Sintesis Graphene Oxide (GO) berbasis arang dengan metode liquid phase exfoliation (LPE)

## Zahra Izzati Aziz*, Arif Tjahjono
Program Studi Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri (UIN) Syarif Hidayatullah Jakarta Jl. Ir H. Juanda No.95, Cempaka Putih, Ciputat Timur, Tangerang Selatan, Banten 15412, Indonesia *email: zahraizzatiaziz@gmail.com
Abstrak - Telah dilakukan penelitian tentang sintesis graphene oxide (GO) berbasis arang menggunakan metode Liquid Phase Exfoliation (LPE) dengan melakukan milling menggunakan blender selama 3 jam pada campuran 2 gram  serbuk  arang,  250  ml  aquades,  dan  surfaktan  berupa  sabun  cuci  piring  sebanyak  0,75  ml  untuk mengeksfoliasi lapisan karbon. Terdapat tiga jenis arang yang digunakan, yaitu arang kayu jati, arang tempurung kelapa, dan isi pensil  karbon 8B yang ada di pasaran. Hasil sintesis dikarakterisasi menggunakan spektroskopi energy-dispersive  X-ray (EDX),  spektrofotometer  UV-Vis,  dan  spektroskopi  Raman.  Hasil  karakterisasi  EDX menunjukkan  bahwa  kandungan  unsur  karbon  (C)  paling  optimum  terdapat  pada  arang  kayu  jati  dengan  nilai 90,15 Mass % atau 92,88 At %, sedangkan pada arang tempurung kelapa nilainya 76,25 Mass % atau 82,74 At %, dan pada isi pensil karbon 8B nilainya 64,11 Mass % atau 75,34 At %. Hasil karakterisasi UV-Vis menunjukkan bahwa ketiga sampel telah memiliki panjang gelombang yang sesuai dengan panjang gelombang GO, yaitu 220 nm – 270 nm. Hasil karakterisasi Raman menunjukkan bahwa impuritas ketiga sampel masih cukup tinggi yang ditandai dengan intensitas puncak D yang lebih tinggi dibandingkan puncak G, hal ini tidak lepas dari kualitas arang yang digunakan. Lapisan yang dihasilkan dari ketiga sampel berupa multilayer . Berdasarkan perhitungan nilai  energi  celah  pita  menggunakan  metode Tauc  Plot diketahui  bahwa  ketiga  sampel  berada  dalam  rentang material semikonduktor dengan nilai energi celah pita terkecil yaitu arang kayu jati sebesar 3,23 eV.
Kata kunci: Covid-19, Suhu tubuh, Denyut jantung, Saturasi oksigen
Abstract  – Research  has  been  conducted  on  the  synthesis  of  charcoal-based  graphene  oxide  (GO)  using  the Liquid  Phase  Exfoliation  (LPE)  method  by  milling  using  a  blender  for  3  hours  on  a  mixture  of  2  grams  of charcoal  powder,  250  ml  of  distilled  water,  and  surfactants  in  the  form  of  dish  soap  as  much  as  0.75  ml  to exfoliate the carbon layer.  There  are  three types  of  charcoal used,  namely  teak  wood  charcoal, coconut  shell charcoal,  and  8B  carbon  pencil  fill  on  the  market.  The  synthesis  results  were  characterized  using  energy- dispersive X-ray spectroscopy (EDX), UV-Vis spectrophotometer, and Raman spectroscopy. The results of EDX characterization show that the most optimal carbon (C) element content is found in teak wood charcoal with a value of 90.15 Mass% or 92.88 At%, while in coconut shell charcoal the value is 76.25 Mass% or 82.74 At%, and in 8B carbon pencil fill the value is 64.11 Mass% or 75.34 At%. Uv-Vis characterization results showed that all  three  samples  had  wavelengths  corresponding  to  GO  wavelengths,  which  were  220  nm  –  270  nm.  Raman characterization  results  showed  that  the  impurity  of  the  three  samples  was  still  quite  high  which  was characterized by a higher peak intensity of D than the G peak, this could not be separated from the quality of the charcoal  used.  The  resulting  layer  of  all  three  samples  is  multilayer.  Based  on  the  calculation  of  the  energy value  of  the  bandgap  using  the  Tauc  Plot  method  it  is  known  that  the  three  samples  are  in  the  range  of semiconductor materials with the smallest bandgap energy value, teak wood charcoal of 3.23 eV.
