Analisis Pengaruh Penambahan Massa Karbon Untuk Modifikasi Silikon Dalam Komposit Si-C/TiO2 Sebagai Fotokatalis Untuk Degradasi Limbah Warna Methylene Blue

Khusna, Nafilla (2025) Analisis Pengaruh Penambahan Massa Karbon Untuk Modifikasi Silikon Dalam Komposit Si-C/TiO2 Sebagai Fotokatalis Untuk Degradasi Limbah Warna Methylene Blue. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5011211102-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Industri tekstil yang terus berkembang meningkatkan penggunaan zat pewarna sintetis untuk mencukupi permintaan. Salah satu zat pewarna yang digunakan adalah Methylene Blue (MB). Namun, industri tekstil tidak mengolah limbahnya secara benar, mengakibatkan limbah terbuang ke lingkungan tanpa proses pengolahan limbah. Sehingga, perlu adanya perlakuan untuk mengolah limbah warna agar aman ketika terbuang di lingkungan. Salah satu metode yang dilakukan adalah metode fotokatalisis menggunakan material semikonduktor sebagai katalis. TiO2 merupakan semikonduktor yang umum digunakan dalam fotokatalisis namun penggunaannya terbatas karena energi celah pita yang besar dan membutuhkan sinar UV dalam aplikasinya. Penggabungan TiO2 dengan material yang memiliki energi celah pita kecil, seperti silikon, dapat menjadi solusi. Namun, rekombinasi yang tinggi membatasi kemampuannya. Sehingga, dilakukan modifikasi doping dengan penambahan karbon. Doping dapat memperbaiki kemampuan katalitik dari komposit Silikon dan TiO2 untuk degradasi limbah MB. Metode penelitian yang dilakukan adalah eksperimen berupa sintesis TiO2, sintesis Silikon modifikasi (Si-C) penambahan 0.01, 0.1, dan 0.2 gram karbon, serta sintesis komposit Si-C/TiO2. Karakterisasi yang dilakukan meliputi XRD, SEM, FTIR serta pengujian performa dengan Photoluminescence, UV-Vis dan pengujian fotokatalitik. Karakterisasi menunjukkan komposit Si-C / TiO2 dengan variasi penambahan karbon berhasil disintesis. Dibuktikan dari hasil SEM yang menunjukkan aglomerat TiO2 melekat pada permukaan Si-C. Dilihat dari performanya, Komposit Si-C / TiO2 berhasil meningkatkan kemampuan katalitik untuk degradasi MB, dibuktikan dari pengujian Fotokatalitik. Hasilnya menunjukkan komposit Si-C / TiO2 dengan variasi penambahan karbon 0.01, 0.1, dan 0.2 gram dapat mendegradasi MB sebesar 74.645%, 96.186%, dan 98.833% setelah penyinaran selama 120 menit. Hasil pengujian fotokatalitik sejalan dengan hasil pengujian PL yang menunjukkan bahwa komposit Si-C/TiO2 dengan penambahan 0.2 gram karbon memiliki kemampuan rekombinasi yang paling rendah, sehingga dapat mendegradasi MB secara lebih maksimal.
=======================================================================================================================================
The continuously growing of textile industry has increased the use of synthetic dyes to fulfill the demand. The one commonly used dye is Methylene Blue (MB). However, the textile industry is unable to treat their waste properly, resulting that waste are being discharged to the environment without a proper treatment. Therefore, it is necessary to treat dye waste to ensure its safety when it discharged into the environment. One approach is to treat MB waste using photocatalysis method, which employs semiconductor materials as catalyst. TiO₂ is a commonly used semiconductor; however, the usage is limited due to the large bandgap energy and the need for UV light on its application. Combining TiO₂ with materials that have a small bandgap energy, such as Silicon, could be a solution. However, high recombination still limits its effectiveness. Therefore, doping modification with the addition of carbon was performed. Modifying silicon can improve the catalytic activity of the Silicon-TiO₂ composite for MB waste degradation. The research method involved experiments comprising the synthesis of TiO₂, the synthesis of modified silicon (Si-C) with the addition of 0.01, 0.1, and 0.2 grams of carbon, and the synthesis of the Si-C/TiO₂ composite. The characterization tests conducted including XRD, SEM, FTIR, as well as performance tests using Photoluminescence, UV-Vis, and Photocatalytic test. Characterization showed that Si-C/TiO₂ composites with varying the carbon mass additions were successfully synthesized. This was evidenced by SEM results showing TiO₂ agglomerates adhering to the Si-C surface. In terms of performance, the Si-C/TiO₂ composite successfully enhanced catalytic ability for MB degradation, as demonstrated by photocatalytic testing. The results showed that Si-C/TiO₂ composites with carbon additions of 0.01, 0.1, and 0.2 grams could degrade MB by 74.645%, 96.186%, and 98.833%, respectively, after 120 minutes of UV irradiation. The photocatalytic test results align with the PL test results, which indicate that the Si-C/TiO₂ composite with a carbon addition of 0.2 grams has the lowest recombination rate, enabling it to degrade MB more effectively.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	doping, fotokatalis, karbon, silikon, TiO2 carbon, doping, photocatalyst, silicon, TiO2
Subjects:	Q Science > QC Physics > QC173.4.C63 Composite materials Q Science > QD Chemistry > QD501 Catalysis. Catalysts. Q Science > QD Chemistry > QD716 Photocatalysis. T Technology > TD Environmental technology. Sanitary engineering > TD194.6 Environmental impact analysis T Technology > TD Environmental technology. Sanitary engineering > TD420 Water pollution
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Nafilla Khusna
Date Deposited:	30 Jul 2025 06:55
Last Modified:	30 Jul 2025 06:55
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/123157

Actions (login required)

View Item