KARAKTERISTIK STRUKTUR, OPTIK DAN LISTRIK FILM TIPIS POLIANILIN (PANI) DOPING H2SO4 YANG DITUMBUHKAN DENGAN METODE SPIN COATING

  • Enni Setianingsih Jurusan Fisika, FMIPA, Universitas Negeri Semarang, Indonesia Gedung D7 Lt. 2, Kampus Sekaran Gunungpati, Semarang 50229
  • Ngurah Made Darma Putra Jurusan Fisika, FMIPA, Universitas Negeri Semarang, Indonesia Gedung D7 Lt. 2, Kampus Sekaran Gunungpati, Semarang 50229
Keywords: band gap, conductivity, H2SO4, interfacial, PANi, polymer, polymerization, structures, transmittance

Abstract

PANi doping H2SO4 telah berhasil disintesis dengan metode polimerisasi interfasial yang menghasilkan serbuk berwarna hijau tua. Sampel yang dihasilkan adalah serbuk dan film tipis PANi doping H2SO4 dengan variasi konsentrasi molar 0.5M, 1M, 1.5M dan 2M. Hasil analisis Fournier Transform-Infra Red (FTIR) dari serbuk PANi doping H2SO4 menunjukkan puncak puncak spektrum perwakilan cincin benzoid dan quinoid melewati panjang gelombang 1400-1600 cm-1. Analisis sifat optik menggunakan spektrometer UV-vis diperoleh transmitansi optik secara berurutan mencapai 57%, 97%, 96%, dan 93%. Band gap yang dihasilkan oleh film tipis PANi doping H2SO4 dengan variasi konsentrasi molar masing masing sebesar 4.50 eV, 4.30 eV, 4.20 eV dan 4.10 eV. Nilai konduktivitas dari film tipis PANi doping H2SO4 diperoleh dari hasil karakterisasi menggunakan I-V meter yang meliputi dua perlakuan film yaitu kondisi basah (tanpa pemanasan setelah penumbuhan) dan kondisi kering (disertai pemanasan setelah penumbuhan). Konduktivitas listrik film tipis PANi doping H2SO4 untuk kondisi basah maupun kondisi kering nilai konduktivitas paling besar terdapat pada film tipis PANi doping H2SO4 variasi konsentrasi 2M yaitu masing masing 8.91x10-6(Ωcm)-1 dann 6.48x10-7 (Ωcm)-1.  Hasil penelitian menunjukkan adanya hubungan antara struktur, optik dan listrik dari film tipis PANi doping H2SO4 yaitu adanya perubahan  pada struktur ikatan polimer, transmitansi, band gap, dan konduktivitas listrik sesuai penambahan variasi konsentrasi molar. Perubahan ini disebabkan penambahan ion H+ dari doping H2SO4 yang digunakan.

 

PANi doped H2SO4 have been successfully synthesized by the interfacial polymerization method that produces dark green powder. The resulting sample is powders and thin films of  PANi doped H2SO4 with variations molar concentration of  0.5M, 1M, 1.5M and 2M. Characterized using FTIR (Fournier Transform Infra Red) to PANi  powder doped H2SO4 , showed peaks spectral representative benzoid and quinoid ring passes wavelengths from 1400 -1600 cm-1. Characterized using a UV-vis spectrometer for optical transmittance reaches 57%, 97%, 96%, and 93%. Band gap of PANi doped H2SO4 thin films with variation of the molar concentration of  0.5M, 1M, 1.5M and 2M respectively at 4.50 eV, 4.30 eV, 4.20 eV and 4.10 eV. Conductivity of PANi doped H2SO4 thin films with characterization using I-V meter includes two treatments which include that wet conditions (without heating afterdeposited) and dry conditions (with heating after deposited). The electrical conductivity of PANi doped H2SO4 thin films for wet conditions and dry conditions most large conductivity values ​​contained in a PANi doped H2SO4 thin film with concentration variation 2M is 8.91x10-6 (Ωcm)-1 and 6.48x10-7 (Ωcm)-1. The results showed an association between structural, optical and electrical doping of thin films of PANi doped H2SO4 is a change in the structure of the polymer bonding, transmittance, band gap, and electrical conductivity based on the addition molar concentration variations. This change is due to the addition of H+ ions from used H2SO4 doping.

