SKRIPSIdigilib.unhas.ac.id/uploaded_files/temporary/Digital...(Particle Size Analyzer) dengan distribusi rata-rata ukuran untuk sampel biosintesis tanpa pengadukan, dengan pengadukan,

SKRIPSI

SINTESIS NANOPARTIKEL PERAK DENGAN METODE REDUKSI

MENGGUNAKAN BIOREDUKTOR EKSTRAK

DAUN KETAPANG (Terminalia catappa)

ESTY YUNITA LEMBANG

H311 09 279

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2013




Laporan hasil penelitian ini diajukan sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar sarjana sains

Oleh

ESTY YUNITA LEMBANG

H311 09 279

MAKASSAR

2013




Disusun dan diajukan oleh

ESTY YUNITA LEMBANG

H311 09 279

Laporan hasil penelitian ini telah diperiksa dan disetujui oleh :

Pembimbing Utama Pembimbing Pertama

Dr. Maming, M.Si. Dr. Muhammad Zakir, M.Si

NIP. 19631231 198903 1 031 NIP. 19701103 199903 1 001

iv

Kupersembahkan karya kecil ini kepada Kupersembahkan karya kecil ini kepada Kupersembahkan karya kecil ini kepada Kupersembahkan karya kecil ini kepada kedua orang tuaku kedua orang tuaku kedua orang tuaku kedua orang tuaku

dan dan dan dan semua orang yang mensemua orang yang mensemua orang yang mensemua orang yang menyanyangikyanyangikyanyangikyanyangikuuuu

“ Segala perkara dapat kutanggung di dalam DIA

yang memberi kekuatan kepadaku” (Filipi 4:13).

“Dalam DIA ada hidup dan hidup itu adalah

terang manusia” (Yohanes 1:4).

v

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yesus yang telah

melimpahkan berkat dan anugrah-Nya kepada penulis sehingga dapat

menyelesaikan skripsi yang berjudul “Sintesis Nanopartikel Perak dengan

Metode Reduksi Menggunakan Bioreduktor Ekstrak Daun Ketapang

(Terminalia catappa)”. Penulisan skripsi ini sebagai syarat guna memperoleh

gelar Sarjana Sains Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan

Alam Universitas Hasanuddin.

Penulis menyadari bahwa betapa banyaknya hambatan dan beratnya

menyelesaikan skripsi ini dan skripsi ini tidak akan selesai tanpa dukungan dan

bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis menyampaikan penghargaan

dan ucapan terima kasih yang setinggi-tingginya kepada :

1. Ayahanda dan Ibunda, Eldit dan Erni Lembang atas segala perhatian,

kasih sayang, dan selalu menjadi motivator dalam kehidupan ini. Terima

kasih juga buat bundaku, Ita yang selalu membimbing dan menemani

selama menyelesaikan skripsi ini. Untuk keempat adikku, Erwin, Eva, Evi

dan Eveline aku sayang kalian semua.

2. Bapak Dr. Maming, M.Si selaku pembimbing utama serta Bapak Dr.

Muhammad Zakir, M.Si selaku pembimbing pertama, yang telah

meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran dalam mengarahkan penulis mulai

dari penyusunan proposal hingga skripsi ini.

vi

3. Ketua Jurusan Kimia, Bapak Dr. Firdaus Zenta, MS dan Sekretaris

Jurusan, Ibu Dr. Hj. Seniwati Dali, M.Si dan seluruh dosen yang telah

membagi ilmunya kepada penulis selama 4 tahun menempuh pendidikan

serta staf Jurusan Kimia Fakultas MIPA Universitas Hasanuddin terima

kasih atas bantuan dan kerja samanya.

4. Ibu Dr. Hj. Nursiah La Nafie, M.Sc, Ibu Dr. Hasnah Natsir, M. Si, dan Ibu

Prof. Dr. Nunuk Hariani S., MS, sebagai tim penguji yang telah banyak

memberikan arahan dan masukan bagi penulis.

5. Seluruh analis di Jurusan Kimia FMIPA UNHAS yang telah banyak

membantu penulis selama melakukan penelitian.

6. Kak Ugi tersayang terima kasih karena selalu memberi semangat, bantuan,

solusi dan menjadi motivator selama ini.

7. Sahabat-sahabat terbaik “309” Kimia 2009 atas persahabatan dan

dukungan kalian yang selalu diberikan kepada penulis. Kenangan ini tidak

akan pernah terlupakan dan akan menjadi kenangan yang terindah.

8. Patnerku yuji terima kasih atas bantuan, solusi, dan kerja samanya selama

melakukan penelitian.

9. Teman-teman segerakan “GMKI Kom. FMIPA UNHAS”, yang telah

menjadi teman berbagi baik suka maupun duka dan yang selalu

memotivasi serta mendukung lewat doa. UT OMNES UNUM SINT. GBU

10. Kakak-kakak Kimia Angkatan 2006, 2007, 2008 dan adik-adik 2010,

2011, atas kerja sama dan semangat selama ini.

11. Semua pihak yang tidak sempat tersurat namanya yang telah memberikan

dukungan kepada penulis.

vii

Penulis hanyalah manusia biasa yang tidak luput dari kesalahan sehingga

penulis menyadari bahwa apa yang penulis sajikan ini masih jauh dari

kesempurnaan. Oleh karena itu dengan segala kerendahan hati, penulis

mengharapkan kritikan dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak.

Penulis

2013

viii

ABSTRAK

Sintesis nanopartikel perak dilakukan dengan metode reduksi menggunakan

ekstrak daun ketapang (Terminalia cappa) yang berperan sebagai agen pereduksi

untuk prekursor AgNO3. Proses pembentukan nanopartikel perak dimonitoring

dengan mengamati serapan UV-Vis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai-

nilai absorbansi meningkat dengan meningkatnya waktu kontak reaksi. Serapan

maksimum UV-Vis dari sampel biosintesis tanpa pengadukan, dengan

pengadukan, dan penambahan PAA 1%, masing-masing pada panjang gelombang

421 - 431 nm, 425 - 431 nm, dan 440,5 - 436,5 nm selama penyimpanan satu

minggu. Proses biosintesis dengan pengadukan mempercepat pembentukan

nanopartikel perak. Ukuran nanopartikel perak ditentukan menggunakan PSA

(Particle Size Analyzer) dengan distribusi rata-rata ukuran untuk sampel

biosintesis tanpa pengadukan, dengan pengadukan, dan penambahan PAA 1%,

masing-masing adalah 62,61 nm, 71,56 nm dan 55,77 nm. Morfologi nanopartikel

perak diamati dengan alat Scanning Electron Microscope (SEM) dan karakterisasi

struktur senyawa dianalisis dengan menggunakan X-Ray diffraction.

Kata kunci: nanopartikel perak, reduksi, ketapang, PAA, karakterisasi.

ix

ABSTRACT

Synthesis of silver nanoparticles was made by using the reduction method with

catappa leaf extract (Terminalia catappa). The extract which acts as a reducing

agent for AgNO3 precursor. The process of silver nanoparticles formation was

monitored by UV-Vis method. The results showed that absorbance values

increased with the increase of reaction time. For one week storage, maximum

absorption of the sample biosynthesis without stirring, with stirring and the

addition of PAA 1 % by using UV-Vis at a wavelength 421 - 431 nm,

425 - 431 nm, and 440.5 - 436.5 nm, respectively. Biosynthetic by stirring

process accelerates the formation of silver nanoparticles. Silver nanoparticle size

is determined by using PSA ( Particle Size Analyzer ) with an average size

distribution for sample biosynthesis without stirring, with stirring and the addition

of 1 % PAA 62.61 nm, 71.56 nm and 55.77 nm, respectively. Morphology of the

silver nanoparticles was observed by Scanning Electron Microscope instrument

and the structure characterization of the compounds were analyzed using by

X-Ray Diffraction.

Keywords: silver nanoparticles, reduction, catappa, PAA, characterization.

x

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................ iv

PRAKATA ........................................................................................... v

ABSTRAK ........................................................................................... viii

ABSTRACT ......................................................................................... ix

DAFTAR ISI ........................................................................................ x

DAFTAR GAMBAR ............................................................................ xiii

DAFTAR TABEL ................................................................................. xv

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................... xvi

DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN .............................................. xix

BAB I PENDAHULUAN ................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ............................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ........................................................ 4

1.3 Maksud dan Tujuan Penelitian ...................................... 4

1.3.1 Maksud Penelitian ........................................................ 4

1.3.2 Tujuan Penelitian ......................................................... 5

1. 4 Manfaat Penelitian ........................................................ 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................... 3

2.1 Tinjauan Umum Nanopartikel ...................................... 6

2.2 Nanopartikel Perak ....................................................... 8

2.3 Daun Ketapang (Terminalia catappa) ........................... 13

2.4 Instrumen dalam Analisis Nanopartikel Perak .............. 14

2.4.1 UV-Vis ......................................................................... 14

xi

2.4.2 PSA .............................................................................. 16

2.4.3 XRD ............................................................................. 18

2.4.4 SEM ............................................................................. 19

BAB III METODE PENELITIAN ....................................................... 21

3.1 Bahan Penelitian ......................................................... 21

3.2 Alat Penelitian ............................................................ 21

3.3 Waktu dan Tempat Penelitian ..................................... 21

3.4 Prosedur Penelitian ..................................................... 22

3.4.1 Dekontaminasi Material Organik dan Anorganik pada

Alat Gelas .................................................................. . 22

3.4.2 Pembuatan Larutan 1 mM AgNO3 …. .......................... 22

3.4.3 Pembuatan Larutan PAA 1% . ...................................... 22

3.4.4 Pembuatan Air Rebusan Daun Ketapang Segar ........... 23

3.4.5 Uji Fitokimia Daun Ketapang ..................................... 23

3.4.6 Sintesis Nanopartikel Perak ......................................... 24

3.4.7 Modifikasi Nanopartikel Perak .................................... 25

3.4.8 Karakterisasi Produk ................................................... 26

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................... 27

4.1 Uji Fitokimia Daun Ketapang ..................................... 27

4.2 Sintesis Nanopartikel Perak ......................................... 28

4.2.1 Karakterisasi Warna dan pH Larutan ........................... 28

4.2.2 Karakterisasi Nanopartikel Perak dengan UV-Vis ....... 29

4.2.3 Karakterisasi Nanopartikel Perak dengan PSA ............ 33

4.2.4 Karakterisasi Nanopartikel Perak dengan XRD ........... 37

4.2.5 Karakterisasi Nanopartikel Perak dengan SEM ........... 40

xii

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................. 43

5.1 Kesimpulan ................................................................. 43

5.2 Saran ........................................................................... 43

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................... 44

LAMPIRAN ....................................................................................... 47

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Struktur molekul asam poliakrilat (PAA) yang merupakan

polimer anionik ........................................................................... 11

2. Daun ketapang (Terminalia catappa) ........................................... 13

3. Hasil UV-Vis spektrofotometer biosintesis nanopartikel perak

dengan ekstrak bintaro (C. manghas) .......................................... 15

4. Hasil analisis ukuran nanopartikel perak modifikasi PVA dengan

alat PSA selama 1 minggu .......................................................... 17

5. Pola XRD nanopartikel perak dari Pseudomonas putida ............. 18

6. Lapisan kloroform dan lapisan air . .............................................. 27

7. Karakterisasi warna sampel A (tanpa pengadukan), B

(pengadukan) dan (Penambahan PAA 1%) mulai dari pembuatan,

1 hari, dan 7 hari . ......................................................................... 28

