Fabrikasi Nanokomposit Pd/g-C3N4/TiO2 dengan Variasi Waktu Ultrasonikasi untuk Aplikasi Fotokatalitik Degradasi Congo Red

Anggun, Putri Sekartaji Nur and Rahmawati, Affy Milatur (2026) Fabrikasi Nanokomposit Pd/g-C3N4/TiO2 dengan Variasi Waktu Ultrasonikasi untuk Aplikasi Fotokatalitik Degradasi Congo Red. Diploma thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 2041221005-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Pencemaran limbah cair tekstil yang mengandung zat warna azo persisten seperti Congo Red masih menjadi permasalahan lingkungan serius karena sifatnya yang stabil, toksik, dan sulit terdegradasi secara alami, sehingga menjadi ancaman serius bagi ekosistem. Fotokatalisis heterogen berbasis semikonduktor telah banyak dikembangkan sebagai solusi, namun material tunggal seperti TiO₂ dan g-C₃N₄ masih memiliki keterbatasan berupa rekombinasi muatan yang cepat. Untuk mengatasi keterbatasan tersebut, sistem heterojunction g-C3N4/TiO2 dengan penambahan Palladium (Pd) sebagai electron trapping diperlukan untuk menekan rekombinasi muatan dan meningkatkan efisiensi degradasi zat warna. Namun, dispersi Pd dan kontak antar material yang kurang optimal pada metode konvensional menjadi tantangan utama dan membuka celah penelitian. Oleh karena itu, pada penelitian ini, metode sol-gel yang dikombinasikan dengan variasi waktu ultrasonikasi dipilih untuk mendispersikan Pd secara merata dan interaksi antarfase yang kuat. Variasi waktu ultrasonikasi yang dikaji pada penelitian ini, yaitu 0, 5, 10, 15, 20, 25, dan 30 menit. Karakterisasi dilakukan menggunakan FTIR, XRD, SEM-EDS, BET, dan PL untuk menganalisis struktur kristal, gugus fungsi, morfologi, sampai luas permukaan material. Setelah karakterisasi menggunakan uji performansi aktivitas fotokatalitik dan reusabilitas menggunakan analisis UV-Vis dan scavenger test. Hasil penelitian menunjukkan bahwa waktu ultrasonikasi 20 menit merupakan kondisi optimum, menghasilkan efisiensi degradasi sebesar 89,78% dan konstanta laju reaksi sebesar 0,0176 min-1. Peningkatan waktu ultrasonikasi melampaui kondisi optimum justru menurunkan kinerja fotokatalitik, yang diduga disebabkan oleh re-agglomerasi nanopartikel akibat dominasi gaya van der Waals sehingga luas permukaan aktif berkurang dan transfer muatan terhambat.
====================================================================================================================================
Pollution from textile wastewater containing persistent azo dyes such as Congo Red remains a serious environmental problem due to their stability, toxicity, and resistance to natural degradation, posing a serious threat to ecosystems. Semiconductor-based heterogeneous photocatalysis has been widely developed as a solution; however, single materials such as TiO2 and g-C3N4 still have limitations in the form of rapid charge recombination. To overcome these limitations, a g-C3N4 /TiO2 heterojunction system with the addition of palladium (Pd) as an electron trap is needed to suppress charge recombination and enhance dye degradation efficiency. Therefore, in this study, the sol-gel method combined with variations in ultrasonication time was chosen to ensure uniform dispersion of Pd and strong interphase interactions. Ultrasonication times examined in this study were 0, 5, 10, 15, 20, 25, and 30 minutes. Characterization was performed using FTIR, XRD, SEM-EDS, BET, and PL to analyze the crystal structure, functional groups, morphology, and surface area of the material. Following characterization, photocatalytic activity and reusability were evaluated using UV-Vis analysis and a scavenger test. The results showed that an ultrasonication time of 20 minutes was the optimal condition, yielding a degradation efficiency of 89.78% and a reaction rate constant of 0.0176 min-1. Increasing the ultrasonication time beyond the optimal condition reduced photocatalytic performance, which is believed to be caused by the re-agglomeration of nanoparticles due to the dominance of van der Waals forces, thereby reducing the active surface area and inhibiting charge transfer.

Item Type:	Thesis (Diploma)
Uncontrolled Keywords:	Congo Red, Fotokatalisis, Heterojunction S-scheme, Ultrasonikasi probe, Pd/g-C₃N₄/TiO₂, Congo Red, Photocatalysis, S-scheme heterojunction, Probe ultrasonication, Pd/g-C₃N₄/TiO₂
Subjects:	Q Science Q Science > Q Science (General) Q Science > QD Chemistry 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.
Divisions:	Faculty of Vocational > 24305-Industrial Chemical Engineering
Depositing User:	Putri Sekartaji Nur Anggun
Date Deposited:	27 Jul 2026 01:12
Last Modified:	27 Jul 2026 01:12
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/137811

Actions (login required)

View Item