Key words: charcoal, graphene oxide, Liquid Phase Exfoliation

## PENDAHULUAN
Karbon  merupakan  unsur  keenam  dalam  tabel periodik  yang  menjadi  salah  satu  topik  yang paling  menarik  dan  banyak  dikembangkan dalam  ilmu  material,  khususnya  nanomaterial. Hal ini dikarenakan karbon memiliki modifikasi alotrop yang sebagian sifatnya bisa benar-benar berlawanan  [1].  Sejak  tahun  1985,  alotrop karbon  mulai  berkembang  dengan  kemunculan
fullerene yang  pertama  kali  diamati  oleh  Kroto dkk. Penemuan-penemuan berikutnya berkembang  hingga  ke  alotrop  karbon  sintetis, termasuk di dalamnya sintesis karbon nanotube pada  tahun  1991  dan  penemuan  kembali graphene pada tahun 2004 [2].
Graphene dikenal  sebagai  lapisan  tunggal atom karbon padat  yang dikemas ke dalam kisi kristal  sarang  lebah  dua  dimensi  (2D)  [3].
Selama lebih dari satu dekade terakhir, graphene telah  menjadi  salah  satu  topik  penting  yang dipelajari  dalam  bidang  nanomaterial  karena struktur  dua  dimensi  (2D)  dan  kumpulan  sifat fisikanya yang unik [4].
Terkait  topik  mengenai graphene ,  dikenal  pula modifikasi  material  dari graphene yaitu graphene  oxide (GO).  Struktur  GO  dapat didefinisikan  sebagai  lembaran graphene yang memiliki  gugus  fungsi  oksigen  pada  tepi  dan permukaan bidangnya seperti yang digambarkan pada Gambar  1 .  Kehadiran  gugus  fungsi oksigen  pada  GO  menjadikan  material  ini memiliki potensi yang besar untuk diaplikasikan pada  berbagai  bidang,  seperti  penggunaan elektroda  berbasis  GO  untuk  diaplikasikan dalam  kimia  elektroanalitik  dan  sensor elektrokimia.  Selain  itu,  salah  satu  keunggulan dari  GO  adalah  proses  sintesisnya  yang  jauh lebih mudah dibandingkan dengan graphene [5].
Gambar 1. Struktur pada GO [6]
Secara  umum,  sintesis graphene sendiri  terbagi menjadi  dua  jenis  metode,  yaitu top-down dan bottom-up seperti  yang  digambarkan  pada
Gambar  2 .  Metode top-down adalah  proses pemecahan  lapisan  grafit  yang  ditumpuk  untuk menghasilkan  lembaran graphene tunggal. Sedangkan  metode bottom-up adalah  proses mensintesis graphene dari  molekul  karbon sehingga membentuk graphene [7].
Gambar  2. Skema  metode bottom-up dan top-down dalam sintesis graphene [7].
Metode bottom-up dapat  menghasilkan material graphene yang  memiliki  cacat  jauh lebih  sedikit  dibandingkan  dengan  metode top- down .  Meskipun  demikian,  metode top-down lebih  unggul  dalam  hal  produksi graphene dalam skala besar dikarenakan proses produksinya  yang  lebih  mudah  [8].  Metode dengan  rute top-down yang  utama  diantaranya terdapat metode Liquid Phase Exfoliation (LPE) dan Mechanical Exfoliation (ME) [9].
Beberapa  penelitian  yang  telah  dilakukan dengan menggunakan metode LPE dalam proses sintesis graphene maupun  GO  oleh  Eswaraiah Varla  dkk  (2014)  [4],  Wiwid  Jarinda  (2017) [10], dan Yuditha Ignasia Bete dkk (2019) [11]. Dibuktikan  bahwa  grafit  ataupun  arang  dapat disintesis mejadi GO menggunakan metode LPE dengan  blender  dan  surfaktan  sebagai  media bantu eksfoliasi.
Proses  sintesis  GO  berbasis  arang menggunakan  metode  LPE  dengan  blender  dan surfaktan  untuk  mengeksfoliasi  lapisan  karbon dilakukan  pada  penelitian  ini.  Ada  tiga  jenis arang  yang  akan  digunakan,  yaitu  arang  kayu jati,  arang  tempurung  kelapa,  dan  isi  pensil karbon  8B  yang  ada  di  pasaran.  Penggunaan ketiga  jenis  arang  tersebut  didasarkan  pada kemudahan  dalam  mendapatkan  sumber  bahan. Hasil  sintesis  GO  kemudian  dikarakterisasi menggunakan spektroskopi energy-dispersive X- ray (EDX),  spektrofotometer  UV-Vis,  dan spektroskopi  Raman.  Hasil  penelitian  ini diharapkan  terbentuk  material  GO  dengan metode  yang  sederhana,  selain  itu  juga  akan diperoleh  informasi  mana  di  antara  ketiga  jenis arang tersebut yang akan menghasilkan material GO yang paling optimum.