8. Spektrum serapan UV-vis pada rentang panjang gelombang

200 - 800 nm, (a) ekstrak daun ketapang, (b) larutan AgNO3

1mM, dan (c) larutan PAA 1% .................................................... 30

9. Spektrum serapan UV-Vis pada rentang panjang gelombang

300 - 600 nm, (a) sintesis nanopartikel perak tanpa pengadukan,

(b) sintesis nanopartikel perak dengan pengadukan, dan

(c) sintesis nanopartikel perak dengan penambahan PAA 1% . ...... 33

10. Hasil Analisa PSA sampel A (sintesis nanopartikel perak tanpa

pengadukan), (a) size dispersion by intensity, (b) size dispersion

by volume, dan (c) size dispersion by number . .............................. 34

11. Hasil Analisa PSA sampel B (sintesis nanopartikel perak dengan

pengadukan), (a) size dispersion by intensity, (b) adalah size

dispersion by volume, dan (c) size dispersion by number . ............. 35

12. Hasil Analisa PSA sampel C (sintesis nanopartikel perak dengan

penambahan PAA 1%), (a) size dispersion by intensity, (b) size

dispersion by volume, dan (c) size dispersion by number ............. 36

xiv

13. Pola XRD sampel C (sintesis nanopartikel perak dengan

penambahan PAA 1%) ................................................................ 37

14. Analisis Morfologi Nanopartikel perak menggunakan

nanopartikel perak, (a) pembesaran 2500 kali (skala 5 µm) dan

(b) adalah pembesaran 2000 kali (skala 20 µm) ............................ 40

15. Perkiraan reaksi dalam sintesis nanopartikel perak dengan

menggunakan ekstrak daun ketapang (Terminalia catappa) ......... 42

xv

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Aplikasi nanopartikel perak pada bidang pangan dan

kemasan ...................................................................................... 12

2. Ukuran nanopartikel perak berdasarkan nilai FWHM dan

2-theta .......................................................................................... 38

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Gambar Halaman

1. Skema Pembuatan Larutan AgNO3 1 mM ................................... 47

2. Skema Pembuatan Larutan PAA 1% ............................................. 47

3. Skema Pembuatan Air Rebusan Daun Ketapang Segar ................. 48

4. Uji Fitokimia Ekstrak Daun Ketapang .......................................... 49

5. Skema Sintesis Nanopartikel Perak Tanpa Pengadukan

(Sampel A) .................................................................................. 50

6. Skema Sintesis Nanopartikel Perak dengan Pengadukan

(Sampel B) ................................................................................... 51

7. Skema Sintesis Nanopartikel Perak dengan Penambahan PAA 1%

(Sampel C) ................................................................................... 52

8. Uji Fitokimia Ekstrak Daun Ketapang .......................................... 53

9. Gambar Sampel A ........................................................................ 54

10. Gambar Sampel B ........................................................................ 55

11. Gambar Sampel C ........................................................................ 56

12. Hasil UV-Vis Ekstrak Daun Ketapang ......................................... 57

13. Hasil UV-Vis Sampel A 1 Jam ..................................................... 58




17. Hasil UV-Vis Sampel A 1 Hari .................................................... 60


xvii


20. Hasil UV-Vis Sampel A 1 Minggu ............................................... 61

21. Hasil UV-Vis Sampel B 1 Jam ..................................................... 61




25. Hasil UV-Vis Sampel B 1 Hari .................................................... 63



28. Hasil UV-Vis Sampel B 1 Minggu ............................................... 65

29. Hasil UV-Vis Sampel C Tanpa PAA ............................................ 65

30. Hasil UV-Vis Sampel C 1 Hari .................................................... 66



33. Hasil UV-Vis Sampel C 1 Minggu ............................................... 67

34. Hasil UV-Vis Sampel A, Ekstrak Daun Ketapang dan AgNO3

1mM ............................................................................................ 68

35. Hasil UV-Vis Sampel B, Ekstrak Daun Ketapang dan AgNO3

1mM ............................................................................................ 68

36. Hasil UV-Vis Sampel C, Ekstrak Daun Ketapang dan AgNO3

1mM ............................................................................................ 69

37. Serbuk Nanopartikel Perak Sampel A .......................................... 70

38. Serbuk Nanopartikel Perak Sampel B ........................................... 70

39. Serbuk Nanopartikel Perak Sampel C ........................................... 70

xviii

40. Gambar dan Hasil XRD ............................................................... 71

41. Gambar PSA ................................................................................ 72

42. Hasil PSA sampel A, B, dan C ..................................................... 73

43. Gambar SEM ............................................................................... 85

44. Gambar Spray Dryer .................................................................... 86

xix

DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN

BSE = Backscattered Electron

FWHM = Full Width at Half Maximum

IC = Inhibitor Concentration

DLS = Dynamic Light Scattering

LSPR = Localized Surface Plasmon Resonance

nm = Nanometer

PAA = Poli Asam Akrilat

pH = Derajat Keasaman

PI = Polydispersity Index

ppm = Part Per Million

PVA = Poli Vinil Alkohol

PVP = Poli Vinil Pirolidin

PSA = Particle Size Analyzer

SE = Secondary Electron

SEM = Scanning Electron Microscope

SPR = Surface Plasmon Resonance

UV – VIS = Ultraviolet – Visible

XRD = X – Ray Diffraction

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Nanoteknologi menjadi salah satu bidang ilmu Fisika, Kimia, Biologi, dan

rekayasa yang penting dan menarik beberapa tahun terakhir ini. Jepang dan

Amerika Serikat merupakan dua negara terdepan dalam riset nanoteknologi.

Salah satu pengembangan nanoteknologi yang sedang berkembang yaitu

nanopartikel. Penelitian nanopartikel sedang berkembang pesat karena dapat

diaplikasikan secara luas seperti dalam bidang lingkungan, elektronik, optis, dan

biomedis (Wahyudi dkk., 2011 dalam Ma, 2004).

Suatu bahan tergolong nano jika memiliki ukuran 1 - 100 nm. Secara garis

besar sintesis nanopartikel dapat dilakukan dengan metode top down (fisika) dan

metode bottom up (kimia). Metode fisika yaitu dengan cara memecah padatan

logam menjadi partikel-partikel kecil berukuran nano sedangkan metode kimia

dilakukan dengan cara membentuk partikel-partikel nano dari prekursor molekular

atau ionik (Wahyudi dan Rismayani, 2008 dalam Cao, 2004).

Beberapa teknik yang dapat digunakan dalam memproduksi nanopartikel

seperti cara reduksi kimia, fotokimia, sonokimia, dan lain-lain. Sintesis

nanopartikel dengan teknik sonokimia menggunakan alat ultrasonik untuk

memecah padatan logam menjadi partikel yang berukuran nano sedangkan teknik

fotokimia menggunakan radiasi tinggi dari sinar UV. Akan tetapi, cara yang

sangat populer karena alasan faktor kemudahan, biaya yang relatif murah serta

kemungkinannya untuk diproduksi dalam skala besar adalah dengan cara reduksi

kimia (Lu and Chou, 2008). Prinsip biosintesis dengan metode reduksi dalam

2

preparasi nanopartikel ialah memanfaatkan tumbuhan dan mikroorganisme

sebagai agen pereduksi. Mikroorganisme yang digunakan seperti jamur, khamir,

dan bakteri. Teknik bioreduksi dalam preparasi nanopartikel yang menggunakan

mikroorganisme memiliki kelemahan seperti pemeliharaan kultur yang sulit dan

waktu sintesis yang lama sehingga tumbuhan menjadi alternatif dalam bioreduksi

nanopartikel (Bakir, 2011 dalam Mohanpuria dkk., 2008).

Indonesia merupakan negara dengan sumber daya alam dan

keanekaragaman hayati yang melimpah dan memiliki potensi untuk penelitian

yang terkait dengan eksplorasi pemanfaatan tumbuhan sebagai agen biosintesis

nanopartikel. Pemanfaatan tumbuhan dalam biosintesis nanopartikel berkaitan

dengan kandungan senyawa metabolit sekunder yang memiliki aktifitas

antioksidan. Beberapa jenis tumbuhan tertentu mengandung senyawa kimia

tertentu yang dapat berperan sebagai agen pereduksi. Antioksidan tersebut dapat

menjadi alternatif produksi nanopartikel yang ramah lingkungan (green synthesis)

karena mampu mengurangi penggunaan bahan-bahan kimia yang berbahaya

termasuk limbah yang dihasilkan (Handayani dkk., 2010).

Salah satu nanopartikel yang dapat disintesis dengan metode reduksi

adalah nanopartikel perak. Sintesis nanopartikel perak menggunakan larutan

perak nitrat (AgNO3) sebagai prekursor dan tumbuhan sebagai pereduksi.

Nanopartikel perak memiliki banyak manfaat dalam kehidupan manusia, terutama

sebagai agen antijamur dan antibakteri sehingga sering digunakan pada industri

produk konsumsi (Haryono dan Harmami, 2010). Beberapa jenis tumbuhan yang

yang berpotensi dalam biosintesis nanopartikel perak adalah ekstrak daun bisbul

(Diospyros blancoi) (Bakir, 2011), ekstrak daun mimba (Azadirachta indica),

ekstrak daun matoa (Pometia pinnata), ekstrak daun bintaro (Cerbera manghas),

3

dan ekstrak daun dillenia atau simpur (Dilleniaindica). Ekstrak daun yang

digunakan sebagai agen pereduksi diketahui mengandung senyawa metabolit

sekunder yang memiliki aktivitas antioksidan (Handayani dkk., 2010).

Sintesis nanopartikel perak cenderung mengalami agregasi membentuk

ukuran besar. Stabilitas nanopartikel perak memegang peranan yang sangat

penting ketika akan dikarakterisasi dan diaplikasikan ke dalam sebuah produk.

Nanopartikel cenderung mengalami agregasi (ukuran besar). Upaya pencegahan

terjadinya agregat antar nanopartikel dapat dilakukan dengan penambahan

material atau molekul pelapis partikel (Haryono dkk., 2008).

Senyawa yang biasa digunakan untuk menstabilkan ukuran nanopartikel

adalah polimer. Polimer diharapkan mampu menjadi dinding penghalang

terjadinya proses aglomerasi dan proses oksidasi yang tidak diinginkan. Beberapa

jenis polimer seperti PVP, PAA, PAH, CMC telah digunakan untuk menstabilkan

nanopartikel perak (Bae dkk., 2011). Penambahan polivinil alkohol (PVA) untuk

menstabilkan ukuran berhasil dilakukan (Bakir, 2011) dan nanopartikel perak

hasil sintesis menggunakan PAA 1% terdistribusi antara 23 - 86 nm dengan

ukuran rata-rata 71,8 nm sedangkan dengan PVP 1% terdistribusi di antara

40 - 164 nm dengan ukuran rata-rata 96,0 nm (Wahyudi dkk., 2011).

Karakterisasi pembentukan nanopartikel perak dilakukan dengan UV-Vis

(Bakir, 2011) (Handayani dkk., 2010) sedangkan penentuan ukuran nanopartikel

perak dilakukan dengan menggunakan PSA (Particle Size Analyzer) (Hasan,

2012) dan SEM (Scanning Electron Microscopy) (Hasmia, 2012).

