Pengembangan Metal Organic Frameworks Ligan Campuran sebagai Template Ternary Heterojunction NiO/CDs/ZnO sebagai Fotokatalis untuk Degradasi Limbah Organik

Zulfa, Liyana Labiba (2025) Pengembangan Metal Organic Frameworks Ligan Campuran sebagai Template Ternary Heterojunction NiO/CDs/ZnO sebagai Fotokatalis untuk Degradasi Limbah Organik. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 7004222007-Dissertaion.pdf - Submitted Version Restricted to Repository staff only Download (11MB) | Request a copy

Abstract

Degradasi pewarna menggunakan oksida logam masih menjadi tantangan karena proses redoks yang masih belum optimal serta porositas yang masih rendah. Tinjauan terhadap ukuran pori dan sifat optik tidaklah cukup untuk mendapatkan kinerja degradasi yang tinggi sehingga diperlukan modifikasi struktur dan penambahan material yang dapat bertindak sebagai mediator elektron untuk meningkatkan kinerjanya. Dalam penelitian ini, telah dilakukan sintesis material Ni-MOF/CDs/ZIF-8 dengan ligan campuran pada suhu ruang sebagai template untuk menghasilkan komposit NiO/CDs/ZnO berpori. Keberadaan CDs dalam dalam komposit Ni-MOF/CDs/ZIF-8 terbukti efektif untuk meningkatkan luas permukaan hingga 1068 m2/g (Ni-MOF/CDs(10)/ZIF-8), sekitar dua kali lipat dibandingkan tanpa penambahan CDs. Selain itu, kehadiran CDs juga menyebabkan pergeseran merah pada karakteristik optik material, yang memberikan kontribusi positif terhadap kinerja fotokatalitik. Pengujian kinerja fotokatalitik menunjukkan bahwa Ni-MOF/CDs(10)/ZIF-8 mampu mendegradasi molekul MB hingga 83,62%, lebih tinggi dibandingkan Ni-MOF(7.5)/ZIF-8 yang hanya mencapai 73,59%. Ni-MOF/CDs/ZIF-8 kemudian dikalsinasi untuk menghasilkan NiO/CDs/ZnO berpori yang menunjukkan peningkatan sifat porositas dan optik dibandingkan NiO/ZnO. NiO/CDs(5)/ZnO memiliki diameter pori sebesar 51,76 nm yang lebih tinggi dibandingkan NiO(7.5)/ZnO (39,22 nm), serta menunjukkan efisiensi degradasi MB tinggi yaitu >90% dalam waktu 60 menit. Sebagai perbandingan, material NiO/ZnO tanpa kehadiran CDs hanya mampu mendegradasi MB sebesar >90% dalam waktu lebih dari 90 menit. Hasil ini membuktikan bahwa CDs berperan penting sebagai mediator elektron. Mekanisme degradasi untuk membandingkan proses degradasi antara NiO/ZnO dan NiO/CDs/ZnO telah dijelaskan secara rinci, selain itu mekanisme ZnO juga dijelaskan sebagai pembanding efektifitas dari pembentukan heterojunction
=====================================================================================================================================
The degradation of dyes using metal oxide-based photocatalysts remains a significant challenge due to sub-optimal redox activity and limited porosity. Reviewing based on their pore size and optical properties is insufficient to achieve high photocatalytic performance; thus, structural modifications and the incorporation of electron-mediating materials are required to enhance photocatalytic efficiency. In this study, Ni-MOF/CDs/ZIF-8 composite with mixed ligand modification was synthesized at room temperature and employed as a sacrificial template to produce porous NiO/CDs/ZnO. The incorporation of CDs within the NiMOF/CDs/ZIF-8 structure significantly increased the specific surface area up to 1068 m2/g for the Ni-MOF/CDs(10)/ZIF-8, approximately twice that of the corresponding material without CDs. Additionally, the presence of CDs induced a red-shift in the optical absorption spectrum, contributing positively to the photocatalytic activity. Photocatalytic performance revealed that NiMOF/CDs(10)/ZIF-8 exhibited an enhanced degradation efficiency of MB (83.62%), which was notably higher than that of the Ni-MOF(7.5)/ZIF-8 (73.59%). Calcination of the Ni-MOF/CDs/ZIF-8 subsequently resulted in the praparation of porous NiO/CDs/ZnO composites, which demonstrated improved textural characteristics and optical properties relative to their NiO/ZnO. The NiO/CDs(5)/ZnO composite possessed a higher of average diameter up to 51.76 nm, which is larger than average diameter of NiO(7.5)/ZnO (39.22 nm). In addition, NiO/CDs(10)/ZnO can degrade MB molecules >90% within 60 minutes. In contrast, the NiO/ZnO without CDs required more than 90 minutes to achieve a similar degradation level. These results confirm the crucial role of CDs as electron mediators in promoting charge separation and improving photocatalytic efficiency. The degradation mechanisms of both NiO/ZnO and NiO/CDs/ZnO composites were comparatively elucidated, highlighting the role of ZnO in heterojunction formation and its impact on overall photocatalytic performance.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	MOF ligan campuran, Oksida logam berpori, CDs, Ternary heterojunction, Fotokatalitik
Subjects:	Q Science > QD Chemistry > QD251.2 Chemistry, Organic. Biochemistry
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	Liyana Labiba Zulfa
Date Deposited:	21 Jul 2025 01:34
Last Modified:	21 Jul 2025 01:34
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/120138

Actions (login required)

View Item