SINTESIS Fe3O4/KCC-1/KARBON DOT DARI DAUN BAMBU APUS (Gigantochloa apus) SEBAGAI FOTOKATALIS UNTUK DEGRADASI METILEN BIRU

Elisabeth Natalie Gunanto, Prof. Indriana Kartini, S.Si., M.Si., Ph.D.; Prof. Dr.rer.nat. Nuryono, M.S.

2026 | Skripsi | KIMIA

Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mensintesis komposit Fe3O4/KCC-1/Karbon Dot dari biomassa daun bambu apus (Gigantochloa apus) sebagai fotokatalis untuk degradasi metilen biru. Karbon dot (CD) dipilih karena memiliki ukuran partikel nano, intensitas fluoresensi tinggi, sifat optik yang baik, stabil, dan ramah lingkungan. Untuk meningkatkan stabilitas dan fungsi aplikatifnya, CD dikompositkan dengan nanopartikel magnetik Fe3O4 dan KCC-1, yaitu silika berstruktur bola berserat dengan luas permukaan besar.

Tahapan penelitian dimulai dari sintesis CD melalui metode hidrotermal, serta sintesis KCC-1 dari tetraetoksi ortosilan (TEOS) menggunakan metode solvotermal. Nanopartikel Fe3O4 diperoleh dari pasir besi Pantai Glagah dan disintesis dengan metode kopresipitasi, lalu diimpregnasi dengan KCC-1 untuk menghasilkan material bermuatan magnetik dan luas permukaan besar. Tahap akhir adalah pengompositan CD ke dalam Fe3O4/KCC-1 melalui proses pengadukan sehingga terbentuk komposit Fe3O4/KCC-1/Karbon Dot. Komposit hasil sintesis kemudian dikarakterisasi menggunakan berbagai instrumen. Instrumen tersebut meliputi FTIR, XRD, UV-Vis, DR UV-Vis, spektrofotometer fluoresensi, FE-SEM, SAA, TEM, dan HR-TEM.

Hasil menunjukkan bahwa komposit Fe3O4/KCC-1/Karbon Dot memiliki energi celah pita sebesar 2,01 eV yang dapat mendegradasi metilen biru di bawah kondisi cahaya tampak. Aktivitas degradasi tertinggi metilen biru diperoleh pada saat 30 mg Fe3O4/KCC-1/Karbon Dot selama 120 menit menggunakan metilen biru 10 ppm sebanyak 20 mL. Persentase degradasi yang diperoleh pada kondisi optimum adalah 90,3%. Setelah Fe3O4/KCC-1/Karbon Dot digunakan ulang sebanyak tiga kali pada kondisi optimum, diperoleh persentase degradasi metilen biru dari 90,3% menjadi 89,4% setelah penggunaan ke-2 dan 87,9% setelah penggunaan ke-3.

This study was conducted with the aim to synthesize Fe3O4/KCC-1/Carbon Dots composite from apus bamboo leaf (Gigantochloa apus) biomass as a photocatalyst for the degradation of methylene blue. Carbon dots (CD) was chosen because it has nano-sized particles, high fluorescence intensity, good optical properties, stability, and environmental friendliness. To improve its stability and applicability, CD was composited with Fe3O4 magnetic nanoparticles and KCC-1, a spherical fibrous silica with a large surface area.

The research process began with the synthesis of CD via hydrothermal method and the synthesis of KCC-1 from tetraethoxy orthosilane (TEOS) via solvothermal method. Fe3O4 nanoparticles were obtained from Glagah Beach iron sand using the coprecipitation synthesis method, then impregnated with KCC-1 to produce a magnetically charged material with a large surface area. The final stage was compositing of CD into Fe3O4/KCC-1 via stirring to form the Fe3O4/KCC-1/Carbon Dots material. The synthesized material was then characterized using various instruments. These instruments included FTIR, XRD, UV-Vis, DR UV-Vis, fluorescence spectrophotometer, FE-SEM, SAA, TEM, and HR-TEM.

The results show that the Fe3O4/KCC-1/Carbon Dots composite has a bandgap of  2.01 eV and can degrade methylene blue under visible light. The highest methylene blue degradation activity was achieved using 30 mg of Fe3O4/KCC-1/Carbon Dots for 120 minutes with 20 mL of 10 ppm methylene blue. The degradation percentage obtained under optimum conditions was 90.3%. After the Fe3O4/KCC-1/Carbon Dots were reused three times under optimum conditions, the percentage of methylene blue degradation decreased from 90.3% to 89.4?ter the second use and to 87.9?ter the third use.

Kata Kunci : daun bambu, kcc-1, karbon dot, metilen biru, fotokatalis