Optimalisasi Kinerja Fotokatalitik Komposit ZnO/rGO Berbasis Limbah Cangkang Sawit untuk Degradasi Methylene Blue

Optimization of Photocatalytic Performance of ZnO/rGO Composite Based on Palm Kernel Shell Waste for Methylene Blue Degradation

  • Poppy Anggara Kasih Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Surabaya, Indonesia
  • Riski Ramadani Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Surabaya, Indonesia
  • Munasir Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Surabaya, Indonesia
DOI: https://doi.org/10.56338/jks.v8i12.9403
Keywords: Komposit ZnO/rGO, Fotokatalisis, Degradasi metilena biru, Pengolahan air limbah

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan kinerja fotokatalitik ZnO dengan menggabungkan graphene oxide tereduksi (rGO) untuk degradasi metilen biru (MB), pewarna persisten yang umum ditemukan dalam air limbah tekstil. Penelitian ini meliputi sintesis komposit ZnO/rGO, karakterisasi sifat struktural dan optiknya, dan evaluasi efisiensi fotokatalitiknya. Material dikarakterisasi menggunakan XRD, FTIR, spektroskopi Raman, SEM-EDX, dan analisis UV-Vis untuk mengonfirmasi pembentukan komposit dan memeriksa perubahan energi celah pita. Aktivitas fotokatalitik dinilai melalui degradasi MB di bawah iradiasi UV pada dua konsentrasi. Hasilnya menunjukkan bahwa penambahan rGO meningkatkan penyerapan cahaya, meningkatkan transfer elektron, dan mengurangi rekombinasi elektron-lubang dibandingkan dengan ZnO murni. Komposit ZnO/rGO yang mengandung 10% rGO mencapai efisiensi degradasi tertinggi, mencapai 99,1% pada 30 ppm dan 98,9% pada 60 ppm. Temuan ini menunjukkan bahwa rGO secara signifikan meningkatkan sifat struktural dan fotokatalitik ZnO, menjadikan komposit ZnO/Rgo, terutama pada 10% rGO, sebagai material yang menjanjikan dan ramah lingkungan untuk pengolahan air limbah yang terkontaminasi pewarna.

References

Dai, X., Zeng, H., Jin, C., Rao, J., Liu, X., Li, K., Zhang, Y., Yu, Y., & Zhang, Y. (2021). 2D–3D graphene-coated diatomite as a support toward growing ZnO for advanced photocatalytic degradation of methylene blue. RSC Advances, 11(61), 38505–38514. https://doi.org/10.1039/D1RA07708B
Elgharbi, S., Boubakri, A., Bouguecha, S., Bilel, H., Matalka, S. I., & Hafiane, A. (2024). Membrane Distillation for Methylene Blue Dye Removal from Wastewater: Investigating Process Optimization and Membrane Wettability. Arabian Journal for Science and Engineering, 49(6), 8131–8145. https://doi.org/10.1007/s13369-024-08756-6
Han, S., Zhou, X., Xie, H., Wang, X., Yang, L., Wang, H., & Hao, C. (2022). Chitosan-based composite microspheres for treatment of hexavalent chromium and EBBR from aqueous solution. Chemosphere, 305, 135486. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.135486
Krishna Moorthy, A., Govindarajan Rathi, B., Shukla, S. P., Kumar, K., & Shree Bharti, V. (2021). Acute toxicity of textile dye Methylene blue on growth and metabolism of selected freshwater microalgae. Environmental Toxicology and Pharmacology, 82, 103552. https://doi.org/10.1016/j.etap.2020.103552
Kusrini, E., Suhrowati, A. A., Usman, A., Degirmenci, Dr. V., & Khalil, M. (2019). Synthesis and Characterization of Graphite Oxide, Graphene Oxide and Reduced Graphene Oxide from Graphite Waste using Modified Hummers’s Method and Zinc as Reducing Agent. International Journal of Technology, 10(6), 1093. https://doi.org/10.14716/ijtech.v10i6.3639
Madi, K., Chebli, D., Ait Youcef, H., Tahraoui, H., Bouguettoucha, A., Kebir, M., Zhang, J., & Amrane, A. (2024). Green Fabrication of ZnO Nanoparticles and ZnO/rGO Nanocomposites from Algerian Date Syrup Extract: Synthesis, Characterization, and Augmented Photocatalytic Efficiency in Methylene Blue Degradation. Catalysts, 14(1), 62. https://doi.org/10.3390/catal14010062
Murugan, S., Vignesh, G., & Ashokkumar, M. (2024). Investigating the influence of CuS ratio on sun light – Driven photocatalytic performance of ZnS:CuS nanocomposites and reusability of PVA/ZnS: CuS polymer membrane. Materials Chemistry and Physics, 328, 130025. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2024.130025
Rorissa, G. L., Tesema, E. A., D.M., R. P., Hunde, A. R., Beyena, S. Y., Biru, M. A., Mekonnen, D. T., & Adnualem, T. L. (2025). Removal of methylene blue dye from textile industry wastewater using green synthesized Teff straw assisted ZnO nanoparticle. Scientific Reports, 15(1), 26230. https://doi.org/10.1038/s41598-025-11746-9
Siregar, S., & Kiswiranti, D. (2020). Analisis Kualitas Air Tanah Akibat Pengaruh Sungai Klampok Yang Tercemar Limbah Industri Di Kecamatan Bergas Semarang Jawa Tengah (Analysis of Groundwater Quality Due to Effect Klampok River that was Contaminated Industrial Waste in Bergas Semarang Central Java). Jurnal Manusia Dan Lingkungan, 26(1), 36. https://doi.org/10.22146/jml.39962
Thuy, P. T., Hue, B. T. C., Sang, N. X., Thanh Thuy, L. T., & Lieu, P. L. (2024). Synthesis of zinc oxide-doped reduced graphene oxide (rGO) nanocomposites on visible light-driven photocatalytic and antibacterial activity applications. Nano Express, 5(4), 045018. https://doi.org/10.1088/2632-959X/ad9e0a
Wu, Y., Zou, L., Zhu, H., Mei, J., Yang, K., Cui, Y., Qian, K., Han, Y., Fan, M., & Liu, D. (2023). Improved combustion of NH3/C2H4 with Ni modified Fe-based catalyst. Chemical Engineering Journal, 472, 145187. https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.145187
Published
2025-12-10
Issue
Vol. 8 No. 12: Desember 2025
Section
Article