6
Menurut Marsh et al 2006, ukuran pori-pori yang terbentuk terbagi menjadi tiga yaitu mikropori diameter 2 nm, mesopori diameter 2-50 nm, dan makropori diameter 50 nm. Luas
permukaan, dimensi dan distribusi arang aktif tergantung dari bahan baku, kondisi karbonisasi, dan proses aktivasi.
D. PEMBUATAN ARANG AKTIF
Pembuatan arang aktif terdiri dari dua tahap yaitu proses karbonisasi dan proses aktivasi. Karbonisasi merupakan proses pembakaran biomassa menggunakan alat pirolisis dengan oksigen
terbatas Compete, 2009 dalam Rahman 2011. Proses aktivasi adalah proses peningkatan pori-pori permukaan arang sehingga dapat meningkat daya adsorpsi terhadap cairan dan gas. Pada prinsipnya
proses aktivasi dapat dilakukan dengan dua cara yaitu cara kimia dan cara fisika Pari, 2007. Pada pembuatan arang aktif, mutu arang aktif yang dihasilkan tergantung dari bahan baku yang digunakan,
bahan pengaktif, suhu, dan cara pengaktifannya Hartoyo et al., 1990.
1. Aktivasi secara fisika gas
Prinsip pada proses aktivasi secara fisika adalah dengan cara mengalirkan gas CO
2
atau uap air. Arang yang dihasilkan pada proses karbonisasi masih dilapisi oleh senyawa hidrokarbon
sehingga menutupi pori arang aktif yang terbentuk. Untuk membersihkan permukaan arang dari senyawa-senyawa hidrokarbon dapat dilakukan dengan jalan mengalirkan gas pada suhu 800-
1000
o
C. Reaksi pengaktifan dengan gas seperti H
2
O dan CO
2
reaksinya berjalan secara endotermis sehingga proses aktivasinya kurang efektif. Untuk mengatasi hal tersebut salah satu
cara yang dapat ditempuh adalah dengan memanaskan permukaan luar dari unit aktivasinya sehingga distribusi panas merata. Tahapan mekanisme yang terjadi dalam pembuatan arang aktif
menurut Smisek et al. 1970 dalam Pari 2007 digambarkan sebagai berikut :
C + H
2
O CH
2
O CH
2
O H
2
+ CO CO
CO C + H
2
CH
2
2C + H
2
O CH + COH
CH + COH CH
2
+ CO CO + H
2
O CO
2
+ H
2
CO + CO CO
2
+ C Gambar 3. Mekanisme pembuatan arang aktif Smisek et al., 1970 dalam Pari, 2007
Selama aktivasi dengan gas, pelat-pelat karbon kristalit atau celah menjadi tidak teratur dan mengalami pergeseran sehingga permukaan kristalit atau celah-celah menjadi terbuka,
karena gas pengaktif mendorong residu hidrokarbon seperti ter, fenol, metanol, dan senyawa lain
7
yang menempel pada permukaan arang. Pergeseran pelat-pelat karbon kristalit selain membentuk pori baru, juga untuk mengembangkan pori-pori yang sudah ada, sehingga dari mikropori
berubah menjadi makropori Pari, 2007.
2. Aktivasi secara kimia
Pada proses ini dilakukan perendaman arang dengan bahan kimia sebelum dipanaskan. Perendaman dilakukan selama 24 jam sehingga bahan kimia akan meresap dan membuka
permukaan arang yang semula tertutup oleh senyawa-senyawa ter. Menurut Pari 2007 perendaman arang dilakukan selama 24 jam dan kemudian arang hasil perendaman dipanaskan
pada suhu tinggi sehingga diharapkan aktivator dapat masuk diantara pelat heksagonal dari kristalit arang sehingga dapat terjadi pengikisan pada permukaan kristalit dan membuka
permukaan arang yang tertutup sehingga menjadi aktif.
Bahan kimia yang sering digunakan adalah ZnCl
2
, H
3
PO
4
, KOH, dan NaOH Guo et al., 2003; Lua et al., 2004; Raymundo et al., 2005. Adinata et al., 2007 menggunakan K
2
CO
3
untuk mengaktifkan arang tempurung kelapa sawit. Kwadrati 2008 melakukan pengaktifan terhadap arang dari limbah kelapa sawit menggunakan HCl. Aktivasi kimia dengan
menggunakan ZnCl
2
dan H
3
PO
4
digunakan karena dapat meningkatkan porositas dan rendemen. Akan tetapi penggunaan ZnCl
2
bersifat korosif dan berbahaya karena dapat mengeluarkan gas klor yang bersifat racun Garcia et al., 2002. Aktivasi menggunakan kombinasi H
3
PO
4
dan uap air sangat dianjurkan Kienle et al., 1986 dan Baker et al., 1997. Aktivasi yang dilakukan
secara kimia dapat meningkatkan rendemen arang aktif dibandingkan dengan menggunakan aktivasi secara fisik Dabrowski et al.,2005; Li et al., 2008.
E. KEGUNAAN ARANG AKTIF
