Analisis Pengaruh Penambahan Massa Graphene Nanosheet (GNS) Dari Limbah Cangkang Buah Keluak Pada Komposit GNS/ZnO/ g-C3N4 Untuk Degradasi Limbah Rhodamine B

Rangkuti, Johnatan Rivando Antoni Jeremia (2026) Analisis Pengaruh Penambahan Massa Graphene Nanosheet (GNS) Dari Limbah Cangkang Buah Keluak Pada Komposit GNS/ZnO/ g-C3N4 Untuk Degradasi Limbah Rhodamine B. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5011221001-Undergraduate_Repository.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (10MB) | Request a copy

Abstract

Industri tekstil merupakan salah satu penyumbang utama limbah cair berwarna yang sulit diuraikan secara alami, terutama karena tingginya kandungan zat pewarna sintetis seperti Rhodamine B (RhB) yang bersifat toksik, karsinogenik, dan berpotensi mencemari lingkungan perairan. Metode pengolahan konvensional seperti koagulasi dan adsorpsi kerap menghasilkan residu sekunder atau membutuhkan biaya tinggi. Fotokatalisis berbasis semikonduktor menawarkan solusi yang efisien dan ramah lingkungan karena mampu mendegradasi polutan organik hingga mineralisasi lengkap menggunakan energi cahaya. Pada penelitian ini, dilakukan sintesis komposit Graphene Nanosheet (GNS)/ZnO/g-C₃N₄ dengan memanfaatkan limbah biomassa cangkang buah keluak sebagai sumber karbon dengan metode two stage pirolisis tanpa menggunakan asam atau basa kuat. g-C3N4 disintesis melalui proses polimerisasi termal menggunakan urea untuk mengubah struktur menjadi porous g-C3N4. ZnO disintesis melalui proses presipitasi dan kalsinasi. Variasi penambahan massa GNS sebesar 0,02 gram, 0,025 gram, dan 0,03 gram untuk mengevaluasi pengaruhnya terhadap struktur, morfologi, serta aktivitas fotokatalitik komposit. Dalam penelitian ini telah dilakukan karakterisasi menggunakan XRD, SEM-EDX, FTIR, BET, dan UV-Vis. Berdasarkan pengujian karakterisasi tersebut masing-masing material penyusun hingga komposit GNS/ZnO/g-C₃N₄ telah terbentuk. Hasil BET pada porous g-C3N4 dan GNS menunjukkan luas permukaan sebesar 82,225 m2/g dan 1123,587 m2/g. Pada hasil pengujian UV-Vis dan Uji fotodegradasi RhB yang dilakukan di bawah penyinaran cahaya ultra violet (UV) didapatkan hasil peningkatan persentase degradasi tertinggi pada dengan penambahan massa GNS sebesar 0,03 gram (GZCn-3wt %) sebesar 96,96% selama 120 menit. Peningkatan persentase degradasi dari komposit GNS/ZnO/g-C₃N₄ disebabkan oleh material GNS berperan penting dalam memperluas area aktif, meningkatkan transportasi elektron, serta menekan rekombinasi pasangan elektron-hole, dibandingkan dengan material ZnO saja. Maka dari itu, penelitian ini menjadi langkah lanjutan bahwa desain komposit berbasis GNS/ZnO/g-C₃N₄ berpotensi besar untuk dikembangkan sebagai fotokatalis untuk penanganan limbah zat warna utamanya Rhodamine B (RhB).
========================================================================================================================================
The textile industry is one of the primary contributors to colored wastewater that is difficult to decompose naturally, primarily due to the high content of synthetic dyes such as Rhodamine B (RhB), which are toxic, carcinogenic, and pose serious threats to aquatic environments. Conventional treatment methods such as coagulation and adsorption often generate secondary residues or incur high operational costs. Semiconductor-based photocatalysis offers an efficient and environmentally friendly solution, as it enables the degradation of organic pollutants to complete mineralization using light energy. In this study, a ternary composite of Graphene Nanosheet (GNS)/ZnO/g-C₃N₄ was synthesized by utilizing biomass waste from Pangium edule shell as a carbon source via a two-stage pyrolysis process without the use of strong acids or bases. g-C₃N₄ was synthesized through thermal polymerization of urea to form porous g-C₃N₄, while ZnO was synthesized via precipitation and and calcination. GNS was added in varying amounts (0.02 g, 0.025 g, and 0.03 g) to evaluate its influence on the structure, morphology, and photocatalytic activity of the composite. Characterization was performed using XRD, SEM-EDX, FTIR, BET, and UV-Vis spectroscopy. The results confirmed the successful formation of each component in the GNS/ZnO/g-C₃N₄ composite. BET analysis showed specific surface areas of 82.225 m²/g and 1123.587 m²/g for porous g-C₃N₄ and GNS, respectively. UV-Vis and photocatalytic degradation tests of RhB under UV irradiation revealed that the composite with 0.03 g GNS (GZCn-3 wt%) achieved the highest degradation efficiency of 96.96% within 120 minutes. The enhanced degradation performance is attributed to the role of GNS in expanding the active surface area, facilitating electron transport, and suppressing electron-hole recombination compared to ZnO alone. Therefore, this research represents a significant advancement, demonstrating that GNS/ZnO/g-C₃N₄-based composites hold strong potential as photocatalysts for the treatment of dye pollutants, particularly Rhodamine B.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Cangkang Keluak, Fotokatalisis, Graphene Nanosheet, GNS/ZnO/g-C3N4, Rhodamine B Graphene Nanosheet, GNS/g-C3N4/ZnO, Keluak Shell, Photocatalysis, Rhodamine B
Subjects:	Q Science > QD Chemistry Q Science > QD Chemistry > QD341.H9 Graphene Q Science > QD Chemistry > QD716 Photocatalysis.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Johnatan Rivando Antoni Jeremia Rangkuti
Date Deposited:	26 Jan 2026 04:43
Last Modified:	26 Jan 2026 04:43
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/130278

Actions (login required)

View Item