29 suhendar, et all 2010 daya serap karbon aktif semakin kuat bersamaan dengan
meningkatnya konsentrasi dari aktivator yang ditambahkan. Penambahan aktivator memberikan pengaruh yang kuat untuk mengikat senyawa
–senyawa tar keluar melewati pori
–pori dari karbon aktif sehingga permukaan dari karbon aktif tersebut semakin lebar atau luas yang menyebabkan semakin besar pula daya
serap karbon aktifnya[36]. Dari hasil percobaan yang telah dilakukan diperoleh bahwa dayaserap iodine paling besar terdapat pada temperatu 600 °C pada
konsentrasi H
3
PO
4
20 sebesar 888,3 mgg. Pada penelitian ini telah sesuai dengan teori yang ada.
4.3 PENGARUH SUHU, KONSENTRASI DAN WAKTU PIROLISIS TERHADAP LUAS PERMUKAAN
Pengaruh luas permukaan adsorben merupakan salah satu karakter fisik yang memiliki peranan penting dimana berhubungan langsung dengan
kemampuan adsorpsi adsorben terhadap zat-zat yang dijerap [8].Luas permukaan diukur dari lapisan monolayer dari standar adsorbat, kemudian nilai numeriknya
didapat dari densitas adsorbat dan dimensi molekul [23].Semakin luas permukaan adsorben, maka memberikan bidang kontak yang lebih besar sehingga semakin
banyak adsorbat yang dijerap dan proses adsorpsi semakin efektif [24]. Beberapa karbon aktif memiliki strukur mesopori yang mengadsorpsi ukuran molekul yang
medium [37]. Mesopori akan terbentuk seiring dengan terbentuknya mikropori yang dapat meningkatkan kapasitas adsorpsi khusunya adsorbat yang memiliki
molekul lebih besar [8]. Dalam penelitian ini, metilen biru dipilih dalam riset ini karena telah
diketahui kekuatan adsorpsi pada padatan dan dikenal kegunaannya dalam karakterisasi adsorpsi material [53]. Penentuan luas permukaan adsorben kulit
salak, pertama-tama dilakukan penentuan panjang gelombang maksimum untuk larutan metilen biru dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis.Pada larutan
metilen biru dengan konsentrasi 200 ppm dihasilkan panjang gelombang maksimum pada 668 nm, yaitu pada absorbansi maksimum. Kemudian, kurva
standar metilen biru dibuat dengan cara mengukur absorbansi larutan standar metilen biru dengan konsentrasi 20 ppm sampai 200 ppm dengan spektofotometer
Universitas Sumatera Utara
30 UV-Vis pada panjang gelombang maksimum. Dari data absorbansi larutan
metilen biru pada berbagai konsentrasi dibuat kurva larutan standar metilen biru antara konsentrasi larutan metilen biru terhadap absorbansi berdasarkan hukum
Lambert Beer.Grafik konsentrasi larutan metilen biru terhadap absorbansi dapat dilihat pada gambar 4.3.
Gambar 4.3 Kurva Kalibrasi Larutan Metilen Biru
Persamaan regresi kurva standar metilen biru dinyatakan sebagai y = a + bx, dengan ketentuan y adalah absorbansi dan x adalah konsentrasi larutan metilen
biru.Korelasi dinyatakan sempurna jika nilai R
2
mendekati 1. Berdasarkan data dan perhitungan didapatkan persamaan regresi linier larutan standar metilen biru
adalah y = 0,10x + 3,729 dengan nilai R
2
= 0,996. Harga R yang diperoleh mendekati 1, maka dapat disimpulkan bahwa nilai koefisien korelasi layak artinya
titik-titik pada kurva kalibrasi mendekati lerengnya. Laju pemanasan, perbandingan impregnasi dan suhu aktivasi merupakan
kondisi yang sensitif dalam pembentukan lingkungan luas permukaan [49].Asam pertama menyerang hemiselulosa dan lignoselulosa lebih mudah diserang pada
hidrolisis asam [42].Waktu pirolis parameter lain yang penting yang dapat mempengaruhi kualitas karbon aktif[54]. Pengaruh waktu pirolisis sangat penting
terhadap luas permukaan. Adsorpsi metilen blue menyatakan uji yang sama penambahan kapasitas absorpsi dengan penambahan waktu aktivasi.
y = 0.010x + 3.729 R² = 0.996
1 2
3 4
5 6
7
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220
Abso rb
an si
Konsentrasi ppm
Kurva Standar
Kurva Standar Linear Kurva
Standar
Universitas Sumatera Utara
31 Proses adsorpsi dilakukan secara batch, karbon aktif 0,1 gram kedalam
larutan metilen biru 200 ppm.Kemudian, diukur konsentrasi larutan sisa metilen biru yang di shaker selama 24 jam dan telah di saring.Dengan menggunakan
kurva kalibrasi metilen biru, maka didapat absorbansi pada berbagai konsentrasi larutan.Konsentrasi metilen biru teradsorpsi digunakan untuk menghitung luas
permukaan adsorben dengan rumus :
S =
X
m
.N.a Mr
4.2 Keterangan:
S = luas permukaan adsorben m
2
g N
= bilangan Avogrado 6,002 x 10
-2
mol
-1
X
m
= berat adsorbat teradsorpsi gg a
= luas penutupan oleh 1 molekul metilen biru 197 x 10
-20
m
2
Mr = massa molekul relatif metilen biru 320,5 gmol
Pengaruh suhu, konsentrasi dan waktu pirolisis terhadap luas permukaan karbon aktif yang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 4.4.