## METODE PENELITIAN

## A. Sintesis GO
Hal pertama yang dilakukan adalah menghaluskan arang kayu jati, arang tempurung kelapa,  dan  isi  pensil  karbon  8B  menggunakan mortar  hingga  menjadi  serbuk  halus.  Khusus untuk  isi  pensil  karbon  8B,  sebelumnya dipisahkan  terlebih  dahulu  dari  kayu  pensil menggunakan cutter .  Ketiga  jenis  arang kemudian  diayak  hingga  ukuran  200  mesh. Masing-masing  jenis  arang  ditimbang  sebanyak 2  gram  untuk  pengujian  menggunakan spektroskopi EDX dan sebanyak 2 gram lainnya untuk  sintesis  GO.  Tahapan  berikutnya, persiapan  larutan  sabun  cuci  piring  sebanyak 0,75 ml dan aquades sebanyak 250 ml.
Seluruh  bahan  yang  sudah  disiapkan dimasukkan  ke  dalam  blender  untuk  dilakukan proses milling dengan kecepatan konstan selama 3  jam  dengan  interval  waktu  setiap  15  menit dilakukan restart selama 15 menit. Total waktu proses milling dan restart selama 6 jam. Cairan sampel hasil milling dimasukkan ke dalam botol sampel 300 ml untuk didiamkan selama kurang lebih  3  hari.  Cairan  sampel  kemudian  diambil
menggunakan  pipet  tetes  dan  dimasukkan  ke dalam  botol  sampel  20  ml  untuk  diuji menggunakan  spektrofotometer  UV-Vis  dan spektroskopi  Raman.  Cairan  hasil  sintesis  GO pada penelitian ini disajikan pada Gambar 3 .
(a) (b) (c)
Gambar 3. Hasil sintesis GO pada sampel (a) Arang kayu  jati  (b)  Arang  tempurung  kelapa  (c)  Isi  pensil karbon 8B
Penampakan  ketiga  sampel  pada Gambar 3 , terlihat bahwa ketiganya memiliki warna yang hampir seragam, yaitu hitam pekat.

## B. Karakterisasi Material

## Karakterisasi Spektroskopi EDX
Instrumen  spektroskopi  EDX  yang  digunakan adalah  JEOL  JSM  6510  LA.  Rentang  energi yang digunakan yaitu 0 – 20 keV.

## Karakterisasi Spektrofotometer UV-Vis
Instrumen  spektrofotometer  UV-Vis  yang digunakan  adalah  Agilent  Cary  60.  Rentang panjang  gelombang  yang  digunakan  yaitu  200 nm – 800 nm.

## Karakterisasi Spektroskopi Raman
Instrumen  spektroskopi  Raman  yang  digunakan adalah  HORIBA  - The  LabRAM  HR Evolution Raman Microscopes .  Panjang  sinar laser yang digunakan adalah 785 nm dan grating 600g/mm. Rentang pergeseran Raman yaitu 200 cm -1 – 3000 cm -1 .
C.  Perhitungan  Energi  Celah  Pita  dengan Metode Tauc Plot
Perhitungan  energi  celah  pita  menggunakan metode Tauc  Plot membutuhkan  data  spektrum serapan UV-Vis [12]. Metode ini memanfaatkan grafik  linear  hubungan  antara  E  (eV)  pada sumbu horizontal (sumbu-x) dan (𝛼ℎ𝑣) / pada sumbu  vertikal  (sumbu-y)  [13].  Persamaan untuk  memperoleh  nilai  energi  celah  pita disajikan pada persamaan (1).
(𝛼ℎ𝑣) / = 𝐵 ℎ𝑣 − 𝐸 (1)
Nilai 𝛼 yang  merupakan  nilai  koefisien absorbansi yang didapatkan
dengan
menggunakan  persamaan 𝛼 = 𝐴 ( ) di  mana
𝐴 adalah  nilai  absorbansi,  nilai log(𝑒) = 0,4343 , dan 𝐿 adalah lebar kuvet, di mana pada penelitian ini besarnya adalah 1 cm. Nilai energi foton 𝐸 = ℎ𝑣 = ℎ𝑐/𝜆 didapatkan  dengan memasukkan  nilai ℎ𝑐 = 1240 × 10  𝑒𝑉𝑚
yang diperoleh dari persamaan Planck dan nilai panjang  gelombang  spektrum  UV-Vis.  Nilai 𝑚 pada  perhitungan  ini  menggunakan  nilai 𝑚 = 1/2 yang  berarti direct  allowed  transition [12].

