Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Pada penelitian ini telah berhasil disintesis nanokomposit berupa gabungan dari graphene oxide (GO)−Kitosan dan modifikasi dengan nanopartikel Fe3O4 menggunakan teknik kopresipitasi untuk aplikasi adsorpsi tetrasiklin, yang mana antibiotik ini dapat menyebabkan peningkatan resistensi antibiotik (ARG) pada lingkungan ekosistem perairan. Nanokomposit yang telah disintesis dikarakterisai dengan FTIR, XRD, SEM, BET, dan TEM dan diperoleh luas permukaan nanokomposit 76,644 m²/g (BET) dan ukuran partikel 12,112 nm (TEM). Nanokomposit yang berhasil diperoleh diaplikasikan sebagai adsorben dan dilakukan studi adsorpsi dan pengukuran absorbansi tetrasiklin dilakukan dengan spektrofotometer UV-Vis untuk mendapatkan nilai kapasitas adsorpsi dan persen adsorpsi. Kondisi optimum diperoleh pada pH 6, dengan variasi molar nanokomposit Fe3O4 NP 0,2 M : 0,1 M)/GO−Kitosan, massa 30 mg, waktu 90 menit, dan konsentrasi awal tetrasiklin 25 mg/L pada suhu 25 oC. Kapasitas adsorpsi dan persen adsorpsi yang terbaik masing-masing sebesar 38,1540 mg/g dan 91,57%. Hasil studi kinetika didapat bahwa proses adsorpsi ini mengikuti model kinetika pseudo orde dua, sedangkan untuk hasil studi isoterm adsorpsi didapat bahwa reaksi mengikuti model isoterm Langmuir. Usulan mekanisme adsorpsi tetrasiklin menggunakan nanokomposit Fe3O4/ GO−Kitosan adalah dengan interaksi elektrostatik, ikatan hidrogen, dan interaksi π-π. Oleh karena itu, pengembangan nanokomposit berbasis GO−Kitosan yang ramah lingkungan menjanjikan untuk adsorben dan fotokatalis di masa depan. ......In this study, nanocomposites were successfully synthesized in the form of a combination of graphene oxide (GO)−Chitosan and modification with Fe3O4 nanoparticles using coprecipitation techniques for tetracycline adsorption applications, in which this antibiotic can cause an increase in antibiotic resistance genes (ARG) in aquatic ecosystems. The synthesized nanocomposites were characterized by FTIR, XRD, SEM, BET, and TEM and obtained a surface area of the nanocomposite of 76,644 m²/g (BET) and a particle size of 12,112 nm (TEM). The obtained nanocomposites were applied as adsorbents and adsorption studies were carried out and tetracycline absorbance measurements were carried out with a UV-Vis spectrophotometer to obtain adsorption capacity values and adsorption percentages. Optimum conditions were obtained at pH 6, with molar variation of Fe3O4 NP 0,2 M : 0,1 M)/GO−Chitosan, mass 30 mg, time 90 minutes, and initial concentration of tetracycline 25 mg/L at 25 oC. The best adsorption capacity and adsorption percentage were 38.1540 mg/g and 91.57%, respectively. The results of the kinetic study found that the adsorption process followed the pseudo second order kinetic model, while the results of the adsorption isotherm study found that the reaction followed the Langmuir isotherm model. The proposed tetracycline adsorption mechanism using the Fe3O4/GO−Chitosan nanocomposite is by electrostatic interactions, hydrogen bonds, and π-π interactions. Therefore, the development of environmentally friendly GO-Chitosan-based nanocomposites is promising for adsorbents and photocatalysts in the future.

