Jurnal Kimia dan Rekayasa

The Effect of Carbonization Temperature on the Synthesis and Characteristics of Fe3O4/CQDs

2026-08-19T21:21:33+07:00

This study aimed to investigate the effect of carbonization temperature on the formation and optical characteristics of Fe₃O₄/CQDs. Fe₃O₄/CQDs nanocomposites were synthesized using the hydrothermal method, with dried banana leaves employed as the carbon source. The results indicated that the optimum carbonization temperature for CQD synthesis was 400^oC, at which a higher absorbance intensity was observed, suggesting the formation of a greater amount of CQDs in the sample. UV–Vis spectroscopy was employed to evaluate the optical properties of the synthesized nanocomposites, determine the maximum absorption wavelength (λmax), monitor changes in absorbance, and identify electronic transitions resulting from variations in carbonization temperature. The UV–Vis spectra revealed that the Fe₃O₄/CQDs nanocomposite synthesized at a carbonization temperature of 300^oC exhibited a maximum absorption peak at 321 nm, whereas the sample synthesized at 400^oC showed a maximum absorption peak at 283 nm. These differences in the absorption spectra indicate that carbonization temperature significantly influences the optical properties of the material through changes in the CQD structure and the electronic transition processes occurring within the samples. Careful control of the carbonization temperature is essential because temperatures above 300^oC may lead to excessive oxidation, resulting in damage to the surface structure of CQDs and deterioration of their optical properties. Furthermore, this study discusses the formation of non-radiative pathways at higher temperatures, which reduce the photoluminescence intensity due to insufficient energy transfer between the CQD core and surface.

Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh suhu karbonisasi terhadap pembentukan dan karakteristik optik Fe₃O₄/CQDs. Sintesis Fe₃O₄/CQDs menggunakan metode Hidrotermal. Sumber karbon yang digunakan pada penelitian ini adalah daun pisang kering. Hasil penelitian menunjukkan bahwa suhu optimal untuk mensintesis CQD adalah 300^oC, yang mana intensitas absorbansi lebih tinggi diamati, yang menunjukkan jumlah pembentukan CQDs yang lebih besar dalam sampel. Pada penelitian ini karakterisasi menggunakan spektroskopi UV-Vis untuk mengevaluasi sifat optik, menentukan λmax, mengamati perubahan absorbansi, dan mengidentifikasi transisi elektronik akibat variasi suhu karbonisasi. Hasil karakterisasi menggunakan spektroskopi UV-Vis menunjukkan bahwa nanokomposit Fe₃O₄/CQDs yang disintesis pada suhu karbonisasi 300^oC memiliki puncak absorbansi pada panjang gelombang 321 nm, sedangkan sampel yang disintesis pada suhu 400^oC menunjukkan puncak absorbansi pada 283 nm. Perbedaan spektrum absorbansi ini mengindikasikan bahwa suhu karbonisasi memengaruhi sifat optik material melalui perubahan struktur CQDs dan proses transisi elektronik yang terjadi pada sampel. Pentingnya mengendalikan suhu karbonisasi, karena suhu di atas 300^oC dapat menyebabkan oksidasi berlebihan, merusak struktur permukaan CQDs dan mengakibatkan berkurangnya sifat optik. Studi ini juga membahas pembentukan jalur non-radiatif pada suhu yang lebih tinggi, yang dapat mengurangi intensitas pendaran cahaya karena transfer energi yang tidak memadai antara inti dan permukaan CQDs.

Effect of Sulfuric Acid Concentration Variation in the Phosphogypsum Washing Process on Purity Improvement and Reduction P2O5 Content

2026-08-19T22:02:40+07:00

Phosphogypsum (PG) is a solid by-product of phosphoric acid production that contains various impurities, particularly P₂O₅, resulting in purity levels of only 80 - 85%, which fall below the industrial standard of over 90%. This study aimed to investigate the effect of varying sulfuric acid concentrations using raw water (RCW) on improving phosphogypsum purity and reducing water soluble (WS) and total P₂O₅ content. The chemical washing method was applied by mixing 60 grams of PG with 140 mL of sulfuric acid solution at concentrations of 0%, 0.1%, 0.375%, and 1%, heated at 40 - 50^oC for one hour at 130 rpm stirring speed. P₂O₅ content was analyzed using UV-Vis spectrophotometry at 440 nm wavelength, while purity was determined through crystalline water content measurements. Results showed that washing with raw water alone yielded the highest purity for Sample 1 at 93.56%, while Sample 2 achieved optimal purity of 91.97% at 0.1% sulfuric acid concentration. P₂O₅ WS decreased significantly after raw water washing, and excessive sulfuric acid (1%) reduced purity due to gypsum re-dissolution. These findings demonstrate that low concentration acid washing is sufficient for improving phosphogypsum quality and meeting industrial standards.

