Sintesis dan karakterisasi Carbon dots doping nitrogen dari alga hijau sebagai material fotokatalis

INDONESIA:

Carbon dots (CDs) merupakan material karbon berukuran nano partikel 0-dimensi. Berbagai jenis biomassa telah digunakan sebagai sumber karbon untuk mensintesis CDs. Alga hijau memiliki komposisi abu yang relatif sedikit sehingga menghasilkan lebih banyak karbon yang dapat digunakan sebagai prekursor dalam pembuatan CDs. Kualitas CDs dapat ditingkatkan dengan doping nitrogen. Penelitian ini menggunakan ammonia sebagai sumber nitrogennya dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh doping nitrogen terhadapat sifat fisis dan aktivitas fotokatalis. Metode hidrotermal digunakan untuk sintesis CDs dengan variasi doping nitrogen sebanyak 0,6 mL, 1,2 mL dan 1,8 mL pada suhu 160oC dan 180oC selama 5 jam. Spektrofotometer FTIR menunjukkan NCDs memiliki gugus fungsi O-H, C≡C, C=O, C-N, C-O dan C=C. Spektrofotometer UV-Vis menunjukkan NCDs memiliki puncak serapan sekitar 260-280 nm dikaitkan dengan π-π* dari ikatan C=C dan 328-332 nm dikaitkan dengan n-π* dari ikatan C=O. Doping nitrogen menyebabkan energi gap pada sampel menurun, energi gap tertinggi terdapat pada sampel CDs 160oC sebesar 3,87 eV dan energi gap terkecil terdapat pada sampel NCDs 180-1,8 sebesar 3,72 eV. Performa CDs mengalami peningkatan dengan penambahan nitrogen dari hasil pengujian fotokatalis. Efisiensi fotodegradasi mengalami peningkatan yang cukup signifikan pada sampel NCDs 180-1,8 pada kondisi terang yaitu sebesar 39%.

ENGLISH:

Carbon compounds with a 0 dimension are called carbon dots (CDs). CDs are widely applied in research fields such as bioimaging, sensing, optoelectronics and photocatalysts. Green algae have a relatively low ash composition, which may produce more carbon so that it can be used as a precursor in the manufacture of CDs. This study aims to determine the effect of nitrogen doping on the physical properties and photocatalyst activity. The hydrothermal method was used to synthesize CDs with variations of nitrogen doping of 0.6 mL, 1.2 mL and 1.8 mL at 160oC and 180oC for 5 hours. FTIR results show that NCDs have O-H, C≡C, C=O, C-N, C-O and C=C functional groups. According to the UV-Vis data, the NCDs had absorption peaks around 260–280 nm associated with the C=C bond's π-π * and 328–332 nm associated with the C=O bond's n-π *. The energy gap in the sample decreased as a result of nitrogen doping; the NCDs 180-1.8 sample had the least gap energy of 3.72 eV and the 160oC CDs sample had the largest gap energy of 3.87 eV. According to the results of the photocatalyst test, nitrogen has improved CD performance. Under high lighting, the NCDs 180-1.8 sample's photodegradation efficiency rose noticeably to 39%.

ARABIC:

النقاط الكربونية (CDs) عبارة عن مواد كربونية بحجم 0 جزيئات نانوية. تم استخدام أنواع مختلفة من الكتلة الحيوية كمصدر للكربون لتركيب الأقراص المدمجة. تحتوي الطحالب الخضراء على تركيبة رماد منخفضة نسبيًا بحيث تنتج المزيد من الكربون الذي يمكن استخدامه كسلائف في تصنيع الأقراص المدمجة. يمكن تحسين جودة الأقراص المدمجة عن طريق تعاطي المنشطات بالنيتروجين. استخدمت هذه الدراسة الأمونيا كمصدر للنيتروجين بهدف تحديد تأثير تعاطي المنشطات بالنيتروجين على الخواص الفيزيائية ونشاط الحفاز الضوئي. تم استخدام الطريقة الحرارية المائية لتركيب أقراص مضغوطة مع اختلافات في تعاطي المنشطات بالنيتروجين بمقدار 0.6 مل و 1.2 مل و 1.8 مل عند 160 درجة مئوية و 180 درجة مئوية لمدة 5 ساعات. أظهر مقياس الطيف الضوئي FTIR أن الأمراض غير المعدية لها مجموعات وظيفية O-H و C≡C و C = O و C-N و C-O و C = C. أظهر مقياس الطيف الضوئي بالأشعة المرئية وفوق البنفسجية أن الأمراض غير المعدية لها قمم امتصاص تبلغ حوالي 260-280 نانومتر مرتبطة بالرابطة π-π * للرابطة C = C و 328-332 نانومتر المرتبطة ب n-π - * للرابطة C = O. تسبب تعاطي المنشطات بالنيتروجين في تقليل فجوة الطاقة في العينة ، وتم العثور على أعلى فجوة طاقة في عينة الأقراص المضغوطة التي تبلغ 160 درجة مئوية والتي تبلغ 3.87 فولت ، وتم العثور على أصغر فجوة طاقة في عينة الأمراض غير المعدية 180-1.8 من 3.72 فولت. زاد أداء الأقراص المدمجة مع إضافة النيتروجين من نتائج اختبار الحفاز الضوئي. زادت كفاءة التحلل الضوئي بشكل ملحوظ في عينة 180-1.8 من الأمراض غير المعدية في ظل ظروف مشرقة ، والتي كانت 39٪