Studi Pengaruh Waktu Pemanasan dan Rasio TiO2/CQDs Terhadap Karakteristik Komposit TiO2/CQDs Material Fotokatalis

Novita, Erika and Sefira, Prisca Dian Putri and S.T., M.T., Dr. Eng. Ir. Christina Wahyu Kartikowati, and S.T., Dr. Mar’atul Fauziyah, (2023) Studi Pengaruh Waktu Pemanasan dan Rasio TiO2/CQDs Terhadap Karakteristik Komposit TiO2/CQDs Material Fotokatalis. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Perkembangan industri tekstil mendorong peningkatan jumlah penggunaan pewarna sintetis. pewarna sintetis yang banyak digunakan umumnya berjenis pewarna azo yang sulit untuk diuraikan. salah satu alternatif yang dapat digunakan untuk mengatasi permasalahan limbah pewarna sintetis adalah menggunakan teknologi fotokatalis. TiO2 dapat digunakan sebagai fotokatalis karena kemampuannya dalam mendegradasi polutan organik. namun, penggunakan TiO2 memiliki keterbatas yaitu tingginya tingkat rekombinasi elektron dari TiO2 yang membatasi kinerja sebagai fotokatalis. TiO2 dapat dikompositkan dengan Carbon Quantum Dots (CQDS) untuk meningkatkan kinerja dari fotokatalis tersebut. CQDs dibuat menggunakan metode hidrotermal dengan bahan baku berupa citric acid dan urea. TiO2 kemudian dikompositkan dengan CQDs dengan metode sintesis berbasis microwave. pada penelitian dilakukan variasi rasio konsentrasi TiO2/CQDs dan waktu pemanasan didalam microwave. dilakukan pengujian kinerja dari komposit menggunakan model limbah tekstil berupa metil orange dibawah iradiasi sinar UV selama 140 menit. komposit TiO2/CQDs kemudian dikarakterisasi menggunakan XRD, SEM, BET, dan DRS. Didapatkan hasil kinerja terbaik dihasilkan oleh variabel dengan rasio 15% pada waktu pemanasan 45 menit yaitu mencapai 88%. Dari analisis DRS didapatkan terjadi penurunan band gap energy dari komposit TiO2/CQDs seiring dengan peningkatan rasio TiO2/CQDs. Dilihat dari hasil analisa XRD, didapatkan bahwa varibel TiO2 dan juga variabel TiO2 dengan rasio 15% divariasikan waktu pemanasannya bahwa seluruh variabel tersebut memiliki fasa antase. Hasil perhitungan didapatkan bahwa terjadi penurunan ukuran kristal serta derajat kristalinitas. Dari hasil SEM dapat dilihat bahwa persebaran diameter partikel dari TiO2 mengalami penurunan ketika ditambahkan CQDs yaitu terjadi penurunan dari rentang 100-140 nm menjadi 80-120 nm. berdasarkan hasil EDS didapatkan persebaran dari CQDS pada TiO2 tersebar secara merata dan menempel di permukaan TiO2. Dari hasil BET didapatkan kurva adsoprsi isoterm dari TiO2 maupun komposit TiO2/CQDs menunjukan tipe V yang mengindikasikan bahwa terjadi reaksi rendah antara adsorben dengan adsorbat juga menunjukkan bahwa partikel tersebut berjenis mesopori. Selain itu, didapatkan peningkatan surface area pada variabel komposit. Hal ini dikarenakan keberadaan CQDs mampu meningkatkan kekasaran permukaan komposit.

English Abstract

The development of the textile industry has led to an increase in the use of synthetic dyes. Synthetic dyes that are widely used are generally azo dyes which are difficult to decompose. One alternative that can be used to overcome the problem of synthetic dye waste is to use photocatalyst technology. TiO2 can be used as a photocatalyst because of its ability to degrade organic pollutants. however, the use of tio2 has limitations due to the high level of electron recombination from TiO2which limits its performance as a photocatalyst. TiO2 can be composited with Carbon Quantum Dots (CQDS) to improve the performance of the photocatalyst. CQDs were prepared using the hydrothermal method with citric acid and urea as raw materials. TiO2 was then composited with CQDs using a microwave-based synthesis method. In this study, variations in the ratio of TiO2/CQDs and heating time in the microwave were carried out. Performance testing of the composite was carried out using a textile waste model in the form of methyl orange under UV light irradiation for 140 minutes. the TiO2/CQDs composite was then characterized using XED, SEM, BET, and DRS. The best performance results were obtained by variables with a ratio of 15% at 45 minutes of heating time, namely 88%. From the DRS analysis it was found that there was a decrease in the band gap energy of the TiO2/CQDs composite along with the increase in the TiO2/CQDS ratio. Judging from the results of the XRD analysis, it was found that the TiO2 variable and also the TiO2 variable with a ratio of 15% varied the heating time that all of these variables had an anatase phase. The calculation results showed that the crystal size and degree of crystallinity decreased. From the SEM results it can be seen that the particle diameter distribution of TiO2 has decreased when CQDs was added, namely an decrease from 100-140 nm to 80-120 nm. Based on the EDS results obtained the distribution of CQDS on TiO2 was spread evenly and attached to the surface of TiO2. From the BET results, it was found that the adsorption isotherm curve of TiO2 and TiO2/CQDs composites showed type V which indicated that there was a low reaction between the adsorbent and the adsorbate and also indicated that the particles were of the mesoporous type. In addition, obtained an increase in surface area on the configuration variables due to the presence of CQDs.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	0523070032
Uncontrolled Keywords:	Band gap, Fotokatalis, Methyl Orange, TiO2/CQDs, Ukuran Kristal .- Band gap, Crystallite size, methyl orange, photocatalyst, TiO2/CQDs
Subjects:	600 Technology (Applied sciences) > 660 Chemical engineering and related technologies
Divisions:	Fakultas Teknik > Teknik Kimia
Depositing User:	PKN 02 UB
Date Deposited:	07 Jun 2023 01:43
Last Modified:	07 Jun 2023 01:43
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/200979

Text (DALAM MASA EMBARGO) Erika Novita.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2025. Download (7MB)

Actions (login required)

View Item