📚 Eksplorasi & Komparasi Topik Dokumen
Pencarian topik
Hasil Dokumen
Ditemukan: 3 dokumenSINTESIS DAN KARAKTERISASI SILIKA TERMODIFIKASI VINIL
Vinil trietoksisilan (VTES) merupakan salah satu prekusor organosilan yang berpotensi dikembangkan karena memiliki gugus vinil (-CH=CH2) yang tetap berada pada permukaan silika setelah proses hidrolisis dan kondensasi. Keberadaan gugus vinil tersebut meningkatkan sifat hidrofobik material serta menyediakan situs reaktif yang dapat dimodifikasi lebih lanjut melalui reaksi polimerisasi maupun reaksi adisi. Pada penelitian ini silika termodifikasi vinil disintesis dari prekursor VTES dan tetraetil ortosilikat (TEOS). Proses sintesis dilakukan melalui tiga metode, yaitu menggunakan VTES dan TEOS dalam pelarut toluena (Metode I), VTES dalam pelarut toluena (Metode II), dan VTES dalam pelarut etanol (Metode III). Seluruh produk yang terbentuk berwujud padatan halus. Karakterisasi material hasil sintesis dilakukan menggunakan mikroskop optik, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), uji kualitatif vinil dengan larutan iodin, pengukuran sudut kontak, uji kelarutan, dan Thermogravimetric Analysis (TGA). Sintesis silika termodifikasi vinil menggunakan metode III mempunyai karakteristik yang paling baik dengan nilai sudut kontak 125,9° dan kelarutan terendah dalam berbagai pelarut. Sintesis silika termodifikasi vinil pada metode III berhasil dilakukan dengan munculnya puncak serapan C=C pada bilangan gelombang 1606 cm-1, Si-O-Si pada bilangan gelombang 1035–1120 cm?1 dan C-H alifatik pada bilangan gelombang 2922 cm?1 dan 2980 cm???? pada spektrum FTIR. Hasil SEM menunjukkan silika belum homogen dengan ukuran diameter silika sebesar 1,63–2,37 ?m. Uji kualitatif melalui reaksi adisi alkena menggunakan I2 mengonfirmasi keberadaan gugus vinil di produk silika termodifikasi vinil yang dihasilkan. Hasil TGA menunjukkan penurunan massa pada suhu 700 ? yang mengindikasikan adanya dekomposisi gugus organik, sehingga mengonfirmasi keberhasilan modifikasi permukaan silika dengan VTES.
DEVELOPMENT OF SIO2 AND MOF-DERIVED HYBRID ARCHITECTURE FOR HIGH-PERFORMANCE LITHIUM-ION BATTERY ANODES
The increasing carbon dioxide (CO2) emissions from the energy and transportation sectors have accelerated vehicle electrification, thereby driving the growing demand for lithium-ion batteries (LIBs). Currently, commercial graphite-based anodes, with a specific capacity of ~372 mAh/g, are insufficient to meet the requirements of highcapacity LIBs. Graphite anodes also exhibit performance limitations at high current densities, making them less suitable for fast-charging applications needed in the development of batteries for electric vehicles. Compared to graphite anodes, silica (SiO2) is a promising alternative candidate due to its abundant availability, low cost, and significantly higher theoretical capacity (~1965 mAh/g). However, the application of SiO2-based anodes is still hindered by low electrical conductivity, poor initial coulombic efficiency, and significant volume expansion during cycling. These factors result in SiO2-based anodes performing far below their theoretical capacity and exhibiting low stability. In this research, a hybrid anode structure was designed by integrating silica particles into a carbon matrix derived from a metal-organic framework (MOF), specifically ZIF- 67. Additionally, nitrogen-doped carbon nanofibers sourced from melamine were grown on the surface of the hybrid anode to create conductive pathways, thereby enhancing the performance of the SiO2-based anode. The sample morphology was characterized using a field-emission scanning electron microscope (FESEM), while the elemental composition was analyzed through energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). X-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy were employed to analyze the crystal structure and phase formed. The silica-based electrode was fabricated using a mixed slurry method and subsequently coated onto a copper current collector. The electrode sheets were then assembled into coin-type battery cells (CR2032). To evaluate the electrochemical performance of the battery cells, a series of tests was conducted, including electrochemical impedance spectroscopy (EIS), cyclic voltammetry (CV), cycling and long-term cycling performance, and rate capability tests. The experimental results demonstrated that structural modification effectively enhanced the electrochemical performance of the SiO2-based anode. Material characterization revealed that the modified samples exhibited improved morphology and higher crystallinity compared to the unmodified sample. The modified sample also demonstrates superior electrochemical performance, as evidenced by lower charge transfer resistance, higher lithium-ion diffusion coefficient, and more stable cycling performance. The SiO2@CoNC-CNF anode delivers outstanding performance, achieving a specific capacity of 245 mAh/g and a capacity retention of 134% after 1000 cycles at a current density of 1 A/g.
SINTESIS SILIKA TERMODIFIKASI VINIL SEBAGAI FASA DIAM KROMATOGRAFI CAIR KINERJA TINGGI
Silika dapat dihasilkan melalui hidrolisis pada suasana basa melalui proses Stober dan memiliki dua gugus fungsi utama yaitu siloksan (Si-O-Si) dan silanol (Si-OH). Silika termodifikasi vinil dapat dihasilkan dari hidrolisis tetraetil ortosilikat (TEOS) dan vinil trimetoksisilan (VTMS) dengan amonia 25%(v/v). VTMS digunakan sebagai senyawa prekursor dan juga digunakan sebagai agen pemodifikasi permukaan silika. Hasil modifikasi silika-vinil kemudian dimanfaatkan sebagai fasa diam pengisi kolom Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT). Tujuan penelitian ini adalah untuk menyintesis silika yang termodifikasi vinil sebagai fasa diam KCKT dan menguji kinerjanya. Modifikasi silika-vinil dilakukan dengan dua metode, metode pertama sintesis silika termodifikasi vinil disintesis menggunakan prekursor VTMS dan metode kedua sintesis silika-vinil dilakukan dengan menyintesis terlebih dahulu silika dari TEOS kemudian memodifikasi permukaannya dengan menggunakan VTMS. Karakterisasi dilakukan dengan menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM) dan Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Karakterisasi SEM memberikan hasil yang lebih baik untuk silika pada metode kedua dengan bentuk bola spheric dan memiliki ukuran diameter sebesar 1,73 - 2,02 ?m. Identifikasi FTIR metode kedua memberikan hasil yang baik dengan teridentifikasinya sinyal siloksan (Si-O-Si) pada 1097 cm?1 pada silika dan 2850 cm?1 dan 2922 cm?1 merupakan vibrasi C-H pada silika-vinil. Identifikasi kualitatif dilakukan dengan adisi alkena dengan I2 juga menunjukkan terikatnya gugus vinil pada permukaan silika. Silika termodifikasi kemudian dimuat ke dalam kolom berukuran 50 mm x 4,6 mm. Uji kinerja dilakukan dengan pemisahan senyawa kafein dan parasetamol. Pemisahan optimum pada eluen MeOH:HOH 1:99 dengan laju alir sebesar 1 mL/min. Resolusi yang dihasilkan sebesar 1,80 dan selektifitas sebesar 1,52. Kurva kalibrasi yang dihasilkan memiliki nilai R2 sebesar 0,99156 untuk kafein dan 0,99431 untuk parasetamol.