Pengaruh variasi suhu kalsinasi terhadap aktivitas fotokatalis exfoliated graphite pada degradasi methyene blue

INDONESIA
Limbah zat warna metilen biru dari industri tekstil merupakan polutan toksik yang membahayakan lingkungan, sehingga diperlukan metode penguraian yang efektif seperti fotokatalis. Exfoliated Graphite (EG) merupakan material karbon potensial yang konduktivitasnya dapat dimodifikasi melalui perlakuan panas untuk meningkatkan aktivitas fotokatalitik. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis EG menggunakan metode electrochemical exfoliation dan menyelidiki pengaruh variasi suhu kalsinasi (300°C, 350°C, dan 400°C) terhadap sifat fisis serta aktivitas fotokatalisnya. Karakterisasi dilakukan menggunakan XRD, FTIR, LCR meter, dan UV-Vis, sementara uji fotokatalis dilakukan terhadap degradasi metilen biru di bawah paparan sinar UV. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kalsinasi pada suhu 350°C memberikan kondisi optimum dengan ukuran kristal terbesar (12,33 nm) dan nilai energi gap terkecil (3,11 eV). Analisis LCR meter mengonfirmasi bahwa sampel EG-350 memiliki konduktivitas listrik tertinggi sebesar 6,486 x 10-1 S/m karena hilangnya residu sisa eksfolisi yang menghambat pergerakan elektron. Uji aktivitas fotokatalis menunjukkan bahwa sampel EG-350 mampu mendegradasi metilen biru dengan efisiensi tertinggi mencapai 86,45% dan konstanta laju reaksi sebesar 1,507×10-2 min−1. Sebaliknya, kalsinasi pada suhu 400°C menyebabkan penurunan performa akibat degradasi termal yang merusak keteraturan struktur kristal. Temuan ini menyimpulkan bahwa suhu kalsinasi yang terkontrol efektif meningkatkan efisiensi fotokatalis EG melalui optimasi sifat listrik dan optik material
INGGRIS
Methylene blue dye waste from the textile industry is a toxic pollutant that endangers the environment, necessitating effective decomposition methods such as photocatalysis. Exfoliated Graphite (EG) is a potential carbon material whose conductivity can be modified through heat treatment to enhance photocatalytic activity. This study aims to synthesize EG using the electrochemical exfoliation method and investigate the effect of calcination temperature variations (300°C, 350°C, and 400°C) on its physical properties and photocatalytic activity. Characterization was performed using XRD, FTIR, LCR meter, and UV-Vis, while photocatalytic tests were conducted on the degradation of methylene blue under UV light exposure. The results showed that calcination at 350°C provided the optimum conditions, yielding the largest crystal size (13,05 nm) and the smallest energy gap (3.11 eV). LCR meter analysis confirmed that the EG-350 sample possessed the highest electrical conductivity at 6,486 x 10-1 S/m, attributed to the removal of oxygen functional groups that hinder electron movement. Photocatalytic activity tests demonstrated that the EG-350 sample was capable of degrading methylene blue with the highest efficiency of 86.45% and a reaction rate constant of 1,507×10-2 min−1. Conversely, calcination at 400°C led to a decline in performance due to thermal degradation that disrupted the regularity of the crystal structure. These findings conclude that controlled calcination temperature effectively increases the efficiency of EG photocatalysts by optimizing the electrical and optical properties of the material
ARAB

النفايات الناتجة عن صبغة الميثيلين الأزرق من صناعة المنسوجات تُعد ملوثات سامة تُشكل خطراً على البيئة، لذلك هناك حاجة إلى طرق تحلل فعّالة مثل التحفيز الضوئي. الغرافيت المقشّر (EG) هو مادة كربونية محتملة يمكن تعديل موصليتها عبر المعالجة الحرارية لتعزيز نشاطها التحفيزي الضوئي. يهدف هذا البحث إلى تخليق EG باستخدام طريقة التقشير الكهربائي ودراسة تأثير variations درجة حرارة التكليس (300°C، 350°C، و400°C) على الخصائص الفيزيائية ونشاطها التحفيزي الضوئي. تم إجراء التحليل باستخدام XRD، FTIR، جهاز LCR، وUV-Vis، بينما تم اختبار التحفيز الضوئي لتحلل الميثيلين الأزرق تحت التعرض للأشعة فوق البنفسجية. أظهرت نتائج البحث أن التكليس عند درجة حرارة 350°C يوفر الظروف المثلى بحجم البلورة الأكبر (13,05 نانومتر) وقيمة فجوة الطاقة الأدنى (3.11 إلكترون فولت). وأكد تحليل مقياس LCR أن العينة EG=350 تمتلك أعلى موصلية كهربائية بلغت 6.4 × 10^-1 س/م بسبب إزالة بقايا التقشير التي تعيق حركة الإلكترونات. أظهرت اختبارات النشاط الحفاز الضوئي أن العينة EG-350 قادرة على تحلل الأزرق الميثيلين بكفاءة تصل إلى 86.45% وثابت معدل التفاعل يبلغ 1.507×10^-2 دقيقة^-1. وعلى النقيض من ذلك، أسفر التكليس عند درجة حرارة 400°C عن انخفاض الأداء نتيجة التحلل الحراري الذي يضر بتنظيم بنية البلورة. وتخلص هذه النتائج إلى أن التحكم الفعال في درجة حرارة التكليس يعزز كفاءة الحفاز الضوئي EG من خلال تحسين الخصائص الكهربائية والبصرية للمادة.