Electronic Theses and Dissertation

Abstrak putri rizki khairina (2025). sintesis nitrogen-doped carbon quantum dots (cqds) berbahan dasar daun kelor (moringa oleifera l) menggunakan metode hidrotermal. [skripsi. universitas syiah kuala]. dibawah bimbingan prof. dr. m. hasan, m.si. carbon quantum dots (cqds) adalah nanomaterial karbon yang dapat dihasilkan menggunakan bahan alam sebagai sumber karbon, terutama dari daun kelor yang banyak ditemukan di lingkungan. penelitian ini bertujuan sintesis cqds dari daun kelor (moringa oleifera l) dengan doping nitrogen menggunakan metode hidrotermal. karakterisasi n-cqds dilakukan menggunakan lampu uv, uv-vis, ftir, pl, dan analisis termal. penelitian dilakukan melalui rancangan rsm box behnken design diperoleh kondisi optimum untuk sintesis n-cqds yaitu, suhu 178,18ºc, waktu 7,53 jam, dan penambahan konsentrasi asam l-aspartat 0,165 m. karakterisasi n-cqds dilakukan pada run 4 (180 ºc; 7 jam; 0,2 m) yang menunjukkan warna coklat muda pada sinar tampak dan mengalami fluoresensi warna biru pada sinar uv. panjang gelombang maksimum n-cqds yang diperoleh melalui karakterisasi uv-vis yaitu 205 nm, 235 nm, dan 304 nm karena transisi π- π* oleh c=c dan n-π* oleh c=n/c-n. nilai band gap yang dihasilkan melalui karakterisasi uv-vis yaitu 5,47 ev. karakterisasi pl menunjukkan n-cqds menunjukkan emisi warna biru dengan puncak intensitas fluoresensi maksimum pada 446 nm. nilai intensitas quantum yield, fwhm, dan stokes shift yang dihasilkan melalui karakterisasi pl berturut-turut yaitu 47,65 %, 90 nm, dan 0,66 ev. analisis sifat termal menunjukkan bahwa n-cqds mengalami tiga tahap dekomposisi termal yaitu penguapan molekul air, dekomposisi gugus fungsi, dan degradasi tahap akhir yang meliputi kerusakan kerangka karbon. karakterisasi ftir menunjukkan terbentuk gugus fungsi o-h, n-h, c≡c, c≡n, c=o, c=c, c=n, c-h, dan c-n. berdasarkan hasil penelitian, n-cqds berhasil disintesis dari daun kelor menggunakan metode hidrotermal. kata kunci: n-cqds, box behnken design, band gap, hidrotermal

ABSTRACT Putri Rizki Khairina (2025). Synthesis of Nitrogen-Doped Carbon Quantum Dots (CQDs) from Moringa Oleifera Leaves Using the Hydrothermal Method. Carbon Quantum Dots (CQDs) are carbon-based nanomaterials that can be synthesized from natural resources, particularly from moringa leaves, which are widely available in the environment. This study aimed to synthesize CQDs from moringa leaves (Moringa oleifera L.) doped with nitrogen using the hydrothermal method. Characterization of the N-CQDs was conducted using UV lamp observation, UV-Vis spectroscopy, FTIR, photoluminescence (PL), and thermal analysis. The research employed a Response Surface Methodology (RSM) with a Box-Behnken Design, and the optimum conditions for synthesizing N-CQDs were determined to be a temperature of 178,18 °C, a duration of 7,53 hours, and an L-aspartic acid concentration of 0.165 M. Characterization of N-CQDs was carried out in run 4 (180 ºC; 7 h; 0.2 M) which showed light brown under visible light and exhibited blue fluorescence under UV light. The UV-Vis characterization showed maximum absorption wavelengths at 205 nm, 235 nm and 304 nm, attributed to π- π* transition from C=C and n–π* transitions from C=N/C–N groups. The band gap energy obtained from UV-Vis analysis was 5.47 eV. PL characterization revealed blue emission with a maximum fluorescence intensity at 446 nm. The quantum yield, full width at half maximum (FWHM), and Stokes shift obtained from PL measurements were 47.65%, 90 nm, and 0.66 eV, respectively. Thermal analysis indicated that the N-CQDs underwent three stages of thermal decomposition: water molecule evaporation, decomposition of surface functional groups, and final-stage degradation involving carbon framework breakdown. FTIR characterization confirmed the presence of functional groups such as O–H, N–H, C≡C, C≡N, C=O, C=C, C=N, C–H, and C–N. Based on the findings, N-CQDs were successfully synthesized from moringa leaves using the hydrothermal method. Keywords: N-CQDs, Box-Behnken Design, Band Gap, Hydrothermal.