7 Gambar 2.3 a Sebuah model Norit yang menunjukkan struktur dalam karbon aktif
yang terdiri dari lapisan atom karbon. b Setelah proses aktifasi lapisan ini hilang sebagian [22]
2.3.1 Aktifasi Fisika
Aktifasi fisika adalah proses pembentukan struktur pori-pori molekuler produk karbon dan pelebaran luas permukaannya pada temperatur tinggi antara 800-1000 °C
dengan keberadaan gas-gas pengoksidasi seperti steam, CO
2
dan udara [25]. Reaksi endotermik untuk aktifasi menggunakan steam dan CO
2
dapat dilihat dibawah ini [26]:
Molekul H
2
O lebih kecil daripada CO
2
dan berdifusi lebih cepat ke dalam pori-pori karbon. Dengan demikian, reaksi dengan steam berlangsung lebih cepat [26].
Pada aktifasi dengan CO
2
terjadi oksidasi eksternal dan pembentukan pori-pori yang lebih besar dibandingkan aktifasi dengan steam. Oksidasi eksternal dan internal
bergantung pada baikburuknya pori-pori yang terbentuk pada bahan karbon [26].
Aktifasi dihubungkan dengan pengurangan kadar karbon sehingga mengurangi massa karbon aktif. Massa yang berkurang bertambah secara linear dengan waktu
dan temperatur aktifasi. Aktifasi pada temperatur rendah membentuk mesopori dan mikropori, sedangkan makropori terbentuk pada temperatur yang lebih tinggi [26].
C + H
2
O CO + H
2
C + CO
2
2CO CO + H
2
O CO
2
+ H
2
8 Untuk aktifasi dengan oksigen, reaksi yang berlangsung adalah [26]:
Kedua reaksi di atas adalah eksotermis, terjadi proses pembakaran pada reaksi di atas. Reaksi tersebut sulit untuk dikontrol. Pemanasan berlebih pada satu titik selalu
terjadi sehingga produk yang diperoleh tidak seragam. Reaksi ini sangat agresif, mengakibatkan pengurangan massa yang berlebihan [26].
2.3.2 Aktifasi Kimia
Aktifasi kimia dicapai dengan proses penguraian atau pelepasan molekul air dehidrasi, biasanya pada struktur bahan baku selulosa. Aktifasi umumnya
digunakan untuk produksi karbon aktif dari serbuk gergaji, kayu atau gambut. Proses ini meliputi impregnasi bahan baku berkarbon dengan zat aktifator, biasanya kayu,
dan proses karbonisasi campuran tersebut [26].
Aktifasi kimia dimulai dengan meng-impregnasi bahan karbon dengan larutan pekat zat aktifator. Proses ini mendegradasi senyawa selulosa. Bahan yang telah di-
impregnasi kemudian di-pirolisa pada temperatur antara 400 dan 600°C. Produk hasil pirolisa didinginkan kemudian dicuci untuk menghilangkan zat aktifator yang
tertinggal, yang kemudian dapat di-recycle. Pada proses kalsinasi, terjadi pengarangan dan aromatisasi bahan karbon serta pembentukan struktur yang berpori
[26]. Bermacam-macam tipe zat aktifator dapat digunakan, seperti asam pospat, seng klorida, asam sulfat, kalium sulfida, KSNS, hidroksi logam alkali, carbonat serta
klorida Ca
2+
, Mg
2+
, Fe
3+
[27] [28]. Semua zat aktifator adalah zat pendehidrasi yang mendorong proses dekomposisi dalam pirolisa dan menghambat pembentukan tar,
asam asetat, metanol dan lain-lain serta meningkatkan yield karbon aktif [26].
2.4 ZAT AKTIFATOR
