Fabrikasi Komposit CDs/MCM-41/ZIF-67 menggunakan MCM-41 dari Pasir Zirkon untuk Aplikasi Fotokatalitik Metil Jingga

Anggraeni, Yeni (2025) Fabrikasi Komposit CDs/MCM-41/ZIF-67 menggunakan MCM-41 dari Pasir Zirkon untuk Aplikasi Fotokatalitik Metil Jingga. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5004211032-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Pasir zirkon merupakan mineral alami yang kaya akan silika dan berpotensi dimanfaatkan sebagai bahan dasar sintesis silika mesopori MCM-41. Pada penelitian ini, pasir zirkon dimanfaatkan sebagai prekursor silika untuk sintesis MCM-41 yang kemudian dikompositkan dengan Carbon Dots (CDs) dan ZIF-67 membentuk komposit CDs/MCM-41/ZIF-67. Komposit ini disintesis menggunakan metode hidrotermal dengan variasi volume CDs 2.5; 5 dan 10 mL untuk mengamati pengaruhnya terhadap kinerja material. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan material silika mesopori (MCM-41) menggunakan sumber silika pasir zirkon serta memperoleh hasil sintesis dari material komposit CDs/MCM-41/ZIF-67 dalam fotokatalisis Methyl Orange (MO). Hasil karakterisasi menunjukkan keberhasilan sintesis, ditandai dengan puncak difraksi yang khas pada 2θ sekitar 7.4º hingga 55.4º serta puncak lebar CDs sekitar 23.5º yang menandakan sifat amorf. Spektra FTIR menunjukkan keberadaan gugus fungsional khas yakni O-H, C-H, C=N, C-N, dan Co-N yang mengkonfirmasi keberhasilan pembentukan struktur komposit. SEM menunjukkan morfologi partikel seragam, sedangkan hasil EDX mengonfirmasi keberadaan undur Co, C, N, O, dan Si pada material. Uji adsorpsi terhadap zat pewarna metil jingga menunjukkan bahwa komposit mengikuti kinetika orde dua semu (pseudo-second-order) dan model isoterm Langmuir, yang mengindikasikan mekanisme kemisorpsi. Komposit 10CMZ menunjukkan kapasitas adsorpsi tertinggi terhadap Methyl Orange dengan % removal sebesar 28,79% pada variasi waktu 120 menit dan variasi konsentrasi pada 100 mg/L. Uji fotokatalitik menunjukkan bahwa keberadaan CDs dalam komposit dapat meningkatkan kinerja fotodegradasi terhadap MO melalui peningkatan pemisahan muatan (e-/h+). Hasil ini menunjukkan bahwa penambahan CDs berkontribusi terhadap peningkatan aktivitas degradasi MO, meskipun efektivitas degradasinya masih terbatas. Komposit 10CDs/MCM-41/ZIF-67 menunjukkan fotokatalitik tertinggi dalam fotodegradasi MO dengan % removal sebesar 40,43% pada 120 menit.
====================================================================================================================================
Zircon sand is a natural mineral rich is silica and has great potential to be utilized as a raw material for the synthesis of mesoporous silica MCM-41. In this study, zircon sand was used as a silica precursor to synthesize MCM-41, which was then composited with Carbon Dots (CDs) and ZIF-67 to form a CDs/MCM-41/ZIF-67 composite. The composite was synthesized via a hydrothermal method with varying volumes of CDs (2.5, 5, and 10 mL) to observe their effect on material performance. This study aims to obtain mesoporous silica material (MCM-41) from zircon sand and synthesize the CDs/MCM-41/ZIF-67 composite for photocatalytic application in Methyl Orange (MO) degradation. Characterization results confirmed successful synthesis, indicated by the presence of diffraction peaks at 2θ ranging from 7.4º to 55.4º and a broad peak at 23.5º for CDs, suggesting amorphous nature. FTIR spectra reveled the presence of characteristic functional groups including O-H, C-H, C=N, C-N, and Co-N, confirming composite formation. SEM images showed uniform particle morphology, while EDX confirmed the presence of Co, C, N, O, and Si elements in the material. Adsorption studies against MO dye showed that the composites followed pseudo-second-order kinetics and Langmuir isotherm model, indicating a chemisorption mechanism. The 10CMZ composite exhibited the highest adsorption capacity toward Methyl Orange, with % removal percentage of 28,79% at a contact time of 120 minutes and an initial concentration of 100 mg/L. Photocatalytic tests demonstrated that the addition of CDs enchanced MO photodegradation performance through improved charge separation (e-/h+). These results suggest that the presence of CDs contributes to enchanced photocatalytic activity, although the overall degradation efficiency remains limited. The 10CDs/MCM-41/ZIF-67 composite exhibited the highest photocatalytic performance in the photodegradation of MO, with a removal percentage of 40,43% at 120 minutes.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Pasir Zirkon, silika mesopori, ZIF-67, Fotokatalis, Zircon sand, mesoporous silica, CDs, photocatalyst.
Subjects:	Q Science Q Science > QD Chemistry Q Science > QD Chemistry > QD716 Photocatalysis. Q Science > QD Chemistry > QD75.2 Chemistry, Analytic
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Yeni Anggraeni
Date Deposited:	05 Aug 2025 10:18
Last Modified:	05 Aug 2025 10:18
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/127471

Actions (login required)

View Item