Fabrikasi Nanokomposit Pd/g-C₃N₄/TiO₂ Berbasis Ultrasonikasi Dengan Variasi Konsentrasi Pd Untuk Aplikasi Fotokatalitik Degradasi Congo Red

Mahendra, Mohchammad Ardel and Syahrani, Aulia Rahma (2026) Fabrikasi Nanokomposit Pd/g-C₃N₄/TiO₂ Berbasis Ultrasonikasi Dengan Variasi Konsentrasi Pd Untuk Aplikasi Fotokatalitik Degradasi Congo Red. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 2041221081_Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Pertumbuhan industri tekstil meningkatkan pencemaran air akibat limbah zat warna sintesis, salah satunya Congo Red yang bersifat toksik, stabil secara kimia, dan sulit terdegradasi secara alami. Fotokatalisis heterogeni menjadi salah satu solusi karena mampu menguraikan senyawa organik menjadi CO2 dan H2O melalui reaksi oksidatif berbasis cahaya. Penelitian ini berfokus pada fabrikasi nanokomposit Pd/g-C3N4/TiO2 berbasis ultrasonikasi dengan variasi konsentrasi Pd untuk aplikasi fotokatalitik degradasi Congo Red. Variasi konsentrasi Pd dinyatakan sebagai rasio persentase molar Pd(NO3)2 terhadap g-C3N4/TiO2, yakni sebesar 0,025; 0,05; 0,1; 0,15; dan 0.2 mol%. Pemebentukan heterojunction g-C3N4/TiO2 dapat meningkatkan pemisahkan pasangan electron-hole, penambahan TiO2 sebagai semikonduktor akseptor elektron berperan dalam menekan rekombinasi muatan, serta meningkatkan stabilitas dan efisiensi transfer elektron antar muka. Sementara itu, penambahan Pd sebagai co-catalyst berfungsi sebagai electron sink untuk meningkatkan transfer elektron. Metode sol-gel yang dikombinasikan dengan ultrasonic digunakan untuk mendispersikan Pd secara merata dan interaksi antarfase yang kuat. Karakterisasi menggunakan FTIR, XRD, SEM-EDS, HR-TEM, BET dan Photoluminescence (PL) untuk menganalisis struktur kristal, gugus fungsi, morfologi, hingga luas permukaan material. Setelah karakterisasi, uji performansi dilakukan dengan aktivitas fotokatalitik dan reusabilitas menggunakan analisis UV-Vis. Hasil penelitian menujukkan aktivitas fotokatalitik memiliki degradasi yang optimum pada rentang 0.025 – 0.2 mol% Pd dengan degradasi tertinggi pada variasi konsentrasi 0.1Pd/g-C3N4/TiO2 sebesar 96.97%. Peningkatan aktivitas fotokatalitik didukung oleh perubahan intensitas emisi, struktur mesopori nanokomposit, peningkatan luas permukaan, hingga dispersi Pd dalam permukaan nanokomposit. Hasil pengujian pH menunjukkan bahwa setelah fotokatalisis, pH larutan cenderung kembali ke netral. Hasil FTIR dan SEM menunjukkan bahwa nanokomposit tetap stabil setelah digunakan hingga enam kali siklus.
========================================================================================================================
The growth of the textile industry has intensified water pollution caused by synthetic dye effluents, including Congo Red, which is toxic, chemically stable, and difficult to degrade. Heterogeneous photocatalysis offers a treatment method because it can decompose organic compounds into CO₂ and H₂O through light-driven oxidation reactions. This study focused on fabricating Pd/g-C₃N₄/TiO₂ nanocomposites using a sol–gel method assisted by ultrasonication for the photocatalytic degradation of Congo Red. The Pd concentration was varied as the molar percentage ratio of Pd(NO₃)₂ to g-C₃N₄/TiO₂ at 0.025, 0.05, 0.1, 0.15, and 0.2 mol%. The formation of a g-C₃N₄/TiO₂ heterojunction enhances electron–hole separation, while TiO₂ acts as an electron-accepting semiconductor that suppresses charge recombination and improves interfacial electron transfer. Pd serves as a cocatalyst and electron sink to facilitate electron transport. The materials were characterized using FTIR, XRD, SEM–EDS, HR-TEM, BET, and photoluminescence analyses to evaluate their functional groups, crystal structure, morphology, surface area, and charge carrier behavior. Photocatalytic activity, reaction kinetics, pH variation, and reusability were evaluated using UV–Vis spectrophotometry. The highest degradation efficiency within the 0.025–0.2 mol% Pd range was achieved by 0.1Pd/g-C₃N₄/TiO₂, reaching 96.97% with a reaction rate constant of 0.0403 min⁻¹. The enhanced activity was supported by changes in emission intensity, mesoporous structure, increased surface area, and Pd dispersion on the nanocomposite surface. After photocatalysis, the solution pH tended to shift toward neutral conditions. FTIR and SEM analyses indicated that the nanocomposite retained its functional-group characteristics and overall morphology after six reuse cycles, demonstrating structural stability and potential for wastewater treatment.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Congo red, Elektron-hole, Fotokatalis, Pd/g-C3N4/TiO2, Ultrasonikasi, Congo red, Electron-hole, Pd/g-C₃N₄/TiO₂, Photocatalysis, Ultrasonication
Subjects:	Q Science Q Science > Q Science (General) Q Science > QD Chemistry > QD117.S64 Spectrophotometry Q Science > QD Chemistry > QD471 Chemical compounds - Structure and formulas Q Science > QD Chemistry > QD481 Chemical structure. Q Science > QD Chemistry > QD501 Catalysis. Catalysts. Q Science > QD Chemistry > QD502 Chemical kinetics Q Science > QD Chemistry > QD716 Photocatalysis. Q Science > QD Chemistry > QD75.2 Chemistry, Analytic Q Science > QD Chemistry > QD96F56 Fluorescence spectroscopy
Divisions:	Faculty of Vocational > 24305-Industrial Chemical Engineering
Depositing User:	Aulia Rahma Syahrani
Date Deposited:	27 Jul 2026 01:18
Last Modified:	27 Jul 2026 01:18
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/137426

Actions (login required)

View Item