Menurut penelitian telah diketahui bahwa ekstrak daun ketapang

(Terminalia catappa) mempunyai aktivitas antioksidan yang cukup baik, sehingga

dapat digunakan sebagai alternatif pengganti antioksidan sintetis (Marliyana dkk.,

4

2006). Berdasarkan penelitian sebelumnya, maka dilakukan penelitian dengan

menentukan pengaruh waktu kontak dan penambahan poliasam akrilat (PAA) 1%

untuk mempelajari pengaruh terhadap sifat dan ukuran nanopartikel perak yang

dihasilkan dari ekstrak air rebusan daun ketapang (Terminalia catappa).

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang dapat dirumuskan masalah yaitu:

1. Bagaimana sintesis nanopartikel perak melalui proses bioreduksi Ag+

menggunakan ekstrak daun ketapang (Terminalia catappa) ?

2. Bagaimana pengaruh waktu kontak terhadap sifat dan ukuran yang dihasilkan

dalam sintesis nanopartikel perak menggunakan ekstrak daun ketapang

(Terminalia catappa) ?

3. Bagaimana pengaruh penambahan PAA terhadap sifat dan ukuran yang

dihasilkan dalam sintesis nanopartikel perak menggunakan ekstrak daun

ketapang (Terminalia catappa) ?

1.3 Maksud dan Tujuan Penelitian

1.3.1 Maksud Penelitian

Maksud penelitian ini yaitu untuk mengetahui pengaruh waktu kontak dan

penambahan PAA terhadap sifat dan ukuran yang dihasilkan dalam sintesis

nanopartikel perak melalui proses bioreduksi Ag+ menggunakan ekstrak daun

ketapang (Terminalia catappa).

5

1.3.2 Tujuan Penelitian

Tujuan dilakukan penelitian ini adalah:

1. Melakukan sintesis nanopartikel perak melalui proses bioreduksi Ag+

menggunakan ekstrak daun ketapang (Terminalia catappa).

2. Menentukan pengaruh waktu kontak terhadap sifat dan ukuran yang

dihasilkan dalam sintesis nanopartikel perak melalui proses bioreduksi Ag+


3. Menentukan pengaruh penambahan PAA terhadap sifat dan ukuran yang

dihasilkan dalam sintesis nanopartikel perak melalui proses bioreduksi Ag+


1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini adalah memberikan informasi mengenai potensi

ekstrak daun ketapang (Terminalia catappa) sebagai agen pereduksi dan PAA

sebagai pelapis dalam sintesis nanopartikel perak, serta diharapkan dapat menjadi

alternatif produksi nanopartikel yang ramah lingkungan (green synthesis) karena

mampu meminimalisir penggunaan bahan-bahan kimia yang berbahaya dan

sekaligus limbahnya.

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2. 1 Tinjauan Umum Nanopartikel

Richard Fyenman, seorang ahli fisika yang pertama kali memperkenalkan

studi nano pada tahun 1959. Studi nano kini intensif dikembangkan oleh berbagai

negara maju melihat keuntungan yang diperoleh dari produk-produk

nanoteknologi sangat besar (Rochani dan Wahyudi, 2010).

Nanopartikel adalah partikel berukuran 1 - 100 nm. Nanopartikel

memiliki luas permukaan per satuan berat lebih besar dari pada lebar partikel,

sehingga lebih reaktif terhadap beberapa molekul lain. Material nanopartikel

adalah material-material buatan manusia yang berskala nano (Park, 2007).

Karakter bahan nano yang istimewa, diakibatkan oleh efek dari luas

permukaan dan kuantum yang mendominasi perubahan sifat dari bahan nano.

Efek luas permukaan meliputi sifat konduktivitas, kataliktik, kekuatan material,

kemampuan tahan api, anti air dan anti karat. Sedangkan efek kuantum

mencakup sifat elektrik, magnetik dan optik. Sifat-sifat tersebut tidak akan

berubah apabila sudah mencapai ukuran nano. Fenomena kuantum terjadi akibat

keterbatasan ruang gerak elektron dan pembawa muatan lainnya dalam partikel.

Fenomena ini berpengaruh pada sifat material seperti perubahan warna yang

dipancarkan, transparansi, kekuatan mekanik, konduktivitas listrik, dan

magnetisasi (Rochani dan Wahyudi, 2010)

Perkembangan teknologi nano tidak terlepas dari riset mengenai material

nano. Dalam pengembangannya, material nano diklasifikasikan menjadi tiga

kategori, yaitu material nano berdimensi nol (nano particle), material nano

7

berdimensi satu (nanowire), dan material nano berdimensi dua (thin films).

Pengembangan metode sintesis nanopartikel merupakan salah satu bidang yang

menarik minat banyak peneliti. Nanopartikel dapat terjadi secara alamiah ataupun

melalui proses sintesis oleh manusia (Fernandes, 2011).

Nanoteknologi tidak hanya sebatas bagaimana cara menghasilkan material

atau partikel yang berukuran nanometer, melainkan memiliki pengertian yang

lebih luas termasuk bagaimana cara memproduksi serta mengetahui kegunaan dari

sifat baru yang muncul dari material nano yang telah dibuat. Sintesis nanopartikel

logam dengan metode kimia dilengkapi dengan penggunaan surfaktan atau

polimer yang membentuk susunan teratur (self-assembly) pada permukaan

nanopartikel logam (Wahyudi dan Rismayani, 2008).

Menurut Hasmia (2012), penggunaan surfaktan natrium silikat dari bahan

dasar abu sekam padi sebagai elektrolit pelapis dalam sintesis nanopartikel

magnetit, ukuran partikel Fe3O4 yang diperoleh adalah 6,76 nm dengan

menggunakan metode elektrokimia. Bagian surfaktan atau polimer yang hidrofob

langsung teradsorpsi pada permukaan nanopartikel dan bagian hidrofilnya berada

pada larutan bulk. Bahan organik tersebut (surfaktan dan polimer) dapat

mengontrol kecepatan reduksi dan agregasi nanopartikel logam (Fernandes,

2011).

Pembentukan nanopartikel dengan keteraturan yang tinggi dapat

menghasilkan pola yang lebih seragam dan ukuran yang yang seragam pula.

Kebanyakan penelitian telah mampu menghasilkan nanopartikel yang lebih bagus

dengan menggunakan metode-metode yang umum digunakan adalah

kopresipitasi, sol-gel, mikroemulsi, hidrotermal/solvotermal, menggunakan

cetakan (templated synthesis), sintesis biomimetik, metode cairan superkritis,

8

metode kimia basah (wet chemical method), dan sintesis cairan ionik (Fernandes,

2011).

2. 2 Nanopartikel perak

Nanopartikel perak memiliki banyak manfaat dalam kehidupan manusia,

terutama sebagai agen antijamur dan antibakteria sehingga sering digunakan pada

industri produk konsumsi. Penggunaan partikel nano logam perak (Ag), tembaga

(Cu) dan oksida logam seperti TiO2, ZnO, dan MgO pada proses penyempurnaan

akan menghasilkan tekstil yang mempunyai fungsi sebagai antimikroba yang

berukuran nanometer. Partikel Ag dapat mengikat protein, sehingga metabolisme

sel mikroba menjadi terhambat dan akhirnya mikroba mati. Seluruh nanopartikel

perak logam memiliki karakteristik warna tersendiri karena ukurannya yang

sangat kecil (satu nanometer = sepermiliar meter). Efek ini disebut sebagai

“resonansi plasma permukaan” yang terjadi akibat osilasi secara serempak

elektron-elektron pada permukaan. Aktivitasnya sebagai agen antifungal dan

antibakteri yang baik dikarenakan luas permukaannya yang besar (Haryono dan

Harmami, 2010).

Banyak teknik yang dapat digunakan dalam memproduksi nanopartikel

perak seperti cara reduksi kimia, fotokimia, sonokimia, dan lain-lain. Akan tetapi

cara yang sangat popular karena alasan faktor kemudahan, biaya yang relatif

murah serta kemungkinannya untuk diproduksi dalam skala besar adalah dengan

cara reduksi kimia. Berbagai zat pereduksi dapat digunakan mulai dari yang

bersifat lemah (contoh glukosa), reduktor yang bersifat medium (contoh

formaldehida), hingga yang bersifat kuat (hidrazin dan natrium borohidrida). Satu

hal yang penting diperhatikan adalah bagaimana upaya untuk menstabilkan

9

partikel koloid nanopertikel perak yang terbentuk agar tidak mengalami proses

aglomerasi (penggumpalan) antar partikel (Lu and Chou, 2008).

Menurut Handayani dkk. (2010), dari 8 jenis tumbuhan yang diteliti,

hanya 5 jenis yang berpotensi sebagai agen pereduksi pada proses biosintesis

nanopartikel perak, yaitu Azadirachta indica (mimba), Pometia pinnata (matoa),

Diospyros blancoi (bisbul), Cerberamanghas (bintaro), dan Dilleniaindica

(dillenia atau simpur). Nanopartikel perak yang terbentuk, dapat diamati secara

visual setelah larutan ekstrak dicampur dengan larutan AgNO3, larutan berubah

warna menjadi kuning atau cokelat. Semakin bertambah waktu kontak warna

larutan menjadi semakin gelap. Saat terbentuk nanopartikel perak, data spektrum

serapan UV-Vis pada panjang gelombang antara 400 - 500 nm dan nilai

absorbansi semakin besar dengan semakin bertambahnya waktu kontak

(Handayani dkk., 2010).

Menurut Haryono dan Harmami (2010), beberapa metode telah

dikembangkan dalam preparasi nanopartikel perak untuk mendapatkan kontrol

yang baik terhadap bentuk dan ukuran partikel perak. Nanopartikel cenderung

mengalami agregasi membentuk bulk kembali. Nanopartikel perak mempunyai

karakteristik mudah mengalami aglomerasi antar partikel dan mudah teroksidasi

sehingga pada umumnya pada proses pembentukan nanopartikel perak

ditambahkan zat untuk menstabilkan ukuran.

Senyawa yang biasa digunakan untuk menstabilkan ukuran nanopartikel

adalah polimer. Polimer diharapkan mampu menjadi dinding penghalang

terjadinya proses aglomerasi dan proses oksidasi yang tidak diinginkan. Beberapa

jenis surfaktan seperti NaDDBS, SDS, TW80, CTAB dan juga beberapa polimer

10

seperti PVP, PAA, PAH, CMC telah digunakan dalam sintesis nanopartikel (Bae

dkk., 2011).

Sifat kimia dan fisika dari material yang berukuran nanometer lebih

unggul dari material berukuran besar (bulk) karena material tersebut dapat

menghasilkan sifat yang tidak dimiliki oleh material berukuran besar. Sejumlah

sifat dapat diubah-ubah dengan melalui pengontrolan ukuran material, pengaturan

komposisi kimiawi, modifikasi permukaan, dan pengontrolan interaksi antar

partikel (Astuti, 2007).

Ukuran nanopartikel perak dapat dikontrol dengan berbagai cara, salah

satu cara yang dapat dilakukan adalah mengatur jenis atau konsentrasi dari agen

pereduksinya. Reaksi reduksi yang cepat akan membentuk nanopartikel yang

banyak pada permulaan proses sintesanya. Jumlah nanopartikel yang banyak ini

akan menghambat nanopartikel yang besar. Konsentrasi larutan yang homogen

akan membantu terbentuknya nanopartikel perak yang homogen (Haryono dkk.,

2008).

