Electronic Theses and Dissertation

Sarah Yulina Anwar. (2026). Sintesis Nanomaterial Carbon Quantum Dots dari Biomassa Cangkang Sawit dengan Metode Hidrotermal Sebagai Biosensor Deteksi Ion Ferri [Skripsi. Universitas Syiah Kuala]. Dibawah bimbingan Drs. M. Nasir, M.Si., dan Dr. Muhammad Nazar, S.Pd., M.SCST.

Carbon Quantum Dots (CQDs) merupakan nanomaterial karbon berukuran kurang dari 10 nm yang memiliki sifat fluoresensi tinggi, stabilitas kimia yang baik, biokompatibilitas tinggi, serta berpotensi diaplikasikan sebagai sensor ion logam berat. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis dan mengkarakterisasi CQDs berbahan dasar limbah cangkang kelapa sawit serta mengevaluasi kemampuannya sebagai sensor fluoresensi untuk deteksi ion Fe³⁺. Sintesis CQDs dilakukan melalui kombinasi metode karbonisasi dan hidrotermal. Cangkang sawit dikarbonisasi pada suhu 300°C selama 2 jam, kemudian sebanyak 1 gram serbuk karbon dicampurkan dengan 85 mL aquabides dan diproses secara hidrotermal pada suhu 180°C selama 6 jam. Karakterisasi dilakukan menggunakan spektrofotometer UV-Vis, fluorensimeter, dan pengamatan visual menggunakan lampu UV. Pengujian sensor dilakukan dengan menambahkan ion Fe³⁺ pada konsentrasi 10, 20, 80, 160, dan 200 µM. Hasil penelitian menunjukkan bahwa CQDs yang dihasilkan memiliki warna cokelat muda di bawah cahaya tampak dan memancarkan fluoresensi biru di bawah lampu UV. Spektrum UV-Vis menunjukkan serapan dominan pada daerah ultraviolet yang berkaitan dengan transisi π→π* dan n→π* pada struktur karbon CQDs. Pengujian fluoresensi menunjukkan panjang gelombang eksitasi optimum pada 320 nm dengan puncak emisi pada kisaran 440–450 nm. Penambahan ion Fe³⁺ menyebabkan penurunan intensitas fluoresensi secara bertahap seiring peningkatan konsentrasi, yang mengindikasikan terjadinya mekanisme fluorescence quenching akibat interaksi antara ion Fe³⁺ dan gugus fungsi pada permukaan CQDs. Hasil ini menunjukkan bahwa CQDs dari cangkang sawit memiliki sensitivitas yang baik terhadap ion Fe³⁺ dan berpotensi dikembangkan sebagai nanosensor fluoresensi yang ramah lingkungan untuk deteksi ion logam berat dalam lingkungan perairan.

Kata kunci: CQDs, cangkang sawit, hidrotermal, fluoresensi, Fe³⁺, sensor logam berat.

Sarah Yulina Anwar. (2026). Synthesis Of Carbon Quantum Dots Nanomaterials From Oil Palm Shell Biomass Via The Hydrothermal Method As A Biosensor For Ferri Ion Detection [Skripsi. Universitas Syiah Kuala]. Under the direction of Drs. M. Nasir, M.Si., and Dr. Muhammad Nazar, S.Pd., M.SCST. Carbon Quantum Dots (CQDs) are carbon-based nanomaterials with particle sizes below 10 nm, exhibiting excellent fluorescence properties, high chemical stability, biocompatibility, and promising applications as heavy metal ion sensors. This study aimed to synthesize and characterize CQDs derived from oil palm shell waste and evaluate their potential as fluorescent sensors for Fe³⁺ ion detection. CQDs were synthesized using a combination of carbonization and hydrothermal methods. Oil palm shells were carbonized at 300°C for 2 hours, and 1 g of carbonized powder was dispersed in 85 mL of distilled water and subsequently treated hydrothermally at 180°C for 6 hours. Characterization was performed using UV–Visible spectroscopy, fluorescence spectroscopy, and visual observation under UV light. Sensor performance was evaluated by adding Fe³⁺ ions at concentrations of 10, 20, 80, 160, and 200 µM. The results showed that the synthesized CQDs appeared light brown under visible light and emitted bright blue fluorescence under UV irradiation. The UV–Vis spectra exhibited strong absorption in the ultraviolet region, corresponding to π→π* and n→π* electronic transitions within the carbon structure. Fluorescence analysis revealed an optimum excitation wavelength of 320 nm with an emission peak around 440–450 nm. The addition of Fe³⁺ ions resulted in a gradual decrease in fluorescence intensity with increasing ion concentration, indicating a fluorescence quenching mechanism caused by interactions between Fe³⁺ ions and surface functional groups of the CQDs. These findings demonstrate that oil palm shell-derived CQDs possess good sensitivity toward Fe³⁺ ions and have significant potential as environmentally friendly fluorescent nanosensors for heavy metal ion detection in aqueous environments. Keywords: CQDs, oil palm shell, hydrothermal synthesis, fluorescence, Fe³⁺, heavy metal sensor.