas C2H2 yaitu sebesar -3,23 eV. Selanjutnya, kalkulasi Fe-CNT dengan cara pemberian tegangan uniaxial juga dilakukan untuk melihat pengaruhnya kemampuan adsorpsi Fe-CNT. Pada kalkulasi ini digunakan SWCNT (10,0) yang bersifat semikonduktor. Pemilihan jenis SWCNT ini dilakukan agar perubahan bandgap dari SWCNT akibat pemberian tegangan uniaxial terlihat dengan jelas. Hasil kalkukasi menunjukkan bahwa pemberian tegangan uniaxial mempengaruhi energi total, energi celah, dan energi adsorpsi baik untuk tegangan positif maupun negatif. Energi yang dihasilkan dari pola sistem adalah sama, dimana semakin positif atau negatif nilai tegangan yang diberikan, semakin besar nilai energi sistem (Es). Pemberian tegangan positif menyebabkan perubahan energi celah menjadi lebih besar, dan pemberian tegangan negatif membuat perubahan energi celah menjadi lebih kecil. Setelah analisis pemberian tegangan uniaxial dilakukan, maka diamati juga pengaruhnya terhadap kemampuan adsorpsi gas C2H2. Seiring dengan pemberian tegangan, kemampuan dari Fe-CNT untuk mengadsorpsi C2H2 juga meningkat. Nilai energi adorpsi paling kuat yaitu pada pemberian tegangan -7 % untuk kompresif dan 5 % untuk tegangan positif. Jika dibandingkan dengan sistem CNT murni, maka energi adsorpsi pada Fe-CNT yang dihasilkan lebih kuat dari CNT murni. Eksplorasi Fe-CNT juga dilakukan secara eksperimen dengan melakukan pemanasan in-situ pada bahan menggunakan High Resolution Transmission Electron Microscope (HR-TEM) Hitachi H9500. Eksperimen ini bertujuan untuk melihat perubahan morfologi yang terjadi pada Fe-CNT akibat pemanasan dengan temperatur tinggi. Eksperimen pemanasan pertama dilakukan pada posisi awal Fe berada di atas CNT. Pemanasan dilakukan sampai temperatur 410 oC dimana pada temperatur ini Fe-CNT sudah mencair dan menyentuh filamen. Sebelum menyentuh filamen, Fe yang berada di atas CNT mengalami perubahan bentuk dari bentuk memanjang menjadi berbentuk oval. Hasil dari pola difraksi menunjukkan bahwa terjadi perubahan struktur dari polikristalin menjadi amorf.