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## A.  Analisis  Hasil  Karakterisasi  Spektroskopi EDX
Ketiga  jenis  arang  yang  telah  dihaluskan  dan diayak
dikarakterisasi
menggunakan spektroskopi  EDX.  Hasil  karakterisasi  EDX menunjukkan  bahwa  ketiga  jenis  arang  secara kualitas masih belum optimal dikarenakan masih terdapat  banyak  unsur-unsur  yang  tidak dikehendaki  yang  terdeteksi  oleh  EDX.  Hal tersebut  dapat  disebabkan  karena  belum sempurnanya proses karbonisasi dari ketiga jenis arang  yang  digunakan  sebagai  bahan  baku sampel.
Secara  prinsip  proses  karbonisasi  adalah pembakaran  biomassa  tanpa  kehadiran  oksigen, sehingga hanya  zat  yang  mudah  menguap  yang dilepaskan,  sedangkan  karbon  tetap  berada  di dalamnya.  Pada  proses  ini,  suhu  menjadi  salah satu  faktor  penting  karena  berkaitan  dengan kualitas  arang  yang  dihasilkan  [14].  Berkenaan dengan  hal  tersebut,  kualitas  arang  yang digunakan  tentunya  akan  berdampak  terhadap kualitas  material  GO  yang  akan  dihasilkan. Spektrum EDX yang dihasilkan dari arang kayu jati  disajikan  pada Gambar  4 ,  dan  rincian komposisi unsur penyusun arang kayu jati pada Tabel 1.
Tabel 1. Komposisi unsur penyusun arang kayu jati
Elemen Mass % At % C 90,15 92,88 O 8,77 6,78 K 1,08 0,34
Gambar 4. Spektrum EDX arang kayu jati
Tabel  1  menunjukkan  unsur  karbon  (C) mendominasi  dengan  nilai  90,15 Mass %  atau 92,88 At % menyatakan bahwa proses karbonisasi dari arang kayu jati yang digunakan pada penelitian ini sudah cukup baik, meskipun masih belum sempurna. Hal tersebut ditunjukkan  dengan  masih  cukup  tingginya kandungan  oksigen  (O)  dengan  nilai  8,77 Mass % atau 6,77 At %.
Spektrum  EDX yang dihasilkan  dari  arang tempurung  kelapa  disajikan  pada Gambar  5 , dan  rincian  komposisi  unsur  penyusun  arang tempurung kelapa pada Tabel 2 .
Gambar 5. Spektrum EDX arang tempurung kelapa
Tabel  2. Komposisi  unsur  penyusun  arang  tempurung kelapa
Elemen Mass % At % C 76,25 82,74 O 19,26 15,63 Na 0,87 0,49 Cl 0,74 0,27 K 2,61 0,87 Tabel 2 menunjukkan unsur C
mendominasi  dengan  nilai  76,25 Mass %  atau 82,74 At % menyatakan bahwa proses karbonisasi  dari  arang  tempurung  kelapa  yang digunakan  pada  penelitian  ini  masih  belum sempurna yang terlihat dari kandungan unsur C yang  masih  relatif  rendah,  meskipun  unsur
tersebut paling dominan dari semua unsur yang terdeteksi  EDX.  Selain  itu,  ada  beberapa  unsur yang tidak dikehendaki, terutama unsur O yang memiliki  nilai Mass %  dan At %  yang  cukup besar.
Spektrum  EDX  yang    dihasilkan  dari  isi pensil karbon 8B disajikan pada Gambar 6 , dan rincian  komposisi  unsur  penyusun  isi  pensil karbon 8B pada Tabel 3.
Gambar 6. Spektrum EDX isi pensil karbon 8B
Tabel 3. Komposisi unsur penyusun isi pensil karbon 8B
Elemen Mass % At % C 64,11 75,34 O 19,96 17,61 Al 5,79 3,03 Si 7,15 3,59 K 0,72 0,26 Au 2,27 0,16
Tabel  3  menunjukkan  unsur  C  merupakan unsur  yang  mendominasi  dengan  nilai  sebesar 64,11 Mass %  atau  75,34 At %.  Seperti  halnya arang tempurung kelapa, arang yang berasal dari isi  pensil  karbon  8B  juga  memiliki  kandungan unsur  C  yang  relatif  rendah  yang  dapat disebabkan  dari  proses  karbonisasi  yang  tidak optimum.  Selain  itu,  terdapat  unsur  alumunium (Al)  dan  silikon  (Si)  yang  terdeteksi. Keberadaan  kedua  unsur  tersebut  dapat mewakili  keberadaan  tanah  liat  sebagai  bahan penyusun pensil [15].