Abstrak :
Limbah medis masih menjadi ancaman bagi manusia dan lingkungan, salah satunya adalah zat antibiotik tetrasiklin. Saat ini, penelitian terkait produksi hidrogen mulai meningkat di seluruh dunia. Namun, hidrogen yang ada di dunia diperoleh dari bahan baku gas alam yang menghasilkan emisi karbon yang tinggi. Untuk mengatasi masalah tersebut, digunakan kombinasi teknologi fotokatalisis dan elektrokoagulasi. Fotokatalis yang digunakan pada penelitian ini adalah g-C3N4/WO3 dengan variasi pengujian berupa metode sintesis fotokatalis, rasio komposisi massa fotokatalis, dan jenis proses untuk memperoleh persentase degradasi tetrasiklin dan akumulasi hidrogen. Pengujian performa fotokatalis dilakukan dalam sebuah reaktor terintegrasi untuk elektrokoagulasi-fotokatalisis dengan sumber foton berupa lampu merkuri 250 W dan anoda aluminium (Al) dan katoda stainless steel (SS-316) dengan tegangan 5 V digunakan pada proses elektrokoagulasi. Metode sintesis yang optimal adalah kalsinasi langsung (DC), yang menghasilkan persentase degradasi sebesar 49,57% dan produksi hidrogen sebesar 2,54  mmol/g, dibandingkan dengan sonikasi langsung (UA) dan sonikasi prekursor (UB). Rasio massa fotokatalis optimal ditemukan pada g-C3N4/WO3 dengan perbandingan 3:1, yang mampu mendegradasi tetrasiklin sebesar 57% dan menghasilkan hidrogen sebesar 2,64  mmol/g, dibandingkan dengan rasio 1:1 dan 1:3. Hasil karakterisasi SEM/EDX menunjukkan bahwa morfologi g-C3N4 berupa lembaran dan WO3 berbentuk agregat. Fasa kristal g-C3N4 adalah heksagonal, sedangkan fasa kristal WO3 didominasi oleh monoklinik dengan ukuran kristal fotokatalis berkisar antara 0,3 - 36 nm. Karakterisasi UV-Vis DRS menunjukkan nilai energi band gap setiap katalis dalam rentang 2,64 - 2,86 eV, yang memungkinkan absorbansi sinar tampak. Fotokatalis g-C3N4/WO3 dengan rasio 3:1 yang disintesis terbukti memiliki laju rekombinasi yang lebih rendah dibandingkan dengan g-C3N4, dengan dugaan mekanisme transfer muatan berupa Z-scheme heterojunction berdasarkan karakterisasi photoluminescence. Selain itu, proses kombinasi elektrokoagulasi-fotokatalisis memberikan persentase degradasi tetrasiklin sebesar 62,02% dan akumulasi hidrogen sebanyak 49.982,20  mmol/g. ......Medical waste continues to pose a threat to humans and the environment, with one of the concerns being the antibiotic tetracycline. Currently, research on hydrogen production is increasing worldwide. However, existing hydrogen is predominantly derived from natural gas, which results in high carbon emissions. To address this issue, a combination of photocatalysis and electrocoagulation technologies is utilized. The photocatalyst used in this study is g-C3N4/WO3, with variations in the synthesis methods of the photocatalyst, the mass composition ratio of the photocatalyst, and the types of processes employed to achieve the degradation percentage of tetracycline and hydrogen accumulation. The photocatalyst performance tests were conducted in an integrated reactor for electrocoagulation-photocatalysis, with a 250 W mercury lamp as the photon source, an aluminum (Al) anode, and a stainless steel (SS-316) cathode used at a voltage of 5 V during the electrocoagulation process. The optimal synthesis method was direct calcination (DC), yielding a degradation percentage of 49.57% and hydrogen production of 2.54 mmol/g, compared to direct sonication (UA) and precursor sonication (UB). The optimal photocatalyst mass ratio was found to be g g-C3N4/WO3 at 3:1, which degraded tetracycline by 57% and produced 2.64 mmol/g of hydrogen, compared to the ratios of 1:1 and 1:3. SEM/EDX characterization showed that the morphology of g-C3N4 was nanosheets, while WO3 formed aggregates. The crystal phase of g-C3N4 was hexagonal, whereas the crystal phase of WO3 was predominantly monoclinic, with photocatalyst crystal sizes ranging from 0.3 to 36 nm. UV-Vis DRS characterization indicated that the band gap energy of each synthesized catalyst ranged from 2.64 to 2.86 eV, enabling visible light absorption. The synthesized g-C3N4/WO3 photocatalyst with a 3:1 ratio demonstrated a lower recombination rate compared to g-C3N4, with a proposed charge transfer mechanism involving a Z-scheme heterojunction based on photoluminescence characterization. Additionally, the electrocoagulation-photocatalysis combination process resulted in a tetracycline degradation percentage of 62.02% and hydrogen accumulation of 49,982.20 mmol/g.

