Desain Material Berbasis g-C3N4 dengan NiO yang Termodifikasi Ko-katalis Ag untuk Fotodegradasi Metilen Biru

Karimah, Nur (2025) Desain Material Berbasis g-C3N4 dengan NiO yang Termodifikasi Ko-katalis Ag untuk Fotodegradasi Metilen Biru. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6004232005-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Grafitik karbon nitrida (g-C3N4) merupakan material yang umum digunakan dalam aplikasi fotokatalitik, namun memiliki laju rekombinasi muatan yang tinggi sehingga menurunkan efisiensinya. Pada penelitian ini, g-C3N4 dikompositkan dengan NiO untuk membentuk heterojunction, dan ditambahkan ko katalis Ag untuk membentuk schottky barrier yang dapat meningkatkan aktivitas fotokatalitiknya. Komposit 2% Ag/NiO/g-C3N4 menunjukkan %penghilangan total sebesar 53,76% dengan kontribusi degradasi fotokatalitik sebesar 20,82%, lebih tinggi dibandingkan dengan material penyusunnya, yaitu NiO (1,35%), g-C3N4 (8,09%), dan NiO/g-C3N4 (8,05%). Komposit 2% Ag/NiO/g-C3N4 menunjukkan kemampuan adsorpsi sebesar 53,95 mg/g, dengan luas permukaan mencapai 205,579 m2/g, yang sesuai dengan model kinetika Pseudo orde-satu. Kesesuaian ini menunjukkan bahwa adsorpsi berlangsung secara fisik dan melibatkan difusi molekul zat warna. Komposit 2% Ag/NiO/g-C3N4 menunjukkan mekanisme heterojunction Skema-Z, di mana elektron yang tereksitasi dari pita valensi (VB) NiO menuju pita konduksi (CB) NiO akan mengalir menuju VB g-C3N4, kemudian kembali tereksitasi menuju CB g-C3N4. Lebih lanjut, sebagian elektron pada CB g-C3N4 akan terperangkap oleh ko-katalis Ag sehingga tidak mengalami rekombinasi kembali, yang menyebabkan peningkatan efisiensi pemisahan muatan. Pengujian mekanisme reaksi menggunakan scavenger mengonfirmasi bahwa hole (h+) merupakan spesies aktif utama yang berperan dalam sistem fotokatalitik komposit 2% Ag/NiO/g-C3N4.
==========================================================================================================================================
Graphitic carbon nitride (g-C3N4) is a widely utilized material in photocatalytic applications; however, it suffers from a high charge recombination rate, which limits its photocatalytic efficiency. In this study, g-C3N4 was composited with NiO to construct a heterojunction, and Ag was introduced as a co-catalyst to form a Schottky barrier, thereby enhancing its photocatalytic performance. The 2% Ag/NiO/g-C3N4 composite showed a %total removal of 53.76% with a photodegradation contribution of 20,82%, which is significantly higher than those of the individual components, NiO, g-C3N4, and NiO/g-C3N4, with photodegradation efficiencies of 1.35%, 8.09%, and 8.05%, respectively. The 2% Ag/NiO/g-C3N4 composite also exhibited an adsorption capacity of 53.95 mg/g and a specific surface area of 205.579 m2/g, following the pseudo-first-order kinetic model. This correlation indicates that the adsorption process is physical in nature, involving the diffusion of dye molecules. The 2% Ag/NiO/g-C3N4 composite follows a Z-scheme heterojunction mechanism, in which photoexcited electrons are transferred from the valence band (VB) to the conduction band (CB) of NiO, then migrate to the VB of g-C3N4, and are subsequently excited to the CB of g-C3N4. Furthermore, a portion of the electrons in the CB of g-C3N4 are trapped by the Ag co-catalyst, preventing their recombination with holes, and thus promoting effective charge separation. Scavenger tests confirmed that photogenerated holes (h+) play a crucial role in the photocatalytic mechanism of the 2% Ag/NiO/g-C3N4 composite.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Ag, fotokatalis, g-C3N4, heterojunction, NiO, Ag, photocatalyst, g-C3N4, heterojunction, NiO
Subjects:	Q Science > QD Chemistry > QD716 Photocatalysis.
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Nur Karimah
Date Deposited:	07 Aug 2025 08:36
Last Modified:	07 Aug 2025 08:36
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/127929

Actions (login required)

View Item