## B.  Analisis Hasil

## Karakterisasi Spektrofotometer UV-Vis
Hasil
karakterisasi menggunakan spektrofotometer  UV-Vis  berupa  spektrum panjang  gelombang  dan  absorbansi.  Spektrum UV-Vis  yang  dihasilkan  dari  setiap  sampel disajikan  pada Gambar  7 ,  dan  nilai  panjang gelombang dan absorbansi yang dihasilkan pada setiap sampel pada Tabel 4 .
(a)
(b) (c)
Gambar  7. Spektrum  UV-Vis  sampel  (a)  Arang kayu  jati  (b)  Arang  tempurung  kelapa  (c)  Isi  pensil karbon 8B
Tabel  4. Nilai  panjang  gelombang  dan  absorbansi pada setiap sampel
Nama Sampel Panjang Gelombang (nm) Absorbansi Arang Kayu Jati 225 1,60 Arang Tempurung Kelapa 220 3,74 Isi Pensil Karbon 8B 220 3,04
Tabel  4  menunjukkan  bahwa  nilai  panjang gelombang  pada  ketiga  sampel  berada  dalam rentang nilai panjang gelombang dari GO, yaitu 220 nm – 270 nm dengan karakteristik GO yang dihasilkan berupa multilaye r [11]. Sampel arang kayu  jati  memiliki  nilai  panjang  gelombang tertinggi  yaitu  225  nm.  Nilai  tersebut  menjadi nilai  yang  paling  jauh  dari  nilai  minimum rentang panjang gelombang GO yang menandakan  sampel  arang  kayu  jati  menjadi
sampel  dengan  hasil  sintesis  GO  paling optimum.
Nilai  absorbansi  pada  sampel  arang tempurung  kelapa  dan  isi  pensil  karbon  8B menghasilkan nilai yang cukup tinggi dibandingkan  dengan  sampel  arang  kayu  jati. Tingginya nilai absorbansi ini dapat disebabkan oleh  larutan  yang  terlalu  pekat.  Hukum Lambert-Beer menyatakan nilai absorbansi akan berbanding  lurus  dengan  nilai  konsentrasi apabila  nilai  absorbansi  berada  dalam  rentang linier  pengukuran,  yaitu  0,3  <  A  <  2,5  [16]. Nilai  absorbansi  pada  sampel  arang  tempurung kelapa  dan  isi  pensil  karbon  8B  berada  di  luar rentang linier pengukuran, sehingga tidak dapat dibuktikan  bahwa konsentrasi  GO  dalam  kedua sampel tersebut lebih besar dari arang kayu jati.

## C.  Analisis  Hasil  Karakterisasi  Spektroskopi Raman
Hasil  karakterisasi  menggunakan  spektroskopi Raman berupa spektrum pergeseran Raman dan intensitas.
Spektrum yang dihasilkan memberikan  informasi  mengenai  karakteristik lapisan  yang  terbentuk  dan  tingkat  kecacatan dari  ketiga  sampel.  Spektrum  Raman  yang dihasilkan  dari  setiap  sampel  disajikan  pada Gambar 8 .
(a) (b)
200 300 400 500 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 A b s o rb an s i Panjang Gelombang (nm) Arang Kayu Jati 225 ; 1,60 200 300 400 500 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 A b s o rb a n s i Panjang Gelombang (nm) Arang Tempurung Kelapa 220 ; 3,74 200 300 400 500 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 A b s o rb an s i Panjang Gelombang (nm) Isi Pensil Karbon 8B 220 ; 3,04 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 100 200 300 400 In te n si ta s ( a .u .) Raman Shift (cm -1 ) Arang Kayu Jati D G 1325,80 ; 386,51 1601,51 ; 358,84 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 200 400 600 800 1000 In te n s it a s ( a. u .) Raman Shift (cm -1 ) Arang Tempurung Kelapa D G 2D 1315,47 ; 934,11 1583,08 ; 869,26 2602,78 ; 65,06
(c)
Gambar 8. Spektrum Raman sampel (a) Arang kayu jati (b) Arang tempurung kelapa (c) Isi pensil karbon 8B
Tiga  jenis  puncak  yang  dapat  menjadi acuan  untuk  mengidentifikasi  karakteristik lapisan  yang  terbentuk  dan  tingkat  kecacatan dari sampel  yang diuji, yaitu puncak D ( defect ) dengan  rentang  nilai  ~  1350  cm -1 ,  puncak  G dengan  rentang  nilai  ~  1580  cm -1 ,  dan  puncak 2D  dengan  rentang  nilai      ~  2700  cm -1 [17]. Nilai intensitas pada setiap puncak yang muncul disajikan pada Tabel 5.