Menurut Bakir (2011), biosintesis nanopartikel perak menggunakan air

rebusan daun bisbul (Diospyros blancoi) dapat dilakukan modifikasi dengan

penambahan PVA. Reduksi ion Ag ditunjukkan oleh perubahan warna larutan

dari bening menjadi kuning muda setelah satu jam selanjutnya larutan tersebut

berwarna cokelat setelah satu hari. Hal ini karena PVA tidak mereduksi Ag+

tetapi menstabilkan nanopartikel perak. Hasil pengamatan menunjukkan nilai

absorbansi semakin besar seiring dengan bertambahnya waktu kontak. Puncak

absorbsi spektrum UV-Vis dari sampel biosintesis nanopartikel perak tanpa dan

dengan magnetic stirrer masing-masing pada panjang gelombang 414 - 418 dan

11

414 - 419 nm selama 2 minggu. Efek mekanik dalam proses biosintesis

nanopartikel perak cenderung mempercepat pembentukan nanopartikel perak.

Sintesis larutan koloid nanopartikel perak dari perak nitrat (AgNO3)

dengan menggunakan larutan natrium borohidrida (NaBH4) sebagai pereduksi,

asam poliakrilat (PAA) 1% dan larutan polivinil pirolidon (PVP) 17% untuk

menstabilkan ukuran telah dilakukan. Wahyudi dkk. (2011), memperoleh hasil

bahwa penambahan PAA memiliki kemampuan yang relatif lebih baik dalam

menstabilkan partikel perak daripada PVP. Asam poliakrilat (PAA) merupakan

bahan polimer superabsorben yang paling banyak digunakan karena mempunyai

daya afinitas yang paling baik. Struktur molekul asam poliakrilat yang

merupakan polimer anionik terdapat pada Gambar 1.

Gambar 1. Struktur molekul asam poliakrilat (PAA) yang merupakan

polimer anionik (Swantomo dkk., 2008).

Wahyudi dkk. (2011), menentukan ukuran nanopartikel perak serta

distribusinya dilakukan dengan menggunakan alat analisis ukuran partikel (PSA)

dan SEM. Nanopartikel perak yang dianalisis merupakan hasil sintesis yang

menggunakan PAA dan PVP untuk menstabilkan nanopertikel perak. Ukuran

nanopartikel perak dengan PAA terdistribusi antara 23 - 86 nm dengan ukuran

rata-rata 71,8 nm. Ukuran partikel perak dengan PVP terdistribusi di antara

40 - 164 nm dengan ukuran rata-rata 96,0 nm.

O OH

C H

CH3CH2

H3C

n

12

Diantara nanopartikel logam, nanopartikel perak banyak mendapat

perhatian karena sifat fisik dan kimia. Koloid perak diketahui memiliki sifat

antimikroba dan juga ramah lingkungan. Kemampuan antimikroba perak dapat

membunuh semua mikroorganisme patogenik (Haryono dkk., 2008). Tabel 1

menunjukkan aplikasi nanopartikel perak pada bidang pangan dan kemasan.

Tabel 1. Aplikasi nanopartikel perak pada bidang pangan dan kemasan

(Haryono dkk., 2008):

Perusahaan/Institusi Aplikasi

Sharper Image Kemasan plastik penyimpanan makanan

Bluemonn Goods, A.

DO. Global, Quan Zhou

Hu Zheng Wadah penyimpanan makanan

Daewco, Samsung dan

LG Lemari es

Baby Dream CO Cangkir bayi

A. DO. Global Talenan (alas potong)

Songsing Nano

Technology Co Cangkir teh

Nano Care Technology Peralatan dapur

Perkembangan nanoteknologi dapat meningkatkan nilai tambah pada serat

tekstil. Ukuran nanopartikel yang berkisar antara 1 hingga 100 nanometer yang

ditambahkan pada serat katun dapat memberikan fungsi khusus atau modifikasi

fungsi serat katun yang memiliki sifat antimikroba. Larutan koloidal nanopartikel

perak dapat dipreparasi dengan beberapa metode, seperti proses pencampuran

larutan AgNO3 dengan larutan aminoterminated hyperbranched polymer

(HBP-NH2), reduksi kimia larutan perak nitrat (AgNO3) dalam satu tahap lewat

pencampuran dengan pengadukan yang kuat pada suhu ruang. Preparasi

13

nanopartikel perak pada serat katun dilakukan dengan metode deposisi atau

presipitasi nanopartikel perak dalam celah-celah serat. Aktivitas antimikroba

partikel perak yang terdeposisi pada serat katun diuji terhadap bakteri

Staphylococcusaureus atau E. Coli. Selain itu, hasil (SEM) dan X-ray

Photoelectron Spectroscopy (XPS) menunjukkan adanya nanopartikel perak yang

terdispersi secara baik pada permukaan serat katun dan mayoritas perak berada

dalam bentuk Ag (Haryono dan Harmami, 2010).

2.3 Daun Ketapang (Terminalia catappa)

Ketapang merupakan spesies T. catappa dengan klasifikasi sebagai berikut

(Rahayu dkk., 2008) :

Kingdom : Plantae

Division : Magnoliophyta

Class : Magnoliopsida

Ordo : Myrtales

Family : Combretaceae

Genus : Terminalia

Spesies : T. catappa

Gambar 2. Daun ketapang (Terminalia catappa) (Rahayu dkk., 2008).

14

Ketapang merupakan tumbuhan dari famili combreataceae dilaporkan

bahwa di dalam daun memiliki aktivitas antioksidan secara in vitro (Pauly, 2001).

Menurut Rahayu dkk. (2008), daun ketapang mengandung banyak senyawa yang

bersifat antioksidan. Daun ketapang mampu meredam 50% aktivitas radikal

bebas DPPH (IC50). Metabolit sekunder dalam daun ketapang antara lain

flavonoid, alkaloid, saponin, kuinon, dan fenolik. Senyawa tanin adalah senyawa

fenolik yang merupakan polimerasi polifenol sederhana. Tanin adalah senyawa

yang terdapat dalam daun ketapang.

Menurut Marliyana dkk. (2006), aktivitas antioksidan ekstrak kulit biji

ketapang tidak mengalami perubahan yang cukup signifikan selama penyimpanan

1,7,14 dan 21 hari pada suhu kamar. Besarnya aktivitas antioksidan pada ekstrak

kulit biji ketapang berkisar antara 66,53% sampai dengan 66,61%. Daun

ketapang mengandung metabolit sekunder seperti fenolik, kuinon, saponin,

alkaloid dan flavonoid yang memiliki aktivitas antioksidan (Rahayu dkk., 2008).

2.4 Instrumen dalam Analisis Nanopartikel Perak

2.4.1 UV-vis

Spektrofotometer UV-Vis digunakan untuk mengetahui apakah

nanopartikel yang disintesis telah terbentuk. Nanopartikel perak memiliki

absorbsi yang kuat pada panjang gelombang antara 400 - 500 nm (Solomon dkk.,

2007). Nanopartikel perak stabil yang dihasilkan ditandai dengan terbentuknya

koloid perak berwarna kuning. Pada pengukuran dengan spektrofotometer

UV-Vis, localized surface plasmon resonance (LSPR) memiliki hubungan dengan

warna larutan nanopartikel perak. LSPR merupakan gabungan dari elektron

konduksi pada nanopartikel. Eksitasi LSPR diinduksi oleh medan listrik dari

15

cahaya datang dimana resonansi terjadi. Perpindahan awan elektron karena

medan listrik membuat permukaan bermuatan, positif dimana kekurangan awan

elektron, negatif dimana awan elektron terkonsentrasi. Ketika resonansi terjadi,

muncul pita absorpsi yang kuat dari plasmon permukaan. Posisi, bentuk, dan

intensitas LSPR merupakan fungsi beberapa faktor, seperti bentuk, ukuran,

komposisi partikel, jarak antar partikel, spesies yang teradsorbsi, serta konstanta

dielektrik medium (Moores and Goettmann, 2006).

Nilai spektrum puncak absorbansi dari nanopartikel perak yang spesifik

menunjukkan karakter dari resonansi permukaan plasmon (SPR) dari partikel

berukuran nano. SPR merupakan hasil eksitasi dari plasmon permukaan oleh

cahaya terhadap suatu struktur yang berukuran nanometer. Resonansi plasmon

getaran yang terjadi akan memberi serapan pada pengukuran menggunakan

spektrofotometri UV-Vis. Serapan antara 400 - 500 nm tersebut menunjukkan

adanya partikel berukuran nano (Shankar dkk., 2004).

Gambar 3. Hasil UV-Vis spektrofotometer biosintesis nanopartikel perak dengan

ekstrak C. manghas. Foto: 1a. Larutan AgNO3, 1b. Ekstrak rebusan

C. manghas, 1c - 1e. Larutan AgNO3 + ekstrak C. manghas

masing-masing setelah 15 menit, 300 menit, dan 1440 menit


A

b

s

o

r

b

a

n

s

i

�� (nm)(nm)(nm)(nm)

16

Larutan ekstrak bintaro (Cerbera manghas) hanya mempunyai puncak-

puncak absorbsi pada panjang gelombang 250 - 350 nm. Setelah larutan ekstrak

dicampur dengan larutan AgNO3, spektrum UV-Vis yang diperoleh sangat jauh

berbeda dan diperoleh puncak absorbsi di daerah sekitar 450 nm. Hasil tersebut

sesuai dengan daerah absorbsi nanopartikel perak seperti pada Gambar 3


2.4.2 PSA (Particle Size Analyzer)

PSA digunakan untuk menentukan ukuran partikel, dimana partikel

didspersikan ke dalam media cair sehingga partikel tidak saling beraglomerasi

(menggumpal). Ukuran partikel yang terukur adalah ukuran dari partikel tunggal.

Data ukuran partikel yang didapatkan berupa tiga distribusi yaitu intensitas,

nomor, dan volume distribusi sehingga dapat diasumsikan menggambarkan

keseluruhan kondisi sampel (Nikmatin dkk., 2011).

Metode pengukuran distribusi ukuran nanopartikel menggunakan PSA

dinilai lebih akurat dalam menentukan distribusi ukuran partikel dibandingkan

metode analisa gambar. Metode PSA merupakan metode dengan prinsip

hamburan cahaya dinamis (DLS). Metode pengukuran menggunakan PSA dapat

berupa metode basah dengan menggunakan media pendispersi serta metode kering

dengan memanfaatkan udara atau aliran udara untuk melarutkan partikel dan

membawanya ke sensing zone. Pengukuran partikel dengan menggunakan PSA

umumnya menggunakan metode basah agar partikel tidak saling beraglomerasi

(menggumpal). Prinsip penggunaan dengan metode basah tersebut membuat PSA

mampu mengukur ukuran partikel dari partikel tunggal. Hasil pengukuran dalam

17

bentuk distribusi sehingga hasil pengukuran dapat diasumsikan sudah

menggambarkan keseluruhan kondisi sampel (Hasan, 2012).

Ukuran partikel yang diukur menggunakan hamburan cahaya dinamis

(DLS) yaitu diameter dari lingkaran partikel yang terdifusi dengan kecepatan yang

sama pada saat pengukuran. Prinsip kerja alat ini adalah pengukuran gerak brown

partikel pada sampel dengan prinsip DLS, kemudian diinterpretasikan dengan

perangkat lunak (Hasan, 2012).

Gerak brown adalah gerak acak pada partikel di dalam cairan yang

disebabkan tumbukan antarmolekul di sekitarnya. Kecepatan pergerakan ini

digunakan untuk menganalisis ukuran partikel. Partikel berukuran kecil akan

bergerak lebih cepat dibandingkan partikel berukuran besar (Hasan, 2012).