Abstrak
Phosphogypsum (PG) merupakan limbah padat dari proses produksi asam fosfat yang mengandung berbagai pengotor, terutama P₂O₅. Akibatnya kemurniannya hanya berkisar 80 - 85% dibawah standar industri 90%. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh variasi konsentrasi (H₂SO₄) menggunakan air baku (RCW) terhadap peningkatan kemurnian phosphogypsum serta penurunan kadar P₂O₅water soluble (WS) dan P₂O₅ total. Metode yang digunakan adalah pencucian kimia dengan mencampurkan 60 gram Sampel PG bersama larutan asam sulfat pada konsentrasi 0%, 0,1%, 0,375% dan 1% sebanyak 140 mL yang dipanaskan pada suhu 40 - 50^oC selama satu jam dengan kecepatan pengadukan dijaga konstan pada 130 rpm. Kadar P₂O₅ dianalisis menggunakan spektrofotometri UV-Vis pada panjang gelombang 440 nm, sedangkan kemurnian ditentukan melalui pengukuran kadar kristal air. Hasil menunjukkan bahwa pencucian dengan air baku tanpa penambahan asam sulfat menghasilkan kemurnian tertinggi pada Sampel 1 yaitu sebesar 93,56%, sedangkan pada Sampel 2 mencapai kemurnian optimal 91,97% pada konsentrasi asam sulfat 0,1%. Kadar P₂O₅ WS secara efektif turun setelah pencucian dengan air baku, sementara konsentrasi asam sulfat 1% justru menurunkan kemurnian akibat pelarutan kembali komponen pada gipsum. Temuan ini menunjukkan bahwa pencucian asam dengan konsentrasi rendah sudah cukup untuk meningkatkan kualitas phosphogypsum dan memenuhi standar industri.

Analysis of Wood Drying Characteristics with Cylindrical and Spherical Geometric Variations

2026-08-19T22:38:36+07:00

Drying is a chemical engineering operation used to reduce the moisture content of materials through heat transfer and mass transfer. This study aimed to determine the drying rate coefficient and analyze the effect of moisture content on the drying rate of cylindrical and spherical wood samples. A descriptive experimental method was applied using an oven at an average temperature of 89.9^oC. The wood samples were first soaked to saturation, then dried and weighed at 10-minute intervals after cooling in a desiccator until a constant mass was reached. The observed data were used to calculate moisture content, drying rate, water vapor partial pressure, and drying rate coefficient. The results showed that the moisture content of both samples gradually decreased to 0% as drying time increased. The drying rate also declined and approached zero because surface water decreased and internal moisture transfer became more resistant. The drying rate coefficient was 0.00013 g/(cm²·menit·mmHg) for the cylindrical wood sample and 0.00019 g/(cm²·menit·mmHg) for the spherical wood sample. Therefore, drying time affected the reduction in moisture content, while sample geometry influenced drying characteristics; under the same operating conditions, the spherical wood sample exhibited a higher drying rate coefficient than the cylindrical sample.

Abstrak
Pengeringan merupakan operasi teknik kimia yang digunakan untuk menurunkan kadar air bahan melalui perpindahan panas dan perpindahan massa sehingga stabilitas penyimpanan dan kualitas produk dapat ditingkatkan. Penelitian ini bertujuan menentukan koefisien laju pengeringan serta menganalisis pengaruh kadar air terhadap laju pengeringan kayu berbentuk silinder dan bola. Penelitian dilakukan secara deskriptif eksperimental menggunakan oven pada suhu rata-rata 89,9^oC. Sampel kayu terlebih dahulu direndam hingga jenuh, kemudian dikeringkan dan ditimbang setiap 10 menit setelah didinginkan dalam desikator hingga massanya konstan. Data pengamatan digunakan untuk menghitung kadar air, laju pengeringan, tekanan parsial uap air, dan koefisien laju pengeringan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar air kedua sampel menurun secara bertahap hingga mencapai kadar konstan seiring bertambahnya waktu pengeringan. Laju pengeringan juga menurun hingga mendekati nol karena berkurangnya air pada permukaan dan meningkatnya hambatan perpindahan air dari bagian dalam bahan. Koefisien laju pengeringan kayu berbentuk silinder sebesar 0,00013 g/(cm²·menit·mmHg), sedangkan kayu berbentuk bola sebesar 0,00019 g/(cm²·menit·mmHg). Dengan demikian, waktu pengeringan berpengaruh terhadap penurunan kadar air, sedangkan bentuk geometri bahan memengaruhi karakteristik pengeringan; pada kondisi operasi yang sama, kayu berbentuk bola menunjukkan koefisien laju pengeringan lebih tinggi daripada kayu berbentuk silinder.