Universitas Sumatera Utara
32
Universitas Sumatera Utara
33 Gambar 4.3Pengaruh Suhu, Konsentrasi dan Waktu Pirolisis Selama a 1
Jam, b 2 Jam, dan 3 Jam Terhadap Luas Permukaan
Pada grafik a, dengan waktu pirolisis selama 1 jam. Pada konsentrasi 10 dan 15 dan pada konsentrasi 20 terjadi fluktuasi luas permukaan pada suhu
500 dan 600 °C. Pada grafik b waktu pirolisis selama 2 jam pada konsentrasi 10 dan 15 semakin tinggi suhu semakin besar luas permukaannya, tetapi pada
konsentrasi 10 dan 15 terdapat fluktuasi pada suhu 600 °C dan pada 450 °C. Pada konsentrasi 20 terjadi fluktuasi pada setiap suhu 400 dan 450 °C.
Sedangkan pada grafik c waktu pirolisis selama 3 jam pada konsentrasi 10 dan 20 mengalami penurunan luas permukaan terhadap suhu, tetapi terjadi fluktuasi
pada konsentrasi 10 suhu 400 °C, pada konsentrasi 20 pada suhu 500 °C. Pada konsentrasi 20 terjadi penaikan luas permukaan kemudian menurun.
Reaksi kedua uap organik dan panas terdegradasi pada mikropori dinding akan terjadi dan mudah hancur pada struktur karbonnya, penurunan karbon yang
berantakan dan mikropori berkurang [55]. Seiring dengan meningkatnya suhu aktivasi, maka luas permukan akan semakin meningkat dan jika telah mencapai
titik optimum maka luas permukaan akan menurun karena pori semakin luas dan dapat merusak dinding antar pori sehingga menurunkan porositasnya [13,42].
Tarbuoi, et all., 2014 uji luas permukaan metilen blue pada algae yang menghasilkan semakin lama waktu aktivasi maka adsorpsi metilen bluenya
semakin besar[56]. Semakin lama waktu reaksi dapat menyebabkan konversi mikropori menjadi makropori [6].Jadi, hasil pengukuran luas permukaan adsorben
pada berbagai konsentrasi telah sesuai dengan standar luas permukaan adsorben komersial yang ada.
Kapasitas adsorpsi pada adsorben berkaitan pada internal permukaan dan volume pori. Umumnya, area permukaan yang lebih luas spesifik pada adsorben,
akan lebih baik performance adsorpsinya. Dalam penelitian Nik, et all. 2006 melakukan pengukuran luas permukaan pada limbah kulit minyak kelapa sawit
pada asam fosfat dengan konsentrasi 10, 20, dan 30 menghasilkan semakin tinggi konsentrasi asam posfat maka luas permukaan akan semakin besar[19].
Kecepatan adsorpsi awal yang lebih besar pada produksi karbon dengan agen
Universitas Sumatera Utara
34 aktivasi konsentrasi yang lebih besar [57].Mungkin asam fosfat menempati volum
yang menghambat penyusutan, sehingga mempermudah pembentukan porositas ketika diekstraksi dengan pencucian.Namun asam fosfat yang berlebihan tidak
dapat lebih meningkatkan porositas karena dapat terbentuk lapisan yang terisolasi.Namun, pada percobaan ini, luas permukaan ada yang menurun. Hal ini
mungkin disebabkan oleh pori-pori karbon aktif akan lebih luas atau terbakar dibawah suhu radiasi yang lebih tinggi [5].
Beberapa jenis adsorben memiliki luas permukaan yang besar disebabkan struktur poridimana bervariasi dari 300 sampai 3500 m
2
g[23]. Jadi, hasil pengukuran luas permukaan adsorben pada berbagai suhu aktivasi telah sesuai
dengan standar luas permukaan adsorben komersial yang ada.Luas permukaan tertinggi yaitu sebesar 6140,065m
2
gberada pada suhu suhu 450 °C dengan konsentrasi 15 selama 2 jam.Jadi, hasil pengukuran luas permukaan adsorben
pada berbagai suhu, konsentrasi dan waktu aktivasi telah sesuai dengan standar luas permukaan adsorben komersial yang ada.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN