Pengaruh Variasi Massa Fe3O4 Tehadap Karakteristik Nanokomposit Fe3O4@Biochar Dari Tandan Kosong Kelapa Sawit Sebagai Adsorpsi Rhodamin B

Pane, Reza Hotna Uli (2025) Pengaruh Variasi Massa Fe3O4 Tehadap Karakteristik Nanokomposit Fe3O4@Biochar Dari Tandan Kosong Kelapa Sawit Sebagai Adsorpsi Rhodamin B. S1 thesis, Universitas Jambi.

	Text ABSTRAK.pdf Download (63kB)
	Text BAB I.pdf Download (1MB)
	Text BAB V.pdf Download (74kB)
	Text COVER SKRIPSI.pdf Download (128kB)
	Text DAFTAR PUSTAKA.pdf Download (92kB)
	Text SKRIPSI_FULL_REZA HOTNA ULI PANE_F1C121048.pdf Restricted to Repository staff only Download (6MB)
	Text HALAMAN PENGESAHAN.pdf Download (371kB)

Abstract

RINGKASAN Penelitian ini berhasil mensintesis dan mengkarakterisasi nanokomposit Fe3O4@Biochar berbasis Fe₃O₄ dari tandan kosong kelapa sawit (TKKS) sebagai adsorben fungsional untuk mengadsorpsi Rhodamin B dari larutan air. Pemanfaatan TKKS sebagai bahan dasar biochar didorong oleh ketersediaannya yang melimpah serta kandungan lignoselulosa yang tinggi. Biochar diperoleh melalui proses karbonisasi TKKS pada suhu 450 °C selama 45 menit, kemudian diaktivasi secara kimia menggunakan larutan KOH untuk meningkatkan porositas dan gugus fungsional. Fe₃O₄ disintesis melalui metode green synthesis menggunakan ekstrak kulit nanas sebagai agen pereduksi alami. Kedua material kemudian dikompositkan menggunakan metode hidrotermal pada suhu 180 °C selama 12 jam dengan variasi rasio biochar:Fe₃O₄ sebesar 1:1, 2:1, dan 3:1. Hasil karakterisasi FTIR menunjukkan adanya pergeseran pita vibrasi gugus –OH, C=O, dan C–O setelah dikompositkan, yang menandakan terbentuknya interaksi kimia antar fasa melalui ikatan hidrogen dan gaya elektrostatik. XRD menunjukkan bahwa struktur kristal Fe₃O₄ tetap stabil dalam bentuk spinel kubik (Fd-3m) pada semua rasio, dengan puncak intens pada bidang (131), (151), dan (040). Namun, terjadi penurunan intensitas difraksi dan pelebaran puncak pada rasio biochar yang lebih tinggi akibat distribusi karbon amorf yang melapisi permukaan kristalin. Uji VSM mengonfirmasi bahwa seluruh material bersifat superparamagnetik dengan nilai koersivitas <0,15 kOe. Nilai saturasi magnetik (Ms) tertinggi diperoleh pada Fe₃O₄ murni sebesar 84,60 emu/g, dan menurun pada rasio nanokomposit 1:1 (40,23 emu/g), 2:1 (65,81 emu/g), dan 3:1 (74,36 emu/g), menandakan berkurangnya fraksi magnetik seiring bertambahnya biochar, tetapi tetap cukup untuk memungkinkan pemisahan berbasis medan magnet. Uji adsorpsi Rhodamin B dilakukan dengan variasi massa adsorben (50–200 mg) pada konsentrasi awal 20 ppm dan pH 11. Hasil menunjukkan bahwa Kapasitas adsorpsi tertinggi mencapai 80%, dicapai pada rasio biochar:Fe₃O₄ sebesar 2:1 dengan massa 150–200 mg. Nilai adsorbansi akhir menurun drastis dari 2,189 menjadi sekitar 0,431, mengindikasikan efektivitas material dalam menjerap molekul Rhodamin B. Mekanisme adsorpsi berlangsung melalui kombinasi interaksi elektrostatik, ikatan hidrogen, π–π stacking antara cincin aromatik Rhodamin B dengan biochar, serta pertukaran ion pada gugus fungsional biochar. Pada rasio 3:1, Kapasitas adsorpsi tetap tinggi namun terjadi kecenderungan saturasi dan potensi aglomerasi, yang dapat menghambat difusi zat ke dalam pori aktif. Keyword: Greensynthesis, Nanokomposit,Biochar,Nanopartikel Fe3O4,,Pasir Besi, Fe3O4@Biochar SUMMARY This research successfully synthesized and characterized a magnetic biochar nanocomposite based on Fe₃O₄ derived from empty oil palm bunches (TKKS) as a functional adsorbent for adsorbing Rhodamine B from aqueous solution. The utilization of TKKS as a biochar precursor is driven by its abundant availability and high lignocellulosic content. Biochar was obtained through a carbonization process of TKKS at 500 °C for 2 hours, followed by chemical activation using KOH solution to enhance porosity and functional groups. Fe₃O₄ was synthesized through a green synthesis method using pineapple peel extract as a natural reducing agent. Both materials were then composited using the hydrothermal method at 180 °C for 12 hours with a biochar:Fe₃O₄ ratio variation of 1:1, 2:1, and 3:1. FTIR characterization results showed a shift in the vibrational bands of –OH, C=O, and C–O groups after compositing, indicating the formation of chemical interactions between phases through hydrogen bonding and electrostatic forces. XRD showed that the crystal structure of Fe₃O₄ remained stable in the cubic spinel form (Fd-3m) at all ratios, with intense peaks at the (131), (151), and (040) planes. However, there was a decrease in diffraction intensity and peak broadening at higher biochar ratios due to the distribution of amorphous carbon coating the crystalline surface. VSM testing confirmed that all materials were superparamagnetic with a coercivity value of <0.15 kOe. The highest magnetic saturation (Ms) value was obtained in pure Fe₃O₄ at 84.60 emu/g, and decreased in nanocomposite ratios of 1:1 (40.23 emu/g), 2:1 (65.81 emu/g), and 3:1 (74.36 emu/g), indicating a reduction in magnetic fraction with increasing biochar, but still sufficient for magnetic field-based separation. Rhodamine B adsorption tests were conducted with variations in adsorbent mass (50–200 mg) at an initial concentration of 20 ppm and pH 11. The results showed that the highest adsorption efficiency reached 80%, achieved at a biochar:Fe₃O₄ ratio of 2:1 with a mass of 150–200 mg. The final absorbance value drastically decreased from 2.189 to around 0.431, indicating the material’s effectiveness in capturing Rhodamine B molecules. The adsorption mechanism proceeded through a combination of electrostatic interaction, hydrogen bonding, π–π stacking between the aromatic ring of Rhodamine B and biochar, as well as ion exchange on the functional groups of biochar. At a 3:1 ratio, the adsorption efficiency remained high but showed a tendency toward saturation and potential agglomeration, which could hinder solute diffusion into the active pores.

Type:	Thesis (S1)
Uncontrolled Keywords:	Greensynthesis, Nanokomposit,Biochar,Nanopartikel Fe3O4,,Pasir Besi, Fe3O4@Biochar
Subjects:	Q Science > QD Chemistry
Divisions:	Fakultas Sains dan Teknologi > Kimia
Depositing User:	Reza Hotna Uli Pane
Date Deposited:	10 Jul 2025 07:09
Last Modified:	04 Aug 2025 00:27
URI:	https://repository.unja.ac.id/id/eprint/83314

Actions (login required)

View Item