Tabel  5. Letak  puncak  dan  intensitas  pada  setiap sampel Nama Sampel Puncak D Puncak G Punca k 2D Raman Shift (cm -1 ) Intensita s (a.u.) Raman Shift (cm -1 ) Intensita s (a.u.) Raman Shift (cm -1 ) Arang Kayu Jati 1325,8 0 386,51 1601,5 1 358,84 - Arang Tempurun g Kelapa 1315,4 7 934,11 1583,0 8 869,26 ~ 2600 Isi Pensil Karbon 8B 1316,7 8 217,28 1599,3 4 156,90 -
Spektrum Raman pada Gambar 8 dan data intensitas  pada Tabel  5 menyatakan  bahwa intensitas  puncak  D  lebih  besar  nilainya dibandingkan  dengan  puncak  G.  Tingginya intensitas  puncak  D  mengindikasikan  bahwa kualitas  material  masih  belum  optimum  karena puncak  D  dapat  mewakili  kecacatan  pada material. Rentang panjang gelombang ~ 2500 – 2700  cm -1 menunjukkan  hanya  sampel  arang tempurung  kelapa  yang  memiliki  puncak  2D dengan intensitas lemah pada nilai ~ 2600 cm -1 . Puncak 2D dapat mewakili karakteristik lapisan yang  terbentuk  dari  material.  Nilai  puncak  2D akan berbanding terbalik dengan jumlah lapisan karbon yang terbentuk. Hal tersebut mengindikasikan bahwa material yang terbentuk
dari  ketiga  sampel  masih  memiliki  banyak lapisan  karbon  ( multilayer )  [18].  Nilai  rasio perbandingan  antara  intensitas  puncak  D  dan intensitas  puncak  G  (I D /I G )  pada  setiap  sampel disajikan pada Tabel 6.
Tabel  6. Nilai  rasio  perbandingan  I D /I G pada  setiap sampel Nama Sampel I D /I G Arang Kayu Jati 1,08 Arang Tempurung Kelapa 1,07 Isi Pensil Karbon 8B 1,38
Tabel  6  menunjukkan  bahwa  nilai  I D /I G terendah terdapat pada sampel arang tempurung kelapa  dan  arang  kayu  jati  dengan  nilai  yang hampir  sama.  Nilai  tersebut  menandakan  kedua sampel memiliki tingkat kecacatan lebih rendah dibandingkan  dengan  sampel  isi  pensil  karbon 8B.  Semakin  rendah  nilai  I D /I G menyatakan bahwa  kualitas  material  yang  terbentuk  lebih baik  dengan  cacat  dan  impuritas  lebih  rendah [19].

## D.  Analisis  Hasil  Perhitungan  Nilai  Energi
Celah Pita dengan Metode Tauc Plot
Perhitungan nilai energi celah pita menggunakan metode Tauc  Plot menghasilkan  kurva Tauc Plot pada Gambar 9 , dan nilai energi celah pita yang  dihasilkan  pada  setiap  sampel  pada Tabel 7.
(a) (b)
500 1000 1500 2000 2500 3000 0 50 100 150 200 250 In te n si ta s ( a .u .) Raman Shift (cm -1 ) Isi Pensil Karbon 8B D G 1316,78 ; 217,28 1599,34 ; 156,90
1 2 3 4 5 5.0x10 4 1.0x10 5 1.5x10 5 2.0x10 5 2.5x10 5 ( a h n ) 2 ( eV .m -1 ) 2 E (eV) Arang Kayu Jati E g = 3,23 eV 1 2 3 4 5 5.0x10 5 1.0x10 6 1.5x10 6 2.0x10 6 2.5x10 6 ( a h n ) 2 ( eV .m -1 ) 2 E (eV) Arang Tempurung Kelapa E g = 3,26 eV
(c)
Gambar 9. Kurva Tauc Plot sampel (a) Arang kayu jati (b) Arang tempurung kelapa (c) Isi pensil karbon 8B
Tabel 7. Nilai energi celah pita pada setiap sampel
Nama Sampel Energi Celah Pita (eV) Arang Kayu Jati 3,23 Arang Tempurung Kelapa 3,26 Isi Pensil Karbon 8B 3,40
Tabel 7 menunjukkan bahwa sampel arang kayu  jati  memiliki  nilai  energi  celah  pita terendah  sebesar  3,23  eV.  Sampel  tersebut menjadi sampel dengan hasil sintesis GO paling optimum dikarenakan semakin kecil nilai energi celah pita maka sifat menghantarkan listrik yang dihasilkan akan semakin baik. Nilai energi celah pita  pada  ketiga  sampel  berada  dalam  rentang nilai energi celah pita dari GO dengan sifat yang dimiliki berupa semikonduktor [20].