Berdasarkan hasil analisis PSA dari modivikasi nanopartikel perak dengan

polivinil alkohol selama 1 minggu, diketahui rata-rata distribusi ukuran partikel

sebesar 61,07 nm dengan persentase volume sebesar 97,9% seperti pada Gambar 4

(Hasan, 2012).

Gambar 4. Hasil analisis ukuran nanopartikel perak modifikasi PVA dengan alat

PSA selama 1 minggu (Hasan, 2012).

V

o

l

u

m

e

(%)

Size (nm)

18

2.4.3 XRD (X-Ray Diffraction)

Spektroskopi difraksi sinar-X merupakan salah satu metode karakterisasi

material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga sekarang. Teknik ini

digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam material dengan cara

menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan ukuran partikel.

XRD terdiri atas slit dan film serta monokromator (Irvina dkk., 2009).

Gambar 5. Pola XRD nanopartikel perak dari Pseudomonas putida (Thamilselvi

and Radha, 2013).

Sintesis nanopartikel perak dari Pseudomonas putida, Pola XRD

menunjukkan nilai 2θ pada posisi 27,37°, 27,90°, 31,81°, 45,48°, 53,90°, 56,51°,

66,23° dan 75,31° dengan index Miller {111}, {111}, {200}, {220}, {311},

{222}, {400}, {420} (Thamilselvi and Radha, 2013).

Ukuran nanopartikel perak dapat dihitung menggunakan rumus

Debye-Scherrer (Persamaan 1). Rumus Scherrer ditunjukkan sebagai berikut

(Thamilselvi and Radha, 2013):

I

n

t

e

s

i

t

a

s

Posisi 2 Theta

19

D = K λ βcosθ

(1)

Dengan :

D = ukuran Kristal

K = 0.89

λ = panjang gelombang (0,154056)

β = nilai FWHM (full width at half maximum)

θ = sudut puncak

2.4.4 SEM (Scanning Electron Microscope)

SEM adalah salah satu jenis mikroskop elektron yang menggunakan

berkas elektron untuk menggambar profil permukaan benda. Prinsip kerja SEM

adalah menembakkan permukaan benda dengan berkas elektron berenergi tinggi.

Permukaan benda yang dikenai berkas akan memantulkan kembali berkas tersebut

atau menghasilkan elektron sekunder ke segala arah. Tetapi ada satu arah di mana

berkas dipantulkan dengan intensitas tertinggi. Detektor di dalam SEM

mendeteksi elektron yang dipantulkan dan menentukan lokasi berkas yang

dipantulkan dengan intensitas tertinggi. Pada saat dilakukan pengamatan, lokasi

permukaan benda yang ditembak dengan berkas elektron di-scan ke seluruh area

daerah pengamatan. Kita dapat membatasi lokasi pengamatan dengan melakukan

zoom-in atau zoom-out. Berdasarkan arah pantulan berkas pada berbagai titik

pengamatan maka profil permukan benda dapat dibangun menggunakan program

pengolahan gambar yang ada dalam komputer (Abdullah dan Khairurrijal, 2009).

Sewaktu berkas elektron menumbuk permukaan sampel sejumlah elektron

direfleksikan sebagai backscattered electron (BSE) dan yang lain membebaskan

energi rendah dari elektron sekunder (SE). Elektron-elektron BSE dan SE yang

20

direfleksikan dan dipancarkan sampel dikumpulkan oleh sebuah sintilator yang

memancarkan sebuah pulsa cahaya pada elektron yang datang. Cahaya yang

dipancarkan kemudian diubah menjadi sinyal listrik dan diperbesar oleh

photomultiplier. Setelah melalui proses pembesaran sinyal tersebut dikirim ke

bagian kisi tabung sinar katoda. sintilator biasanya memiliki potensial positif

sebesar 5 – 10 kV untuk mempercepat energi rendah yang dipancarkan elektron

agar cukup untuk mengemisikan cahaya tampak ketika menumbuk sintilator

(Nikmatin dkk., 2011).

21

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Bahan Penelitian

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu daun ketapang

(Terminalia catappa), AgNO3 (p.a.), akuades, akuabides, PAA (p.a.), etanol 95%,

NaOH, Na2EDTA, HCl pekat, serbuk Mg, asam asetat anhidrat, asam sulfat pekat,

FeCl3, kloroform, metanol, pereaksi Wagner, pereaksi Mayer, kertas saring

whatman No.1, dan aluminium foil.

3.2 Alat Penelitian

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu oven, timbangan

analitik, spektrofotometer UV-Vis 2600 series, XRD (Rigaku MiniFlex X-Ray

Diffraction), SEM (Tescan Vega3SB Analytical SEM), PSA (VASCO DLS),

Spray Dryer (BUCHI 190), pemanas listrik, pengaduk magnetik, mikropipet skala

1-5 mL, pipet tetes, erlenmeyer, labu ukur, pH specialized indicator (kisaran pH

1-14), batang pengaduk magnetik, sentrifius, botol vial 30 mL, pelat tetes,

corong, botol semprot, dan pisau stainlesstell.

3.3 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Anorganik Jurusan Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Hasanuddin

Makassar, pada bulan April – September 2013. Analisis Sampel dilakukan di

Laboratorium Kimia Terpadu Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Universitas Hasanuddin Makassar, Laboratorium Analisis

Bahan Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

22

Institut Pertanian Bogor dan Laboratorium Mikrostruktur Jurusan Fisika

Universitas Negeri Makassar.

3.4 Prosedur Penelitian

3.4.1 Dekontaminasi Material Organik dan Anorganik pada Alat Gelas

Alat-alat gelas dicuci dengan sabun, kemudian untuk menghilangkan

material organik digunakan larutan NaOH-alkohol, yaitu berupa campuran etanol

(95%) 1 L dengan 120 mL H2O yang mengandung 120 gram NaOH.

mSelanjutnya dibilas dengan akuades. Dekontaminasi residu logam pada

peralatan gelas, digunakan larutan yang mengandung 2% NaOH dan 1%

Na2EDTA. Peralatan gelas direndam selama 2 jam dalam larutan tersebut,

kemudian dibilas beberapa kali dengan akuades.

3.4.2 Pembuatan Larutan 1 mM AgNO3

Larutan AgNO3 1 mM dibuat dengan melarutkan 0,085 gram serbuk

AgNO3 ke dalam akuabides hingga volume 500 mL. Selanjutnya, larutan perak

nitrat dikocok dan dapat digunakan langsung. Larutan perak nitrat disimpan di

dalam lemari es ketika tidak dipakai.

3.4.3 Pembuatan Larutan PAA 1%

Larutan PAA 1% dibuat dengan menimbang 0,75 gram PAA dan

dilarutkan dengan akuabides 75 mL. Selanjutnya, larutan PAA 1% dipanaskan

sampai mendidih selama. Setelah mencapai suhu ruang, larutan PAA 1% dapat

digunakan untuk proses modifikasi.

23

3.4.4 Pembuatan Air Rebusan Daun Ketapang Segar

Tumbuhan yang digunakan dalam penelitian ini adalah ketapang

(Terminalia catappa). Tumbuhan ini diperoleh di lingkungan kampus FMIPA

Universitas Hasanuddin, Makassar, Sulawesi Selatan. Bagian tanaman yang

digunakan dalam penelitian ini adalah daun dalam kondisi segar. Daun ketapang

dipetik lalu dicuci hingga bersih dengan akuades. Daun tersebut dipotong-potong

seragam 2 cm x 2 cm dan ditimbang sebanyak 10 gram. Daun dimasukkan ke

dalam Erlenmeyer 500 mL dan ditambahkan 50 mL akuabides lalu dipanaskan

hingga mendidih. Setelah mencapai suhu ruang, air rebusan dituang dan disaring

menggunakan kertas whatman No. 1.

3.4.5 Uji Fitokimia Daun Ketapang (Usman, 2002)

Identifikasi kandungan fenolik, flavonoid, terpenoid, steroid, dan alkaloid

dengan cara 2 gram daun ketapang segar dipotong halus, dimasukkan ke dalam

gelas kimia 50 mL kemudian dimaserasi dengan metanol lalu dipanaskan selama

15 menit di atas penangas air, disaring panas-panas ke dalam tabung reaksi

menggunakan kertas saring whatman No. 1 dan biarkan seluruh metanol menguap

sampai kering. Kloroform dan air suling ditambahkan masing-masing sebanyak

5 mL lalu dikocok (1:1). Setelah larutan campuran dikocok, didiamkan hingga

larutan terbentuk dua lapisan (kloroform dan air), lapisan kloroform bagian bawah

digunakan untuk pemeriksaan senyawa terpenoid dan steroid sedangkan lapisan

air untuk pemeriksaan kandungan fenolik dan flavonoid. Pemeriksaan fenolik,

flavonoid, steroid, terpenoid dan alkaloid dilakukan dengan cara:

24

a. Pemeriksaan Senyawa Fenolik

Sebagian larutan lapisan air di masukkan ke dalam plat tetes, kemudian

larutan ditambahkan pereaksi FeCl3. Senyawa fenolik ditunjukkan dengan adanya

perubahan warna dari kuning menjadi biru ungu.

b. Pemeriksaan Senyawa Flavonoid

Sebagian dari lapisan air dipipet ke dalam plat tetes, kemudian larutan

ditambahkan butir bubuk Mg dan beberapa tetes asam klorida pekat. Senyawa

flavonoid ditunjukkan dengan adanya perubahan warna orange sampai merah.

c. Pemeriksaan Senyawa Steroid dan Terpenoid

Lapisan kloroform di masukkan ke dalam plat tetes lalu dibiarkan sampai

kering, ke dalam satu lubang plat tetes ditambahkan asam sulfat pekat, lubang

yang lain ditambahkan setetes asam asetat anhidrat dan asam sulfat pekat.

Senyawa steroid ditunjukkan dengan adanya perubahan warna dari hijau menjadi

biru ungu sedangkan senyawa terpenoid ditunnjukkan dengan adanya perubahan

warna dari hijau menjadi merah.

d. Pemeriksaan Senyawa Alkaloid

Lapisan kloroform di masukkan kedalam plat tetes lalu ditambahkan

pereaksi Mayer dan pereaksi Wagner. Senyawa alkaloid ditunjukkan dengan

terbentuknya endapan putih sedangkan pereaksi Wagner ditunjukkan dengan

terbentuknya endapan berwarna cokelat.

3.4.6 Sintesis Nanopartikel Perak (Bakir, 2011)

Sintesis nanopartikel perak dilakukan dengan mencampur larutan AgNO3

dan air rebusan daun ketapang. Ada 2 macam proses sintesis yang dilakukan,

yaitu tanpa proses pengadukan dan dengan proses pengadukan.

25

Sampel A tanpa proses pengadukan: 1 mL air rebusan daun ketapang

dicampurkan ke dalam larutan 40 mL AgNO3. Karakterisasi larutan campuran

berupa warna, spektrum UV-Vis dan pH pada waktu 1 jam, 2 jam, 3 jam, 4 jam,

1 hari, 2 hari, 3 hari, dan 7 hari. Penentuan ukuran sampel larutan campuran

dilakukan dengan PSA. Setelah diukur dengan PSA, larutan campuran

dikeringkan dengan spray dryer untuk memperoleh endapan.

Sampel B dengan proses pengadukan: 1 mL air rebusan daun ketapang

dicampurkan ke dalam larutan 40 mL AgNO3, kemudian larutan campuran diaduk

selama 2 jam. Karakterisasi larutan campuran berupa warna, spektrum UV-Vis

dan pH pada waktu 1 jam, 2 jam, 3 jam, 4 jam, 1 hari, 2 hari, 3 hari, dan 7 hari.