Abstrak :
Pada penelitian ini, sintesis nanopartikel ZnO, nanopartikel ZnV2O6, dan nanokomposit ZnO/ZnV2O6 berhasil dilakukan dengan metode green synthesis menggunakan ekstrak daun jambu biji (Psidium Guajava L.) dalam sistem dua fasa. Ekstrak n-heksana daun jambu biji memilki kandungan metabolit sekunder berupa alkaloid, saponin, dan steroid yang berperan sebagai basa lemah dan capping agent dalam proses sintesis nanopartikel. Karakterisasi FTIR, XRD, dan UV-Vis DRS dilakukan untuk mengetahui sifat struktural dan optik dari nanopartikel dan nanokomposit yang dihasilkan. Berdasarkan karakterisasi UV-Vis DRS, diperoleh nilai energi band gap dari nanopartikel ZnO, nanopartikel ZnV2O6, dan nanokomposit ZnO/ZnV2O6 masing-masing sebesar 3,25 eV; 2,28 eV; dan 2,95 eV. Selain itu, hasil uji fotokatalitik menunjukkan bahwa nanokomposit ZnO/ZnV2O6 memiliki aktivitas fotokatalitik yang paling baik dibandingkan nanopartikel ZnO dan ZnV2O6 dalam mendegradasi tetracycline di bawah sinar tampak selama 120 menit. Persen fotodegradasi tetracycline oleh ZnO/ZnV2O6, ZnV2O6, dan ZnO berturut-turut sebesar 96,77%; 82,69%; dan 29,82%. Lebih lanjut, reaksi fotodegradasi tetracycline menggunakan ZnO/ZnV2O6 mengikuti model kinetika laju orde satu semu dengan konstanta laju sebesar 2,92 × 10-2 min-1. ......In this research, synthesis of ZnO nanoparticles, ZnV2O6 nanoparticles, and ZnO/ZnV2O6 nanocomposites were successfully carried out by means of green synthesis method using guava (Psidium Guajava L.) leaf extract in a Two-Phase System. Guava leaf n-hexane extract contains secondary metabolites such as alkaloids, saponins, and steroids were used as weak bases source and capping agents in the synthesis process of nanoparticles. FTIR, XRD, and UV-Vis DRS measurements were conducted to elucidate the structural and optical properties of nanoparticles and nanocomposites. Based on the results of characterization using UV-Vis DRS, the band gap energy values of ZnO nanoparticles, ZnV2O6 nanoparticles, and ZnO/ZnV2O6 nanocomposites were 3,25 eV; 2,28 eV; and 2,95 eV. In addition, the photocatalytic test results showed that ZnO/ZnV2O6 nanocomposites had the best photocatalytic activity compared to ZnO and ZnV2O6 nanoparticles tetracycline degradation under visible light for 120 minutes. Tetracycline photodegradation percentage by ZnO/ZnV2O6, ZnV2O6, and ZnO obtained were 96,77%; 82,69%; and 29,82%, respectively. Additionally, the reaction kinetics of tetracycline photodegradation using ZnO/ZnV2O6 was found to be a pseudo-first-order rate with a rate constant of 2.92 × 10-2 min-1.