## KESIMPULAN
Material  GO  dapat  disintesis  dari  arang  kayu jati,  arang  tempurung  kelapa,  dan  isi  pensil karbon  8B  yang  ada  di  pasaran  dengan menggunakan  metode  LPE.  Hasil  karakterisasi EDX  menunjukkan  bahwa  kandungan  unsur karbon (C) paling optimum terdapat pada arang kayu  jati  dengan  nilai  90,15 Mass %  atau  92,88 At %,  sedangkan  pada  arang  tempurung  kelapa nilainya 76,25 Mass % atau 82,74 At %, dan pada isi pensil karbon 8B nilainya 64,11 Mass % atau 75,34 At %.  Hasil  karakterisasi  UV-Vis menunjukkan  bahwa  ketiga  sampel  telah memiliki  panjang  gelombang  yang  sesuai dengan panjang gelombang GO, yaitu 220 nm – 270 nm. Hasil karakterisasi Raman menunjukkan  bahwa  impuritas  ketiga  sampel masih  cukup  tinggi  yang  ditandai  dengan intensitas  puncak  D  yang  lebih  tinggi dibandingkan puncak G, hal ini tidak lepas dari kualitas  arang  yang  digunakan.  Lapisan  yang
dihasilkan  ketiga  sampel  berupa multilayer . Nilai  energi  celah  pita  menggunakan  metode Tauc  Plot dihasilkan  bahwa  ketiga  sampel berada  dalam  rentang  material  semikonduktor dengan  nilai  energi  celah  pita  energi  terkecil yaitu arang kayu jati sebesar 3,23 eV.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] A.  Krueger,  "Carbon  Materials  and Nanotechnology",  WILEY-VCH  Verlag GmbH  &  Co.  KGaA,  Weinheim,  2010. https://doi.org/10.1002/9783527629602.ch1 .
[2] A. Hirsch, "The Era of Carbon Allotropes", Nat.  Mater. ,  vol.  9,  868–871,  2006. https://doi.org/10.1038/nmat2885.
[3] K. Spyrou, P. Rudolf, Functionalization of Graphene ,  1stt  Ed.,  Wiley-VCH  Verlag GmbH & Co. KGaA, 2014. https://doi.org/10.1142/9948.
[4] E.  Varrla,  K.R.  Paton,  C.  Backes,  A.
Harvey,  R.J.  Smith,  J.  McCauley,  J.N. Coleman, "Turbulence-Assisted Shear Exfoliation  of  Graphene  Using  Household Detergent  and  a  Kitchen  Blender",
Nanoscale ,  vol.  6,  11810–11819,  2014. https://doi.org/10.1039/c4nr03560g.
[5] D. Chen, H. Feng, J. Li, "Graphene Oxide:
Preparation, Functionalization, and Electrochemical Applications", Chem. Rev . vol. 112, 6027–6053, 2012. https://doi.org/10.1021/cr300115g.
[6] M. Nasrollahzadeh, F. Babaei, P. Fakhri, B.
Jaleh, Synthesis, Characterization, Structural, Optical Properties and Catalytic  Activity  of  Reduced  Graphene Oxide/Copper Nanocomposites , RSC
Adv. , 2014. https://doi.org/10.1039/C4RA12552E.
[7] R.S.  Edwards,  K.S.  Coleman,  "Graphene synthesis:  Relationship  to  applications", Nanoscale , vol. 5, 38–51, 2013. https://doi.org/10.1039/c2nr32629a.
[8] M.P.  Ghatule,  U.A.  Devare,  "Study  and Analysis  on  Synthesis  of  Graphene  and  its Applications  in  Solar  Cells", Int.  J.  Innov. Res. Adv. Eng. , vol. 2, 184–186, 2015.