Penentuan ukuran sampel larutan campuran dilakukan dengan PSA. Setelah

diukur dengan PSA, larutan campuran dikeringkan dengan spray dryer untuk

memperoleh endapan.

3.4.7 Modifikasi Nanopartikel Perak (Bakir, 2011)

Dalam penelitian ini, modifikasi nanopartikel perak dilakukan dengan

penambahan PAA 1%.

Sampel C: 2 mL air rebusan daun ketapang dicampurkan ke dalam 80 mL

AgNO3. Larutan dibiarkan bereaksi selama 4 jam. Setelah itu, ke dalam larutan

ditambahkan 24 mL PAA 1% dan distirer selama 2 jam. Karakterisasi larutan

campuran berupa warna, spektrum UV-Vis dan pH pada waktu 1 hari, 3 hari,

4 hari, dan 7 hari. Penentuan ukuran sampel larutan campuran dilakukan dengan

PSA. Setelah diukur dengan PSA, larutan campuran dikeringkan dengan spray

dryer untuk memperoleh endapan.

26

3.4.8 Karakterisasi Produk

Endapan hasil sintesis dikarakterisasi dengan XRD dan SEM untuk

analisis kualitatif dan kuantitatif untuk mendapatkan deskripsi morfologi serta

ukuran produk.

27

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Uji Fitokimia Daun Ketapang

Uji fitokimia dilakukan untuk mengetahui kandungan senyawa dari

ekstrak daun ketapang. Kandungan metabolit sekunder ekstrak daun ketapang

memiliki aktivitas antioksidan sehingga digunakan sebagai agen pereduksi dalam

sintesis nanopartikel perak. Penambahan kloroform dan akuabides lapisan

membentuk dua lapisan (kloroform dan air) seperti tampak pada Gambar 6.

Gambar 6. Lapisan kloroform dan lapisan air.

Lapisan kloroform bagian bawah digunakan untuk pemeriksaan senyawa

terpenoid dan steroid, sedangkan lapisan air untuk pemeriksaan kandungan

fenolik dan flavonoid. Ekstrak daun ketapang mengandung fenolik, flavonoid,

dan steroid yang ditunjukkan pada uji fitokimia. Perubahan warna hasil uji

fitokimia ditunjukkan pada Lampiran 6. Fenolik merupakan senyawa yang

dominan dalam ekstrak daun ketapang yang ditunjukkan pada perubahan warna

yang jelas (biru ungu).

28

4.2 Sintesis Nanopartikel Perak

4.2.1 Karakterisasi Warna dan pH Larutan

Karakterisasi warna larutan dilakukan untuk mengetahui pengaruh waktu

kontak terhadap pembentukan nanopartikel perak. Sampel A (biosintesis tanpa

pengadukan), B (dengan pengadukan), dan C (penambahan PAA 1%)

dikarakterisasi dengan mengamati perubahan warna mulai dari waktu pembuatan

sampai 7 hari seperti pada Gambar 7.

Gambar 7. Karakterisasi warna sampel A (tanpa pengadukan), B (pengadukan)

dan Sampel C (penambahan PAA 1%) mulai dari pembuatan, 1 hari,

3 hari dan 7 hari.

B (awal) B (1 hari) B (7 hari)

C (awal) C (1 hari) C (7 hari)

A (awal) A (7 hari) A (1 hari) A (3 hari)

C (3 hari)

B (3 hari)

29

Sampel A (pengadukan) dan B (tanpa pengadukan) merupakan larutan

campuran yang terdiri atas 40 mL AgNO3 1 mM dan 1 mL ekstrak daun ketapang.

Larutan mengalami perubahan warna dari bening menjadi kuning muda setelah

30 menit dan berwarna cokelat setelah 1 hari. Perubahan ini menunjukkan proses

reduksi ion perak, sehingga terbentuk nanopartikel perak (Bakir, 2011). Nilai pH

larutan selama proses reaksi sekitar 5 yang diukur saat sintesis nanopartikel perak

sampai 7 hari.

Sampel C merupakan larutan campuran 80 mL AgNO3 1 mM, 2 mL

ekstrak daun ketapang dan dibiarkan bereaksi selama 4 jam lalu ditambahkan

24 mL PAA 1%. Hal ini karena PAA tidak mereduksi Ag+ tetapi menstabilkan

ukuran nanopartikel perak yang telah terbentuk. Larutan mengalami perubahan

warna dari bening menjadi kuning muda setelah 1 jam dan berwarna cokelat

setelah 3 hari. Perubahan warna pada sampel C lambat karena adanya

penambahan PAA 1%. Nilai pH larutan selama proses reaksi sekitar 3 yang

diukur selama 7 hari. Sampel C memiliki nilai pH yang berbeda dengan sampel

A dan B karena pada sampel C ditambahkan PAA 1% sehingga menambah

keasaman pada sampel tersebut.

4.2.2 Karakterisasi Nanopartikel Perak dengan UV-vis

Serapan UV-vis digunakan untuk memonitoring jumlah nanopartikel yang

terbentuk sesuai dengan nilai absorbansi. Pengukuran dimulai dengan mengukur

panjang gelombang maksimum ekstrak daun ketapang (Terminalia catappa),

larutan AgNO3 1mM, dan larutan PAA 1%.

30

(a)

(b)

(c)

Gambar 8. Spektrum serapan UV-vis pada rentang panjang gelombang

200 - 800 nm, (a) ekstrak daun ketapang, (b) larutan AgNO3 1mM,

dan (c) larutan PAA 1%.

a

b

s

o

r

b

a

n

s

i

a

b

s

o

r

b

a

n

s

i

a

b

s

o

r

b

a

n

s

i

��

��

��

31

Ekstrak daun ketapang (Terminalia catappa) menyerap energi pada

panjang gelombang maksimum 230 - 371 nm, larutan AgNO3 1 mM pada panjang

gelombang 218 nm, sedangkan larutan PAA 1% pada panjang gelombang

maksimum 225,5 nm (Gambar 8). Pola serapan dan panjang gelombang

maksimum menjadi dasar monitoring pembentukan nanopartikel perak dalam

sampel A, B, dan C.

Gambar 9 adalah spektrum serapan UV-Vis hasil sintesis nanopartikel

perak dari ekstrak daun ketapang (Terminalia catappa). Sampel A, B, dan C

memiliki panjang gelombang maksimum adalah masing-masing 421 - 431 nm,

425 - 431 nm, dan 440,5 - 436,5 nm. Saat terbentuk nanopartikel perak, spektrum

serapan UV-Vis pada panjang gelombang antara 400-500 nm dan nilai absorbansi

semakin besar dengan semakin bertambahnya waktu kontak. Nilai absorbansi

yang meningkat merupakan indikator bahwa nanopartikel perak yang terbentuk

semakin bertambah (Handayani dkk., 2010). Nilai absorbansi meningkat dalam

pengamatan selama 7 hari. Nanopartikel perak terbentuk pada waktu 2 jam.

Pengadukan mempercepat pembentukan nanopartikel perak yang ditunjukkan

pada sampel B. Menurut Bakir (2011), pengaruh pengadukan cenderung

mempercepat reaksi antara prekursor dan pereduksi, sehingga nilai absorbansi

pada biosintesis nanopartikel perak dengan pengadukan lebih besar daripada

dibiarkan saja.

Modifikasi nanopartikel perak dilakukan dengan menambahkan PAA 1%

kedalam larutan campuran ekstrak daun ketapang dan AgNO3 (sampel C).

Larutan campuran AgNO3 dan ekstrak daun ketapang dibiarkan bereaksi selama

4 jam lalu ditambahkan PAA 1%. Spektrum serapan UV-Vis menunjukkan bahwa

absorbansi sampel C labih kecil dari A dan B karena pengaruh penambahan

32

PAA 1% yang dapat menstabilkan ukuran nanopartikel perak. Pembentukan

nanopartikel yang lambat dapat menghindari aglomerasi.

� 1 jam

2 jam

3 jam

4 jam

1 hari

2 hari

3 hari

7 hari

(a)

1 jam

2 jam 3 jam

� 4 jam

1 hari

2 hari

3 hari

7 hari

(b)

a

b

s

o

r

b

a

n

s

i

��

a

b

s

o

r

b

a

n

s

i

��

33

1 hari

3 hari

4 hari

7 hari

(c)

Gambar 9. Spektrum serapan UV-Vis pada rentang panjang gelombang

300 - 600 nm, (a) sintesis nanopartikel perak tanpa pengadukan, (b)

sintesis nanopartikel perak dengan pengadukan, dan (c) sintesis

nanopartikel perak dengan penambahan PAA 1%.

4.2.3 Karakterisasi Nanopartikel Perak dengan PSA (Particle Size Analyzer)

Metode pengukuran menggunakan PSA (Particle Size Analyzer) dapat

berupa metode basah dengan menggunakan media pendispersi dan metode kering

dengan memanfaatkan udara atau aliran udara untuk melarutkan partikel. PSA

merupakan alat yang digunakan untuk mengetahui ukuran partikel, dimana

partikel didispersikan ke dalam media cair sehingga partikel tidak membentuk

aglomerasi (menggumpal). Data ukuran partikel yang diperoleh berupa tiga

distribusi yaitu intensitas, nomor, dan volume, sehingga dapat diasumsikan

menggambarkan keseluruhan kondisi sampel (Nikmatin dkk., 2011).

a

b

s

o

r

b

a

n

s

i

��

34

(a) (b)

(c)

Gambar 10. Hasil analisis PSA sampel A (sintesis nanopartikel perak tanpa

pengadukan), (a) dispersi ukuran dengan intensitas, (b) dispersi

ukuran dengan volume, dan (c) dispersi ukuran dengan nomor.

Penentuan ukuran pada Sampel A (tanpa pengadukan) dilakukan dengan

menggunakan PSA. Hasil analisis berdasarkan Gambar 10, 11 dan 12 terbukti

bahwa terdapat korelasi antara λ maks dengan ukuran nanopartikel perak.

Spektrum absorbansi nanopartikel hasil biosintesis, dengan panjang gelombang

maksimum 420 - 450 nm, diperkirakan memiliki ukuran partikel 40 - 80 nm

(Solomon dkk., 2007). Sampel A memiliki panjang gelombang maksimum

Dispersi ukuran dengan intensitas Dispersi ukuran dengan volume

Dispersi ukuran dengan nomor

I

n

t

e

n

s

i

t

a

s

V

o

l

u

m

e

N

o

m

o

r

Ukuran (nm) Ukuran (nm)

Ukuran (nm)

35

421 - 431 nm, pengukuran dengan menggunakan UV-vis dilakukan selama

7 hari sehingga diperoleh distribusi rata-rata ukuran partikel 62,61 nm.

(a) (b)

(c)

Gambar 11. Hasil analisis PSA sampel B (sintesis nanopartikel perak dengan

pengadukan), (a) dispersi ukuran dengan intensitas, (b) dispersi

ukuran dengan volume, dan (c) dispersi ukuran dengan nomor.



Ukuran (nm)


I

n

t

e

n

s

i

t

a

s

V

o

l

u

m

e

N

o

m

o

r

36

(a) (b)

(c)

Gambar 12. Hasil analisis PSA sampel C (sintesis nanopartikel perak dengan

penambahan PAA 1%), (a) dispersi ukuran dengan intensitas, (b)

dispersi ukuran dengan volume, dan (c) dispersi ukuran dengan

nomor.

