Prinsip MOFs sebagai Sensor

Presentasi berjudul: "Prinsip MOFs sebagai Sensor"— Transcript presentasi:

1

2 Prinsip MOFs sebagai Sensor
Prinsip sederhana dari MOFs adalah adanya sifat luminescence pada pori MOFs akibat impregnasi material luminescence sehingga terjadi absorsi cahaya yang kemudian diemisikan kembali dan terdeteksi pada instrumen. Untuk menghasilkan MOFs yang lebih baik pada kandidat material sensor senyawa kimia digunakan logam dengan afinitas kompleksasi yang tinggi.

3 Dasar penggunaan MOFs sebagai material sensor yaitu pori pada LMOFs akan mengemisikan cahaya fluoroscence saat disinari oleh sinar UV pada suhu ruang . Ketika terdapat senyawa eksplosif seperti 2,4,6-trinitrotoluene (TNT), 2.4-dinitrotoluene (DNT), dan 2,3-dimethyl-2,3-dinitrobutane (DMNB) pada porinya maka kemampuan MOFs untuk mengemisikan cahaya fluorosensi akan berkurang. Pada saat sinar fluorosensi mengalami peredupan, terdapat senyawa eksplosif yang terjebak pada pori MOFs.

4 Mekanisme MOFs sebagai Sensor
Mekanisme sensing dari MOFs terbagi menjadi2: Intensitas luminescence bergantung pada interaksi host-guest yang terjadi akibat adanya overlapping antara donor elektron dan aseptor elektron Intensitas luminescence dapat meningkat berdasarkan interaksinya terhadap analit.

5 MOFs sebagai sensor TNP MOFs untuk Sensor TNT
APLIKASI METAL ORGANIC FRAMEWORK (MOFs) SEBAGAI SENSOR SENYAWA EKSPLOSIF DENGAN METODE PHOTOLUMISCENCE MOFs sebagai sensor TNP MOFs untuk Sensor TNT MOFs untuk Sensor DNT dan DMNB

6 MOFs sebagai sensor TNP
Gambar 2. a) Bentuk 3 Dimensi b) Bentuk 1Dimensi MOF Cd GAMBAR 1. Ilustrasi MOF sebagai sensor senyawa tururnan Nito Aromatik

7 Untuk mendeteksi senyawa TNP dapat dilakukan dengan MOF , [Cd(NDC)0
Untuk mendeteksi senyawa TNP dapat dilakukan dengan MOF , [Cd(NDC)0.5(PCA)]·Gx (1;G=guest molecules, NDC=2,6 asam napthalenedicarboksilat, PCA=4-asam pyridinekarboksilat) dengan pelarut air. MOF Cd ini spesifik terhadap TNP dikarenakan ukuran pori dari MOF yang terbentuk cocok dengan ukuran dari molekul gas TNP

8 MOFs untuk Sensor TNT Pada penelitian yang dilakukan Kaur et al (2014) telah terbukti bahwa sintesis nanokomposit antara LMOFs dengan europium organic frameworks (EuOF) dan nanopartikel emas (AuNP) menghasilkan material pendeteksi TNT ultrasensitif.

9 Gambar 3. (A) Photoluminescence (PL) spektra dari EuOF/AuNP (15 mg/mL) (B) Perubahan intensitas PL saat mendeteksi TNT (λeksitasi=290 nm, λemisi=615 nm) (C) efek penambahan konsentrasi analit (Kaur et al., 2014)

10 Dilakukan pula uji pada interaksi EuOF/AuNP dengan senyawa aromatik yang memiliki struktur mirip TNT untuk membuktikan sensitifitas dan selektifitas material EuOF/AuNP dalam mendeteksi TNT Gambar 4. Perbedaan intensitas PL EuOF/AuNP (15 mg/mL) (Kaur et al., 2014)

11 MOFs untuk Sensor DNT dan DMNB
Pada sintesis material MOFs yang digunakan sebagai sensor senyawa DNT dan DMNB, digunakan logam Zn yang memiliki afinitas tinggi. Sintesis dilakukan dengan metode solvotermal dengan mencampurkan Zn(NO3)2·6H2O ( g, 0.30 mmol), H2bpdc ( g, 0.30 mmol) dan bpee ( g, 0.30 mmol) dalam 15 ml pelarut DMF lalu dipanaskan dengan suhu 165 ˚C selama 3 hari. Yang kemudian dihasilkan padatan kristal bening [Zn2(bpdc)2(bpee)] (bpdc=4,4’-bifenildikarboksilat; bpee=1,2-bipyridyletena) yang mampu mendeteksi DNT dan DMNB dengan sensitivitas yang tinggi.

12 Gambar 5. Struktur 3D [Zn2(bpdc)2(bpee)]; hijau: Zn, abu-abu: C, merah: O, dan biru: N

13 Untuk mengetahui kemampuan [Zn2(bpdc)2(bpee)] dalam mendeteksi senyawa DNT dan DMNB maka dilakukan pengujian menggunakan spektrofotometri fluoroscence Gambar 6. Kurva intensitas peredupan vs waktu paparan DNT Gambar 7. Kurva intensitas peredupan vs waktu paparan DMNB

14 Kesimpulan MOFs sebagai senyawa hibrid organik-anorganik berpori dengan struktur 3 dimensi mampu diaplikasikan sebagai material sensor pada senyawa eksplosif dengan memanfaatkan luminescence sebagai material pendukung serta material lain yang dapat menambah daya sensitifitas dan selektifitas MOFs sebagai material sensor. Prinsip dari MOFs sebagai material sensor untuk senyawa eksplosif seperti 2,4-Dinitrotoluene (DNT); 2,4,6-trinitro-toluene (TNT); 2,3-dimethyl-2,3-dinitrobutane (DMNB), dan TNP didasarkan pada perubahan intensitas fluorosensi yang terdeteksi melalui spektra .

15 Outlook Sensor MOF telah menunjukkan potensi yang sangat baik untuk mendeteksi berbagai molekul organik dan ion (serta mendeteksi radiasi), tapi ada banyak ruang untuk perbaikan. Literatur laporan didominasi oleh studi dari MOFs luminescent dibuat dengan metode mekanik solvotermal.