PEMANFAATAN TEKNIK HEM UNTUK PENUMBUHAN CNT DARI GRAFIT MENGGUNAKAN Ni SEBAGAI KATALIS = UTILIZATION OF HEM TECHNIQUE FOR GROWTH OF CNT FROM GRAPHITE POWDERS BY USING Ni AS CATALYST

Abstract

Utilization of HEM (high energy milling) technique for growth of CNT (carbon nanotube) from graphite powders by using Ni as catalyst was carried out. Milling process performed on a mixture of graphite powder and nickel powder (Ni-C powders) with the ratio of weight percent of 98%: 2%, with a variation of milling time between 25 up to 75 hours. Characterization using PSA (Powder Size Analyzer), SAA (Surface Area Analyzer), TEM (Transmission Electron Microscope) and Raman Spectroscopy performed to obtain information about particle size, surface area, morphology and the structure bonding of the milled powder respectively. The analysis results of Ni-C powders using PSA and SAA showed the smallest particle size and biggest surface area obtained after milling process for 50 hours, i.e. 80 nm and 705 m2/g, respectively. TEM observations revealed formation of flat fibers which quantity increased with increasing milling time. This flattened fiber behave as an initiator for the growth of CNTs. Ni-C powder milling for 50 hours results more clearly show the growth of CNTs. Analysis by Raman Spectroscopy showed two bands at 1582 cm−1 as a peak of G band and at 1350 cm-1 as a peak of D band. These spectra are typical for sp2 structure. The position of G band peak is close to 1600 cm-1 as the evidence of a change to nano-crystalline graphite. The highest intensity of D band shown in the milling process for 50 hours, which indicates that this milling time produces more graphite-like structure compared to other conditions, and is predicted good for growing CNTs.

Abstrak

Pemanfaatan teknik HEM (High Energy Milling) untuk penumbuhan CNT (carbon nanotube) dari serbuk grafit dengan menggunakan Ni sebagai katalis. Proses milling dilakukan terhadap campuran serbuk grafit dan serbuk nikel (serbuk Ni-C) dengan perbandingan berat 98% : 2%, dengan variasi waktu milling antara 25-75 jam. Karakterisasi menggunakan fasilitas PSA (Particle Size Analyzer), SAA (Surface Area Analyzer), dan TEM (Transmission Electron Microscope) serta Raman Spektroscopy yang masing-masingnya untuk mendapatkan informasi tentang ukuran partikel, luas permukaan dan morfologi serta struktur ikatan serbuk hasil milling. Hasil analisis serbuk Ni-C dengan PSA dan SAA menunjukkan ukuran partikel paling kecil dan luas permukaan paling besar diperoleh setelah proses milling selama 50 jam, masing-masing 80 nm dan 705 m2/g. Pengamatan TEM menunjukkan serbuk-serbuk berbentuk serat pipih dengan kuantitas yang meningkat dengan bertambahnya waktu milling. Serat pipih ini perupakan cikal bakal penumbuhan CNT. Serbuk Ni-C hasil milling menunjukkan penumbuhan CNT terlihat lebih jelas setelah milling selama 50 jam. Hasil analisis dengan Raman Spectroscopy memperlihatkan puncak G band pada bilangan gelombang 1582 cm−1 yang merupakan spektrum untuk struktur sp2 dari grafit dan puncak D band pada bilangan gelombang 1350 cm-1 yang mungkin merupakan deformasi struktur grafit. Posisi puncak G band mendekati 1600 cm-1 menjadi bukti perubahan ke grafit nano kristal. Intensitas D band tertinggi ditunjukkan oleh sistem komposit Ni-C hasil proses milling selama 50 jam dan hal ini sebagai indikasi bahwa proses milling selama 50 jam terhadap sistem komposit Ni-C lebih berstruktur mirip grafit (graphitic-like material) dibanding kondisi lainnya dan diprediksi bagus untuk menumbuhkan CNT. Dengan demikian, waktu milling yang optimal untuk penumbuhan CNT dari serbuk grafit dengan menggunakan Ni sebagai katalis adalah adalah 50 jam.