Sampel B (dengan pengadukan) yang telah diukur dengan PSA memiliki

rata-rata ukuran partikel yaitu 71,56 nm dengan panjang gelombang maksimum

425 - 431 nm (Gambar 11). Sampel C merupakan nanopartikel perak yang

dimodifikasi dengan penambahan PAA 1%. Hasil Analisis dengan PSA

menunjukkan ukuran nanopartikel perak dengan penambahan PAA 1% memiliki




Ukuran (nm)

N

o

m

o

r

I

n

t

e

n

s

i

t

a

s

V

o

l

u

m

e

37

rata-rata ukuran partikel yaitu 55,77 nm (Gambar 12). Sampel C memiliki ukuran

partikel yang lebih kecil daripada sampel A dan sampel B. Penambahan PAA 1%

menstabilkan ukuran nanopartikel perak. PAA merupakan bahan polimer

superabsorben yang digunakan karena mempunyai daya afinitas yang paling baik

dalam menstabilkan nanopartikel perak (Wahyudi dkk., 2011).

Setelah larutan diukur dengan PSA untuk menentukan ukuran nanopartikel

perak, larutan di spray dryer untuk menghasilkan endapan atau serbuk

nanopartikel perak. Endapan atau serbuk yang diperoleh selanjutnya

dikarakterisasi dengan XRD dan SEM.

4.2.4 Karakterisasi Nanopartikel Perak dengan XRD

Serbuk nanopartikel perak hasil sintesis selanjutnya dianalisis

menggunakan XRD. Pola XRD nanopartikel perak dengan penambahan PAA 1%

seperti pada Gambar 13.

Gambar 13. Pola XRD sampel C (sintesis nanopartikel perak dengan penambahan

PAA 1%).

20 40 60 80

0.0e+000

2.0e+003

4.0e+003

6.0e+003

(0 2

1)

(1 2

0)

(1 0

1)

(0 3

1)

(1 1

-2

)

(2 1

-1

)

(1 1

1)

0

50

100

(0 2

1)

(1 2

0)

(1 0

1)

(0 3

1)

(1 1

-2

)

(2 1

-1

) Silver cyanide - silver nitrate(V), ( Ag C N ) ( Ag N O3 )2

20 40 60 80 0

50

100

(1 1

1) Silver, Ag

2-theta (deg)

Inte

nsity (

cp

s)

38

Puncak-puncak pola difraksi nanopartikel perak dengan jelas ditunjukkan

pada nilai 2-theta yaitu 38,103 dan 39,425, nilai FWHM 0,225 dan 0,618, dengan

Indeks Miller {111}. Indeks Miller merupakan bidang kisi kristal {hkl} yang

menyatakan sistem kristal suatu material. Sistem kristal dari nanopartikel perak

ialah kubik. Terdapat beberapa puncak pola difraksi yang menandakan

nanopartikel perak namun tidak terlalu jelas. Pola difraksi yang lain merupakan

pola difraksi AgNO3 yang belum tereduksi menjadi nanopartikel perak dan AgCN

yang terbentuk akibat terkontaminasi dengan kertas tempat penyimpanan sampel.

Sintem kristal AgNO3 adalah ortorombik yang ditunjukkan dengan Indeks Miller

{021}, {120}, {031}, dan {101} sedangkan sistem kristal AgCN adalah trigonal

(rhombohedral axes) dengan indeks Miller {11-2}, dan {21-1} yang ditunjukkan

pada Gambar 13. Sampel yang dianalisis mengandung 63% nanopartikel perak,

37% adalah AgCN dan AgNO3. Data analisis kuantitatif komponen sampel (%)

endapan pada Lampiran 25.

Tabel 2. Ukuran nanopartikel perak berdasarkan nilai FWHM dan 2-theta

NO 2-theta(deg) Height(cps) FWHM(deg) Ukuran Partikel

(D) (nm)

1 11,47 143 1,28 14,4

2 22,504 3548 1,85 33,5

3 27,79 157 0,29 22,9

4 35,97 238 0,24 100,6

5 38,103 1054 0,618 25,9

6 39,425 417 0,225 110,9

7 47,582 363 0,4 17,2

8 48,46 357 0,29 88,5

9 64,47 240 0,69 33,5

10 65,7 79 0,43 26,5

11 77,35 202 1,17 23,9

39

Contoh perhitungan penentuan ukuran nanopartikel perak dengan

menggunakan rumus Scherrer adalah sebagai berikut:

2θ = 38,103

2θ = 38,103

θ =38,103

2

θ =19,0515

Cos θ = 0,9797

β (FWHM) =

0,6182

π

180 rad

β (FWHM) =

0,6182

3,14

180 rad

β (FWHM) = 0,0054 rad

D = K λ

β cos θ

D = 0,89 x 0,154056

0,0054 x 0,9797

= 0,13710984

0,00529038

= 25,9168 nm

Hasil analisis XRD selain digunakan untuk menentukan senyawa yang

terdapat dalam sampel, juga dapat digunakan untuk menentukan ukuran partikel.

Rumus Scherrer (Persamaan 1) digunakan untuk menentukan ukuran

nanopartikel perak seperti pada Tabel 2, dengan λ Cu-Kα X-Ray 0,154056 nm, β

nilai FWHM (full widhth at half maximum) dan nilai 2-theta. Hasil pengukuran

XRD diperoleh 2θ maka digunakan θ dan β (FWHM) adalah setengahnya. Nilai β

(FWHM)x�/180 rad adalah yang digunakan pada rumus Scherrer untuk

penentuan ukuran nanopartikel perak (Khairurrijal dan Abdullah, 2009). Tabel 2

40

menunjukkan ukuran nanopartikel perak terdistribusi pada masing-masing posisi

2-theta.

4.2.5 Karakterisasi Nanopartikel Perak dengan SEM

Analisis SEM bertujuan untuk menunjukkan morfologi partikel. Sampel

yang dianalisis dengan SEM adalah sampel C yaitu sampel nanopartikel perak

yang dimodifikasi dengan PAA 1%. Pembesaran gambar nanopartikel perak

dilakukan pada skala 5 µm, 20 µm, 50 µm dan 200 µm dengan HV 15 Kv dan

Working Distance (WD) 7,05 mm. Hasil Analisis dengan SEM ditunjukkan pada

Gambar 14.

(a) (b)

Gambar 14. Analisis morfologi nanopartikel perak menggunakan SEM, (a)

pembesaran 2500 kali (skala 5 µm) dan (b) pembesaran 2000 kali

(skala 20 µm).

SEM menunjukkan morfologi sampel nanopartikel perak yang diperbesar

hingga 2500 kali (5 µm) dan 2000 kali (skala 20 µm). Hasil SEM nanopartikel

perak terdapat kontaminasi dengan kertas pada saat di analisis sehingga terlihat

41

topografi dari serat kertas. Morfologi nanopartikel perak yang dianalisis dengan

SEM berwarna putih yang berada diantara serat kertas.

Ekstrak daun ketapang mengandung senyawa fenolik, flavonoid dan

steroid yang memiliki aktifitas antioksidan dapat mereduksi Ag+

menjadi Ag.

Fenolik merupakan senyawa yang paling dominan yang ditunjukkan pada uji

fitokimia ekstrak daun ketapang. Senyawa fenolik dalam daun ketapang adalah

tanin (Kavitha dkk., 2013). Perkiraan reaksi reduksi ditunjukkan pada Gambar

15.

42

OHHO

HO

O

O

OO

OH

HO

HO

HO

O

OH

OH

O

O

OH

OH

OH

OHHO

HO

O

O

OO

OH

HO

HO

HO

O

OH

OH

O

O

OH

OHH+

OO

O

OHHO

HO

O

O

OO

OH

HO

HO

HO

O

OH

OH

O

O

OH

OH

OO

Ag+

OHHO

HO

O

O

OO

OH

HO

HO

HO

O

OH

OH

O

O

OH

O

OO

Ag

H

OH

HO

HO

O

O

OO

OH

HO

HO

HO

O

OH

OH

O

O

OH

O

OO

O

O O

+ 2Ag

Ag+

Tanin

O O

Gambar 15. Perkiraan reaksi dalam sintesis nanopartikel perak dengan


43

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan

bahwa :

1. Nanopartikel perak dapat disintesis dengan metode reduksi menggunakan

ekstrak daun ketapang (Terminalia catappa).

2. Semakin lama waktu kontak semakin bertambah nanopartikel perak yang

terbentuk (selama 7 hari).

3. Distribusi rata-rata ukuran sintesis nanopartikel perak tanpa pengadukan

adalah 62,61 nm, dengan pengadukan 71,56 nm, dan penambahan PAA 1%

untuk menstabilkan ukuran memiliki distribusi rata-rata ukuran partikel adalah

55,77 nm.

5.2 Saran

Sintesis nanopartikel perak dapat dilakukan dengan variasi konsentrasi

prekursor (AgNO3) dan pereduksi. Penentuan waktu kontak ditambah agar Ag+

habis tereduksi menjadi Ag.

44

DAFTAR PUSTAKA

Abdullah, M., Khairurrijal, 2009, Karakterisasi Nanomaterial, Jurnal Nanosains

dan Nanoteknologi, 2 (1), 1-9.

Abdullah, M., Khairurrijal, 2009, Membangun Kemampuan Riset Nanomaterial di

Indonesia, ITB, Bandung.

Astuti, Z.H., 2007, Kebergantungan Ukuran Nanopartikel terhadap Warna yang

Dipancarkan pada Proses Deeksitasi, Makalah diterbitkan, Program

Studi Fisika, Institut Teknologi Bandung, Bandung.

Bae, E., Park, H. J., Park, J., Yoon, J., Kim, Y., Choi, K. dan Yi, J., 2011, Effect

of Chemical Stabilizers in Silver Nanoparticle Suspensions on

Nanotoxicity, Bull. Korean Chem. Soc, 32 (2), 613-619.

Bakir, 2011, Pengembangan Biosintesis Nanopartikel Perak Menggunakan Air

Rebusan Daun Bisbul (Diospyros blancoi) untuk Deteksi Ion Tembaga (II)

dengan Metode Kolorimetri, skripsi diterbitkan, (online)

(lontar.ui.ac.id/file?file=digital/20283522-S1064-Bakir%20.pdf, diakses

pada tanggal 10 Oktober 2012), Jurusan Fisika FMIPA Universitas

Indonesia, Jakarta.

Cao, G., 2004, Nanostructures and Nanomaterials Synthesis Properties and

Applications, Imperial College Press, London.

Fernandes, B.R., 2011, Sintesis Nanopartikel, (online) (http://bennyriofernan

dez.blogdetik.com), diakses pada tanggal 5 Oktober 2012).

Handayani W, Bakir, Imawan C, Purbaningsih S. 2010. Potensi Ekstrak Beberapa

Jenis Tumbuhan sebagai Agen Pereduksi untuk Biosintesis Nanopartikel

Perak. Seminar Nasional Biologi Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta.

Haryono, A., Sondari, D., Harmami, S.B., Randy, M., 2008, Sintesa Nanopartikel

Perak dan Potensi Aplikasinya, Jurnal Riset Industri, 2 (3), 156-163.

Haryono, A., Harmami, S.B., 2010, Aplikasi Nanopartikel Perak pada Serat Katun

sebagai Produk Jadi Tekstil Antimikroba, Jurnal Kimia Indonesia, 5 (1),

1-6.

