Reduksi Termal Oksida Grafena Berbasis Tandan Kosong Kelapa Sawit: Sintesis dan Aplikasinya sebagai Adsorben Metilen Biru

Authors

  • Mawar Saron
  • Dwiria Wahyuni
  • Yudha Arman Prodi Fisika FMIPA, Universitas Tanjungpura

DOI:

https://doi.org/10.26418/positron.v15i1.92203

Keywords:

metilen biru, oksida grafena tereduksi, reduksi termal, tandan kosong kelapa sawit

Abstract

Oksida grafena tereduksi (rGO) menjadi material yang menarik dalam berbagai aplikasi, termasuk dalam pengolahan limbah dan degradasi polutan. Dalam penelitian ini, rGO disintesis dari tandan kosong kelapa sawit (TKKS) menggunakan proses reduksi termal untuk aplikasi degradasi metilen biru (MB). TKKS yang kaya akan serat digunakan sebagai prekursor untuk memproduksi grafena oksida (GO) melalui oksidasi dengan bahan kimia. GO kemudian direduksi secara termal menggunakan metode ultrasonikasi, gelombang mikro, dan hidrotermal untuk menghasilkan rGO. Karakterisasi material yang dihasilkan dilakukan menggunakan X-ray diffraction (XRD) untuk mengidentifikasi struktur dan kristalinitas dari GO dan rGO. GO memiliki puncak di 2θ = 6,2 ° sedangkan rGO memiliki puncak 2θ di antara 23-25 ° dan 43-45 °. rGO yang dihasilkan memiliki derajat kristalinitas diantara 65-69% artinya struktur rGO teridentifikasi semi kristal. Uji degradasi menunjukkan bahwa rGO hidrotermal dapat mengurangi konsentrasi metilen biru hingga 79,9% dalam waktu 3 jam, dengan efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan rGO ultrasonikasi dan gelombang mikro. Penelitian ini menunjukkan potensi besar TKKS sebagai sumber bahan baku alternatif untuk sintesis rGO, serta memberikan bukti bahwa rGO yang dihasilkan memiliki kemampuan adsorpsi yang baik untuk degradasi polutan organik seperti metilen biru. Kebaruan penelitian ini terletak pada pemanfaatan TKKS sebagai bahan baku alternatif untuk sintesis rGO serta evaluasi perbandingan tiga metode reduksi. Hasilnya membuktikan bahwa rGO hidrotermal dari TKKS efektif dalam menurunkan konsentrasi metilen biru, sehingga dapat memberikan solusi pengolahan limbah yang efisien dan berkelanjutan.

Author Biography

Yudha Arman, Prodi Fisika FMIPA, Universitas Tanjungpura

Publication Profile:
Scopus
Google Scholar
Sinta

References

Teow, Y. H. , Wan Mohammad Hamdan, W. N. A. , and Mohammad, A. W. , Preparation of Palm Oil Industry’s Biomass-Based Graphene Composite for the Adsorptive Removal of Methylene Blue, Adsorption Science and Technology, 2021(11), pp.1–11, 2021.

Chen, X. and Chen, B. , Macroscopic and Spectroscopic Investigations of the Adsorption of Nitroaromatic Compounds on Graphene Oxide, Reduced Graphene Oxide, and Graphene Nanosheets, Environmental Science and Technology, 49(10), pp.6181–6189, 2015.

Hummers, W. S. , Preparation of Graphitic Acid, 2798(444), pp.2–4, 1957.

Marcano, D. C. , Kosynkin, D. V. , Berlin, J. M. , Sinitskii, A. , Sun, Z. , Slesarev, A. , Alemany, L. B. , Lu, W. , and Tour, J. M. , Improved Synthesis of Graphene Oxide, ACS Nano, 4(8), pp.4806–4814, 2010.

Hidayat, R., Wahyuningsih, S., and Ramelan, A. H. , Simple synthesis of rGO (reduced graphene oxide) by thermal reduction of GO (graphene oxide), IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 858(1), 2020.

Aprilia, N. and Kusumawati, D. H. , Penggunaan Metode Ultrasonik dalam Proses Sintesis rGO dari Tempurung Kelapa, Jurnal Inovasi Fisika Indonesia, 8(1), pp.8–10, 2019.

Aryani, T. and Mu’awanah, I. A. U. , Kajian Awal Sintesis Reduced Graphene Oxide (rGO) Metode Iradiasi Microwave dan Ultrasonikasi, Jurnal Kolaboratif Sains, 6(8), pp.1055–1060, 2023.

Honorisal, M.B.P., Huda, N., Partuti, T., and Sholehah, A., Sintesis dan Karakterisasi Grafena Oksida dari Tempurung Kelapa dengan Metode Sonikasi dan Hidrotermal, Teknika: Jurnal Sains dan Teknologi, 16(1), pp.1, 2020.

Thebora, M. E. , Kurnia Nastira Ningsih , and Muhammad Irhash Shalihin , Sintesis Grafena dari Limbah Pelepah Sawit (Elaeis Sp.) dengan Metode Reduksi Ggafit Oksida menggunakan Pereduksi Zn, Jurnal Khazanah Intelektual, 3(2), pp.462–476, 2020.

Safitri, N. L. . Sintesis Oksida Grafena Tereduksi Dari Tandan Kosong Kelapa Sawit Menggunakan Reduktor Ekstrak Daun Matoa Dan Aplikasinya Untuk Adsorpsi Metilen Biru,. Universitas Sriwijaya. 2022.