References

Agustiani E, M.B. Malino, B.P. Lapanporo. 2012. Analisis Spektrum Serapan Optis Polianilin Hasil Sintesis Polimerisasi Kimia Interfasial. Program Studi Fisika. FMIPA Universitas Tanjungpura Pontianak. Prisma Fisika Vol.1,No. 2, 92-96

Aryati,T dan Yayah Y. 2001. Pembuatan dan Pengukuran Transmitansi Bahan Polianilin Kompleks. Padjajaran : Laboratorium Material Jurusan Fisika Fakultas IPA Universitas Padjadjran. Laporan Penelitian, Dipublikasi tanggal 21 Oktober 2001,3-7

Fachry,H. 2005. Pembuatan Bahan Konduktor Melalui Proses Polimerisasi Anilin. Inderalaya: Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Unsri. Jurnal Teknik Kimia No 4, Vol. 6,10-16

Khallaf. H, Guangyu C, Oleg L, Lee C, S. Park, Alfons Schulte. 2009. Characterization Of Gallium-Doped Cds Thin Films Grown By Chemical Bath Depotition. Elseiver. Applied Surface Science 255, 4129-4134

Mhammed, H .S ,Zahraa, A. H, .2014. The Effect Of H2SO4 Acid As A Doping Agent On The Structure Of Polyaniline Prepared At Room Temperature.International Journal Of Application Or Innovation In Engineering & Management (IJAIEM).Department Of Physics, College Of Science, University Of Baghdad.Volume 3, Issue 1,486-493

Nazarzadeh, Z.E. Peyman, N. M, Elham, A., Iman, S. 2011. Conductive And Biodegradable Polyaniline/Starch Blends And Their Composites With Polystyrene. Iranian Polymer Journal 20 (4), 319-328

Rositawati, N.D. 2004. Pengaruh Doping Dan Annealing Terhadap Konduktivitas Listrik Film Polianilin. Yogyakarta: Jurusan Fisika, Fakultas MIPA, Universitas Sanata Dharma

Saragih, H., H. Aliah, E.Sustini, A.M. Hutapea.2010. Sifat Optik Lapisan Tipis In2O3 Yang Ditumbuhkan Dengan Metode MOCVD. Journal Matematika dan sains, Vol.12 Nomor 2, 85-92

Siswanto, Bambang, Wirjoardi, T.M.Atmono,Yunanto.2006. Karakterisasi Sifat Optik Lapisan Tipis a-Si:H:B Untuk Bahan Sel Surya. GANENDRA, Vol. IX No.2, 31-37

Suseno, J.E., dan Sofjan K.F., 2008, Rancang Bangun Spektroskopi FT-IR (Fourier Transform Infra Red) Untuk Penentuan Kualitas Susu Sapi, Lab Elektronika dan Instrumentasi dan Lab Optoelektronika dan Laser, Berkala Fisika, Vol.11 No.1,.

Umadevi.G., V.Ponnusamy, M. Paramsivam, S.Palaniswamy.2010. Electrochemical Synthesis And Characterization Of H2so4 Doped Aniline.RJC, Rasayan J. Chem. Vol.3, No.1, 194-200

Vivekanandan, J., Ponnusamy, A., Mahudeswaran And P. S. Vijayanand. 2011. Synthesis, Characterization And Conductivity Study Of Polyaniline Prepared By Chemical Oxidative And Electrochemical Methods. Scholars Research Library Archives Of Applied Science Research, 3 (6):147-15

Yoventina,I. 2007. Batasan Kecepatan Putar Spin Coater Pada Penumbuhan Lapisan Tipis Barium Strontium Titanat 0,5 M. Surakarta : Jurusan Fisika, FMIPA – UNS, Jurnal SainsMateri Indonesia Indonesian Journal of Materials Science, hal : 103 – 106

Section
Articles