Hasan, M.I., 2012, Modifikasi Nanopartikel Perak dengan Polivinil Alkohol untuk

Meningkatkan Selektivitas dan Stabilitas Indikator Logam Tembaga (Cu):

Uji Coba pada Mikroalga Merah (Kappaphycus alvarezii), skripsi

diterbitkan, (online), Program Studi Farmasi FMIPA universitas Indonesia,

Jakarta.

45

Hasmia, 2012, Penggunaan Natrium Silikat dari Bahan Dasar Abu Sekam Padi

Sebagai Elektrolit Pelapis dalam Sintesis Nanopartikel Magnetit, skripsi

tidak diterbitkan, Jurusan Kimia FMIPA Universitas Hasanuddin,

Makassar.

Irvina, F.W.H., Danik, W.A., Fatimah, 2009, X-Ray Difractometer (XRD),

Program Studi Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret

Kavitna, K.S., Baker, S., Rakshith, D., Kavitha, H.U., Rao, Y.H.C., Harini, B.P.,

Satish, S., 2013, Plants as Green Source Towards Synthesis of

Nanoparticles, Int. Res. J. Biological Sci., 2 (6), 66-76.

Lu, Y.C., Chou K.S., 2008, A Simple and Effective Route for Synthesis of Nano

Silver Colloidal Dispersions, J. Chin. Ins.Chem. Eng., 39, 673-678.

Ma, P.X., 2004, Scaffolds for Tissue Fabrication, Materials Today, 30-40.

Marliyana, S.D., Kusumaningsih, T., Kristinawati, H., 2006, Penentuan Kadar

Total Fenol dan Aktivitas Antioksidan Ekstrak Kulit Biji Ketapang

(Terminalia cattapa L.), Jurnal Alchemy, 5 (1), 39-44.

Mohanpuria, P., Rana, N.K., Yadav, S.K., 2008, Biosynthesis of Nanoparticles:

Technological Concept Future Application, Journal Nanoparticles

Resources, 10, 507-517.

Moores, A., Goettmann, F., 2006, The Plasmon Band in Noble Metal

Nanoparticles: an Introductioan to Theory and Aplications, New J. Chem,

30, 1121-1132.

Nagarajan, R., Hatton T.A., 2008, Nanoparticles: Synthesis, Stabilization,

Passivation and Functionalization, ACS Symposium Series, American

Chemical Society, Washington DC.

Nikmatin, S., Maddu, A., Purwanto, S., Mandang, T., Purwanto A., 2011, Analisa

Struktur Mikro Pemanfaatan Limbah Kulit Rotan Menjadi Nanopartikel

Selulosa Sebagai Pengganti Serat Sintetis, Jurnal Biofisika, 7(1), 41-49.

Park, 2007, Current and future applications of nanotechnology, Issue in Env. Sci.

Tech.,24, 1-8.

Pauly, G., 2001, Cosmetic, Dermatologycal And Pharmaceutical Use of An

Extract of Terminalia catappa, United State Patent Application.

Rahayu, D.S., Kusrini, D., Fachriyah, E., 2008, Penentuan Aktivitas Antioksidan

dari Ekstrak Daun Ketapang (Terminalia catappa l.) dengan Metode

1,1-, Difenil-2-Pikrilhidrazil (DPPH), Laboratorium Kimia Organik,

Jurusan Kimia Universitas Diponegoro.

46

Rochani, S., Wahyudi, A., 2010, Peran Nanoteknologi dalam Pengolahan

mineral, Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral dan

Batubara, 8 (1).

Solomon, S.D., Bahadory, M., Jeyarajasingam, A.V., Rutkowsky, S.A., Boritz, C.,

2007, Synthesis and Study of Silver Nanoparticles, J. Chem. Edu., 84 (2),

322-325.

Shankar, S.S., Rai, A., Ahmad, A., Sastry, M., 2004, Rapid Synthesis of Au, Ag,

and Bimetallic Au core–Ag Shell Nanoparticles using Neem (Azadirachta

indica) Leaf Broth, J. Coll. Inter. Sci., 275 (4), 496-502.

Swantomo, D., Megasari, K., Saptaaji, R.. 2008, Pembuatan Komposit Polimer

Superabsorben dengan Mesin Berkas Elektron, Jurnal Forum Nuklir, 2

(2), 143-156.

Thamilselvi, V., Radha, K.V., 2013, Synthesis of silver Nanoparticles from

Pseudomonas putida NCIM 2650 in Siver Nitrate Supplemented Growth

Medium and Optimization Using Response Surfase Methodology, Journal

of Nanomaterial and Biostructures, 8 (3), 1101-1111.

Usman, H., 2002, Kimia Organik Bahan Alam, UNHAS, Makassar.

Wahyudi, T., Rismayani, S., 2008, Aplikasi Nanoteknologi pada Bidang Tekstil,

Arena Tekstil, 23 (2), 52-109.

Wahyudi, T., Sugiyana D., Helmy Q., 2011.Sintesis Nanopartikel Perak dan Uji

Aktivitasnya terhadap Bakteri E. coli dan S. aureus, Arena Tekstil, 26 (1),

1-60.

47

Lampiran 1

a.Skema Pembuatan Larutan 1 mM AgNO3

- Di larutkan dalam akuabides dalam labu

ukur 500 mL.

b. Skema Pembuatan Larutan PAA 1%

Di larutkan dengan 75 mL akuabides.

0,75 gram PAA

Hasil

0,085 gram AgNO3

Larutan AgNO3

48

Lampiran 2

Skema Pembuatan Air Rebusan Daun Ketapang Segar

- Dicuci hingga bersih dengan akuades.

- Dipotong-potong seragam 2 cm x 2 cm

dan ditimbang sebanyak 5 gram.

- Daun dimasukkan ke dalam erlenmeyer

500 mL dan ditambahkan 100 mL

akuabides

- Dipanaskan hingga mendidih.

- Setelah mendidih diangkat dan

didinginkan.

- Setelah mencapai suhu ruang, air

rebusan dituang dan disaring

menggunakan kertas whatman No. 1.

Daun ketapang segar

Hasil

49

Lampiran 3

Uji fitokimia ekstrak daun ketapang

2 gram daun ketapang segar

- Dipotong halus.

- Dimasukkan kedalam gelas

kimia 50 mL.

- Dimaserasi dengan metanol.

- Dipanaskan selama 15 menit

diatas penangas air.

- Angkat, lalu saring kedalam

tabung reaksi.

- Biarkan metanol menguap

sampai kering.

- Tambahkan kloroform dan

aquabides (1:1) sebanyak

5 mL.

- Kocok

- Diamkan larutan hingga

membentuk 2 lapisan.

Kloroform Air

Uji

terpenoid

Uji

steroid

Uji

alkaloid

Uji

flavonoid

Uji

fenolik

50

Lampiran 4

Skema Sintesis Nanopartikel Perak Tanpa Pengadukan (Sampel A)

- Dimasukkan kedalam gelas ukur 100 mL.

- Ditambahkan 1 mL air rebusan daun

ketapang.

- Karakterisasi larutan campuran ini berupa

warna, spektrum UV-Vis, pH pada waktu

ke 1 jam, 2 jam, 3 jam, 4 jam, 1 hari, 2

hari, 3 hari, dan 7 hari.

- Diukur dengan PSA.

- Dikeringkan dengan Spray dryer.

- Dikarakterisasi menggunakan

XRD dan SEM.

40 mL Larutan AgNO3 1 mM

Larutan Endapan

Data

51

Lampiran 5

Skema Sintesis Nanopartikel Perak dengan Pengadukan (Sampel B)


- Ditambahkan 1 mL air rebusan daun ketapang.

- Larutan campuran diaduk dengan magnetic

stirrer selama 2 jam.


warna, spektrum UV-Vis, pH pada waktu ke 1

jam, 2 jam, 3 jam, 4 jam, 1 hari, 2 hari, 3 hari,

dan 7 hari.


- Dikeringkan dengan Spray dryer.


XRD dan SEM.

Larutan Endapan

Data


52

Lampiran 6

Skema Sintesis Nanopartikel Perak dengan penambahan PAA 1%

(Sampel C)


- Ditambahkan 2 mL air rebusan daun

ketapang.

- Dibiarkan bereaksi selama 4 jam.

- Ditambahkan PAA 1%.

- Larutan campuran diaduk dengan magnetic

stirrer selama 2 jam.


warna, spektrum UV-Vis dan pH pada

waktu 1 hari, 3 hari, 4 hari dan 7 hari.


- Dikeringkan dengan Spray dryer


XRD dan SEM.

Larutan Endapan

Data


53

Lampiran 7

Uji fitokimia ekstrak daun ketapang

54

Lampiran 8

Gambar sampel A mulai dari pembuatan nanopartikel perak sampai 7 hari

awal 30 menit 1 jam 2 jam

3 jam 4 jam 1 hari 2 hari

3 hari 7 hari

55

Lampiran 9

Gambar sampel B mulai dari pembuatan nanopartikel perak sampai 7 hari

awal 1 jam 2 jam 3 jam

4 jam 1 hari 2 hari

3 hari 7 hari

56

Lampiran 10

Gambar sampel C mulai dari pembuatan nanopartikel perak sampai 7 hari

awal 1 jam 4 jam 1 hari

3 hari 4 hari 7 hari

57

Lampiran 11

Hasil UV-Vis Ekstrak Daun Ketapang

Hasil UV-Vis Sampel A 1 jam

58

Lampiran 12



59

Lampiran 13


Hasil UV-Vis Sampel A 1 hari

60

Lampiran 14

Hasil UV-Vis Sampel A 2hari


61

Lampiran 15


Hasil UV-Vis Sampel B 1 jam

62

Lampiran 16



63

Lampiran 17


Hasil UV-Vis Sampel B 1 hari

64

Lampiran 18



65

Lampiran 19

Hasil UV-Vis Sampel B 1minggu

Hasil UV-Vis Sampel C tanpa PAA

66

Lampiran 20

Hasil UV-Vis Sampel C 1 hari


67

Lampiran 21



68

Lampiran 22

Hasil UV-Vis sampel A, ekstrak daun ketapang, dan AgNO3 1mM

LAMPIRAN 21

Hasil UV-Vis sampel B, ekstrak daun ketapang, dan AgNO3 1mM

69

Lampiran 23

Hasil UV-Vis sampel C, ekstrak daun ketapang, dan AgNO3 1mM

70

Lampiran 24

Serbuk Nanopartikel Perak Sampel A

Serbuk Nanopartikel Perak Sampel B

Serbuk Nanopartikel Perak Sampel C

71

Lampiran 25

a. Gambar XRD

b. Analisis kuantitatif komponen sampel (%) endapan

Quantitative analysis results (RIR)

Phase name Content (%)

Silver cyanide and

ssilver nitrate 37

Silver 63

nanopartArmodif

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Silver cyanide - silver nitrate(V) Silver

Unknown

Wt(%)

72

Lampiran 26

a. Gambar PSA (Partice Size Analyzer)

73

b. Hasil pengukuran PSA Sampel A, B dan C

Hasil PSA Sampel A

74

75

76

77

Hasil PSA Sampel B

78

79

80

81

Hasil PSA Sampel C

82

83

84

85

Lampiran 27

Gambar SEM

86

Lampiran 27

Gambar Spray Dryer

Documents

SKRIPSIdigilib.unhas.ac.id/uploaded_files/temporary/Digital...(Particle Size Analyzer) dengan distribusi rata-rata ukuran untuk sampel biosintesis tanpa pengadukan, dengan pengadukan,