Taufik, M., Kasih, T.S.D., and Khair, M., Pembuatan Karbon Aktif Secara Kimia Hijau dari Limbah Cangkang Kelapa Sawit (Elaeis guineensis) dengan Aktivator Microwave, Jurnal Periodic Jurusan Kimia UNP, 10(1), pp.40, 2021.

Syukri, M. , Aisyah, S. , Welirang, M. A. , and Putri, N. H. , Pengaruh Waktu Karbonisasi pada Proses Pembuatan Briket Pelepah dan Tandan Kosong Kelapa Sawit dengan Perekat Tepung Tapioka4(2), pp.66–74, 2021.

Pratama, A. , Destiarti, L. , and Adhitiyawarman, A., Sintesis Titanium Oksida/Reduced Graphene Oxide (TiO2/rGO) untuk Fotokatalisis Bahan Pewarna Metilen Biru, Positron, 11(1), pp.31, 2021.

Agustin, T. N. and Kusumawati, D. H. , Fabrikasi dan Karakterisasi Nanofiber PVA-Graphene Oxide (GO) sebagai Separator Baterai Lithium-Ion, Jurnal Inovasi Fisika Indonesia (IFI), 12(1), pp.1–13, 2023.

Pragistio, Y.N., Pengaruh Waktu Ultrasonikasi Sintesis Graphene Dan Susunan Komposit Laminat Graphene-TiO2 Terhadap Unjuk Kerja Dye Sensitized Solar Cell (DSSC). Institut Teknologi Sepuluh Nopember. 2015, 2015.

Fauzi, F. and Sunu, W., Jurnal Fisika Analisis Karakteristik Graphene Oxide dan Reduksinya melalui Gelombang Mikro, Universitas Negeri Semarang, 11(1), pp.9–18, 2021.

Aritonang, A. B., Parwaty, P., Wibowo, M. A., Ardiningsih, P., and Adhitiyawarman, A., Sintesis TiO2-rGO dengan Pereduksi Alumunium untuk Fotokatalisis Degradasi Metilen Biru di bawah Irradiasi Sinar Tampak, Equilibrium Journal of Chemical Engineering, 6(2), pp.150, 2023.

Lane, G., Phone, D.F. and Pages, W., Plastics Topics–Crystallinity and plastics Plastics Topics–Crystallinity and plastics Contents, 2014.

Pei, S. and Cheng, H.M., The Reduction of Graphene Oxide, Carbon, 50(9), pp.3210–3228, 2012.

Wei Zhang, Ming Zhou, Hongwei Zhu, Yu Tian, Kunlin Wang, Jinquan Wei, Fei Ji, Xiao Li, Zhen Li, P. Z., Tribological Properties of Oleic Acid-modified Graphene as Lubricant Oil Additives, Journal of Physics D: Applied Physics, 44pp.20, 2011.

Kusrini, E., Suhrowati, A., Usman, A., Khalil, M., and Degirmenci, V., Synthesis and Characterization of Graphite Oxide, Graphene Oxide, and Reduced Graphene Oxide from Graphite Waste Using Modified Hummers’ Method and Zinc as Reducing Agent, International Journal of Technology, 10(6), pp.1093–1104, 2019.

Lin, S., Tang, J., Zhang, K., Chen, Y., Gao, R., Yin, H., and Qin, L. C., Tuning oxygen-containing functional groups of graphene for supercapacitors with high stability, Nanoscale Advances, 5(4), pp.1163–1171, 2023.

Sieradzka, M., Ślusarczyk, C., Biniaś, W., and Fryczkowski, R., The role of the oxidation and reduction parameters on the properties of the reduced graphene oxide, Coatings, 11(2), pp.1–18, 2021.

Vu, T.H.T., Green Synthesis of Reduced Graphene Oxide Nanosheets Using Shikimic Acid for Supercapacitors, Journal of Chemical Science and Engineering, 2pp.45–52, 2018.

Setiadji, S., Nuryadin, B. W., Ramadhan, H., Sundari, C. D. D., Sudiarti, T., Supriadin, A., and Ivansyah, A. L., Preparation of reduced Graphene Oxide (rGO) assisted by microwave irradiation and hydrothermal for reduction methods, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 434(1), 2018.

Soltani, T. and Kyu Lee, B., A Benign Ultrasonic Route to Reduced Graphene Oxide from Pristine Graphite, Journal of Colloid and Interface Science, 486(9), pp.337–343, 2017.

Stobinski, L., Lesiak, B., Malolepszy, A., Mazurkiewicz, M., Mierzwa, B., Zemek, J., Jiricek, P. and Bieloshapka, I., Graphene oxide and reduced graphene oxide studied by the XRD, TEM and electron spectroscopy methods. Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 195, pp.145-154, 2014.

Huda, T. and Yulitaningtyas, T. K. , Kajian Adsorpsi Methylene Blue Menggunakan Selulosa dari Alang-Alang, IJCA (Indonesian Journal of Chemical Analysis), 1(1), pp.9–19, 2018.

Safitri, R.F. and Kusumawati, D. H., Aplikasi Bahan Komposit Berbasis Reduced Graphene Oxied (rGO), Inovasi Fisika Indonesia, 9(2), pp.93–104, 2020.

Downloads

Published

2025-05-31

Issue

Vol. 15 No. 1 (2025): Vol. 15 No. 1 Edition

Section

Articles

License

Authors who publish with this journal agree to the following terms:

  1. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
  2. Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
  3. Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.