Sintesis Komposit Zeolit-x/TiO2@g-C3N4 Sebagai Pengisi Pada Membran Nanofiber Berbasis Poliakrilonitril Untuk Aplikasi Degradasi Metilen Biru

Nawfal, Mohammad Fadl Johara (2026) Sintesis Komposit Zeolit-x/TiO2@g-C3N4 Sebagai Pengisi Pada Membran Nanofiber Berbasis Poliakrilonitril Untuk Aplikasi Degradasi Metilen Biru. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5004221164-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (7MB) | Request a copy

Abstract

Industri tekstil menghasilkan limbah cair yang mengandung zat warna sintetis, salah satunya metilen biru, yang sulit terdegradasi secara alami dan berpotensi mencemari lingkungan perairan. Fotokatalisis menggunakan TiO₂ merupakan salah satu metode yang efektif untuk mendegradasi zat warna, namun penggunaannya masih memiliki keterbatasan berupa respons cahaya tampak yang rendah, rekombinasi pasangan elektron–hole, aglomerasi partikel, serta kesulitan pemisahan fotokatalis serbuk dari larutan. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis komposit Zeolit-X/TiO2@g-C3N4 sebagai pengisi pada membran nanofiber berbasis poliakrilonitril (PAN) untuk aplikasi degradasi metilen biru. g-C3N4 disintesis melalui kalsinasi termal urea, TiO₂ disintesis menggunakan metode sol-gel, sedangkan komposit TiO2@g-C3N4 dibuat melalui metode one-pot dan pencampuran fisik. Komposit Zeolit-X/TiO2@g-C3N4 kemudian disintesis secara hidrotermal dan difabrikasi menjadi membran nanofiber PAN menggunakan metode electrospinning dengan variasi filler 5 wt%, 10 wt%, dan 15 wt% berat terhadap PAN. Material hasil sintesis dikarakterisasi menggunakan FTIR, XRD, SEM-EDX, dan UV-Vis DRS, sedangkan aktivitas degradasi metilen biru dianalisis menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang maksimum 663,8 nm. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa g-C3N4, TiO2 anatase, dan komposit Zeolit-X/TiO2@g-C3N4 berhasil terbentuk. Uji degradasi menunjukkan bahwa membran PAN/T memiliki aktivitas tertinggi dengan penurunan konsentrasi metilen biru dari 9,9825 ppm menjadi 0,1963 ppm dan persentase degradasi sebesar 98,256%. Pada variasi PAN/ZTG, kinerja terbaik diperoleh pada PAN/ZTG 15 wt% dengan degradasi sebesar 88,947%. Studi kinetika menunjukkan bahwa degradasi metilen biru lebih sesuai mengikuti model kinetika orde dua dengan rata-rata nilai R2 sebesar 0,931. Berdasarkan hasil tersebut, membran nanofiber PAN dengan filler TiO2 maupun Zeolit-X/TiO2@g-C3N4 berpotensi digunakan sebagai material fotokatalis yang mudah dipisahkan untuk pengolahan limbah zat warna metilen biru.
==========================================================================================================================================
The textile industry produces wastewater containing synthetic dyes, one of which is methylene blue, which is difficult to degrade naturally and may cause aquatic pollution. Photocatalysis using TiO2 is an effective method for dye degradation; however, its application is still limited by low cahaya tampak response, rapid electron–hole recombination, particle agglomeration, and difficulty in separating powder photocatalysts from treated water. This study aimed to synthesize a Zeolite-X/TiO2@g-C3N4 composite as a filler in a polyacrylonitrile-based nanofiber membrane for methylene blue degradation. g-C3N4 was synthesized through thermal calcination of urea, TiO2 was prepared using the sol-gel method, while TiO2@g-C3N4 composites were synthesized using one-pot and physical mixing methods. The Zeolite-X/TiO2@g-C3N4 composite was then synthesized hydrothermally and incorporated into PAN nanofiber membranes through electrospinning with filler variations of 5 wt%, 10 wt%, and 15 wt% relative to PAN. The synthesized materials were characterized using FTIR, XRD, SEM-EDX, and UV-Vis DRS, while methylene blue degradation activity was evaluated using UV-Vis spectrophotometry at a maximum wavelength of 663.8 nm. The characterization results confirmed the successful formation of g-C3N4, anatase TiO2, and the Zeolite-X/TiO2@g-C3N4 composite. The degradation test showed that the PAN/T membrane exhibited the highest activity, reducing methylene blue concentration from 9.9825 ppm to 0.1963 ppm with a degradation efficiency of 98.256%. Among the PAN/ZTG variations, the best performance was obtained from PAN/ZTG 15 wt%, with a degradation efficiency of 88.947%. Kinetic analysis indicated that methylene blue degradation followed the second-order kinetic model, with an average R2 value of 0.931. These results demonstrate that PAN nanofiber membranes containing TiO2 or Zeolite-X/TiO2@g-C3N4 have potential as easily separable photocatalytic materials for methylene blue dye wastewater treatment.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	fotokatalisis, metilen biru, nanofiber PAN, TiO2@g-C3N4, Zeolit-X. photocatalysis, methylene blue, PAN nanofiber, TiO2@g-C3N4, Zeolite-X
Subjects:	Q Science > QD Chemistry Q Science > QD Chemistry > QD716 Photocatalysis.
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Mohammad Fadl Johara Nawfal
Date Deposited:	05 Aug 2026 01:51
Last Modified:	05 Aug 2026 01:51
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/143681

Actions (login required)

View Item