Modifikasi Permukaan g-C3N4 melalui Deposisi Logam Transisi untuk Peningkatan Kinerjanya pada Fotodegradasi Metilen Biru

Yahya, Alifiah (2025) Modifikasi Permukaan g-C3N4 melalui Deposisi Logam Transisi untuk Peningkatan Kinerjanya pada Fotodegradasi Metilen Biru. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5004211121-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Karbon nitrida grafitik (g-C3N4) merupakan material semikonduktor yang banyak diteliti sebagai material fotokatalis karena stabilitas kimia yang sangat baik. Namun, laju rekombinasi pasangan muatan yang tinggi menjadi kendala yang mengakibatkan aktivitas fotokatalitik kurang efisien. Secara teoritis, penambahan logam transisi dengan orbital dpada g-C3N4 dapat membentuk Schottky junction dan pusat electron trap yang berfungsi menekan rekombinasi muatan sehingga meningkatkan efisiensi aktivitas fotokatalitik. Pada penelitian ini dipelajari pengaruh penambahan logam transisi (Fe, Cu, dan Zn) pada permukaan g-C3N4, dengan NaBH4 sebagai agen pereduksi, dilanjutkan karakterisasi material fotokatalis dengan XRD dan FTIR. Logam-logam tersebut memiliki konfigurasi orbital d dan elektronegativitas yang berbeda-beda, sehingga berpengaruh pada kemampuannya dalam menangkap elektron hasil eksitasi di g-C3N4. Hasil karakterisasi material hasil sintesis menunjukkan bahwa komposit logam tunggal maupun bimetal berhasil disintesis. Semua logam berhasil terdeposisi pada g-C3N4 tanpa merusak struktur g-C3N4. Hasil uji terhadap fotodegradasi metilen biru menunjukkan bahwa tidak semua penambahan logam transisi di permukaan g-C3N4 meningkatkan aktivitas fotokatalitiknya. Aktivitas katalitik tertinggi ditunjukkan oleh g-C3N4 yang terdeposisi Zn dengan efisiensi degradasi tertinggi mencapai 66,16%. Penambahan logam Zn, yang memiliki orbital d penuh, mampu menjaga kestabilan muatan hasil eksitasi dan meneruskannya ke molekul target untuk proses degradasi. Sementara itu, logam transisi dengan orbital d tidak penuh (Fe) dan memiliki kemampuan menarik elektron yang kuat (Cu) mampu membentuk electron trap yang kuat, sehingga selain menurunkan rekombinasi muatan, juga mengurangi elektron yang mendegradasi MB. Oleh karenanya, peningkatan aktivitas fotokatalitik g-C3N4 yang terdeposisi logam Fe dan Cu tidak setinggi g-C3N4 yang terdeposisi logam Zn.
===============================================================================================================================
Graphitic carbon nitride (g-C3N4) is a semiconductor material that has been extensively studied as a photocatalyst due to its excellent chemical stability. However, its high rate of charge carrier recombination remains a challenge, leading to inefficient photocatalytic activity. Theoretically, the incorporation of transition metals with d orbitals into g-C3N4 can form Schottky junctions and electron trap centers, which function to suppress charge recombination and thus enhance photocatalytic efficiency. In this study, the effects of depositing transition metals (Fe, Cu, and Zn) onto the surface of g-C3N4 were investigated, using NaBH4 as the reducing agent, followed by characterization of photocatalyst materials with XRD and FTIR. These metals possess different d orbital configurations and electronegativities, which influence their ability to capture the photoexcited electrons from g-C3N4. Characterization results confirmed the successful synthesis of both monometallic and bimetallic composites. All metals were successfully deposited on g-C3N4 without damaging its structure. Photodegradation tests using methylene blue revealed that not all transition metal depositions enhanced the photocatalytic activity of g-C3N4. The highest catalytic activity was observed in the Zn-deposited g-C3N4, with a maximum degradation efficiency of 66.16%. The addition of Zn, which has a fully filled d orbital, was effective in stabilizing the excited charges and facilitating their transfer to target molecules for degradation. Meanwhile, transition metals with partially filled d orbitals (Fe) and high electron-attracting ability (Cu) formed strong electron traps. Although these could reduce charge recombination, they also decreased the number of electrons available to degrade MB. Consequently, the enhancement of photocatalytic activity in Fe- and Cu-deposited g-C3N4 was not as significant as that observed in Zn-deposited g-C3N4.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Deposisi Logam, Fotokatalitik, g-C3N4, Logam Transisi, Metilen Biru. Metal Deposition, Photocatalytic, g-C3N4, Transition Metal, Methylene Blue
Subjects:	Q Science > QD Chemistry > QD716 Photocatalysis.
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Alifiah Yahya
Date Deposited:	04 Aug 2025 11:28
Last Modified:	04 Aug 2025 11:28
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/127119

Actions (login required)

View Item