[9] A.M.  Al-Dhahebi,  S.C.B.  Gopinath, M.S.M.  Saheed,  "Graphene  Impregnated
1 2 3 4 5 5.0x10 5 1.0x10 6 1.5x10 6 2.0x10 6 2.5x10 6 ( a h n ) 2 ( eV .m -1 ) 2 E (eV) Isi Pensil Karbon 8B E g = 3,40 eV
Electrospun  nanofiber  sensing  materials:  a comprehensive  overview  on  bridging laboratory  set-up  to  industry", Nano
Converg. , vol. 7, 2020. https://doi.org/10.1186/s40580-020-00237- 4.
[10] W.  Jarinda,  "Preparasi  dan  Sintesis Nanomaterial  Graphene  Oxide  Berbahan Dasar  Abu  Sekam  Padi  Menggunakan Metode Liquid Phase Exfoliation Kombinasi  Blender+Sonifikasi,  Blender, dan  Sonifikasi  dengan  Variasi  Waktu Pencampuran  Bahan",  Universitas  Negeri Yogyakarta, 2017.
[11] Y.I.  Bete,  M.  Bukit,  A.Z.  Johannes,  R.K. Pingak,  " Kajian  Awal  Sifat  Optik Graphene  Oxide  Berbahan  Dasar  Arang Tongkol  Jagung  yang  Disintesis  dengan Metode Liquid Phase Exfoliation (LPE)", J. Fis.  Fis. Sains Dan Apl. , vol. 4, 114–120, 2019. https://doi.org/10.35508/fisa.v4i2.1832.
[12] A.Z.  Johannes,  R.K.  Pingak,  M.  Bukit, "Tauc  Plot  Software:  Calculating  Energy Gap Values of Organic Materials Based on Ultraviolet-Visible  Absorbance  Spectrum", IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. , vol. 823 , 2020. https://doi.org/10.1088/1757- 899X/823/1/012030.
[13] M.M.Y.  Missa,  R.K.  Pingak,  H.I.  Sutaji, "Penentuan  Celah  Energi  Optik  Ekstrak Daun  Alpukat  (Persea  Americana  Mill) Asal  Desa  Oinlasi  Menggunakan  Metode Tauc Plot", J. Fis.  Fis. Sains dan Apl., vol. 3, 86–90, 2018. https://doi.org/10.35508/fisa.v3i1.606.
[14] H. Nurdin, Hasanuddin, Waskito, Ambiyar, M.  Saddikin,  "Effect  of  Carbonization Process on Tibarau Sugarcane Briquette to
Increase Calorific Value", in 2nd Int. Conf.
Eng.  Environ. ,  UNP  Press,  Padang,  2019, pp. 100–105.
[15] Y.  Kim,  A.  Sung,  Y.  Seo,  S.  Hwang,  H. Kim,  "Measurement  of  Hardness  and Friction  Properties  of  Pencil  Leads  for Quantification  of  Pencil  Hardness  Test",
Adv.  Appl.  Ceram., vol. 115, 443–448, 2016.
https://doi.org/10.1080/17436753.2016.118 6364.
[16] C.A.  De  Caro,  H.  Claudia,  UV/VIS Spectrophotometry  -  Fundamentals  and Applications , Mettler Toledo, 2015.
[17] A.C.  Ferrari,  J.C.  Meyer,  V.  Scardaci,  C. Casiraghi,  M.  Lazzeri,  F.  Mauri,  S. Piscanec,  D.  Jiang,  K.S.  Novoselov,  S. Roth,  A.K.  Geim,  "Raman  Spectrum  of Graphene  and  Graphene  Layers", Phys. Rev. Lett. , vol. 97, 1–4, 2006. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.97.187 401.
[18] M.B.P.  Honorisal,  N.  Huda,  T.  Partuti,  A. Sholehah,  "Sintesis  dan  Karakterisasi Grafena  Oksida  dari  tempurung  Kelapa dengan Metode Sonikasi dan Hidrotermal",
Tek.  J.  Sains  Dan  Teknol. , vol. 16,  1–11, 2020. https://doi.org/10.36055/tjst.v16i1.7519.
[19] L. Agustina, N.P. Putri, "Analisis Fasa dan Ikatan Molekul Reduced Graphene Oxide ( rGO  )  Berbahan  Dasar  Tempurung Kelapa", Semin. Nas. Fis. ,  2018, 222–225.
[20] D.  Bhatnagar,  S.  Singh,  S.  Yadav,  A. Kumar,  I.  Kaur,  "Experimental  and Theoretical  Investigation  of  Relative
Optical Band Gaps in Graphene generations", Mater.  Res.  Express. ,  vol.  4, 2017.
https://doi.org/10.1088/2053-
1591/4/1/015101.