49 menggunakan aktivator uap H
2
O, dimana semakin meningkat waktu aktivasi derajat kristalinitas arang aktif juga meningkat. Peningkatan tersebut disebabkan
pertambahan tinggi lapisan maupun jumlah lapisan aromatik dan sebaliknya lebar lapisan aromatik semakin berkurang.
4.3.3 Porositas
Pengamatan porositas tempurung kemiri, arang dan arang aktif pada penampang atas transversal secara visual dilakukan dengan menggunakan
Scanning Electron Microscope SEM berkekuatan 20 kV. Pengambilan gambar pada penampang atas menggunakan perbesaran 5000 kali. Diameter pori
tempurung, arang dan arang aktif disajikan pada Tabel 6 dan hasil scanning menggunakan SEM ditunjukkan pada Gambar 4.
Tabel 6 Diameter pori pada permukaan tempurung kemiri, arang dan arang aktif
No. Bahan baku
Diameter Pori µm Presentasi Diameter Por
Minimal Maksimal
5 µm 5 - 25 µm
25 µm 1. Tempurung
kemiri Tidak
tampak Tidak
tampak -
- -
2. Arang Tidak
tampak Tidak
tampak -
- -
Arang Aktif
3. A1W2S1 0,4
3,3 100,00
- -
4. A1W2S2 1,2
6,2 79,13 20,83
- 5. A1W2S3
1,5 8,7 66,72
33,28 -
6. A2W1S3 1,4
6,7 71,67 28,33
- 7. A2W2S3
1,6 8,3 64,84
35,16 -
Keterangan : A1 = aktivator panas S1 = suhu aktivasi 550 C
A2 = aktivator uap H
2
O S2 = suhu aktivasi 650 C
W1 = waktu aktivasi 90 menit S3 = suhu aktivasi 750 C
W1 = waktu aktivasi 120 menit
Berdasarkan Gambar 4 terlihat bahwa pada penampang atas tempurung kemiri tidak terlihat adanya pori-pori yang terbuka. Hal ini menunjukkan bahwa
tempurung kemiri merupakan bahan masif yang memiliki ukuran pori yang sangat kecil. Bentuk pori pada tempurung kemiri yang dimaksudkan dalam penelitian ini
50 secara anatomi sama dengan bentuk pori pada kayu, sedangkan pori pada arang
dan arang aktif menggambarkan rongga-rongga kecil yang terdapat di dalam suatu bahan padat yang tersusun dari karbon.
Setelah tempurung kemiri dikarbonisasi pada suhu 500 °C untuk menghasilkan arang, pori-pori pada penampang atas arang hasil karbonisasi juga
belum terlihat karena keseleluruhan permukaan arang masih tertutup dengan senyawa hidrokarbon dan abu. Pemanasan sampai dengan suhu 500°C telah
menyebabkan terdegradasinya komponen holoselulosa dan lignin yang Gambar 4 Mikrofotogram SEM pada permukaan tempurung kemiri, arang dan
arang aktif Pembesaran 5000x
51 menghasilkan produk gas antara lain CO
2
, H
2
, CO, CH
4
dan benzena, produk cair tar, hidrokarbon dengan berat molekul tinggi dan air dan produk padatan
berupa arang Vigouroux, 2001. Pada karbonisasi akan dihasilkan lebih banyak karbon, sedikat hidrogen dan oksigen, namun demikian pada arang masih terdapat
cukup banyak senyawa hidrokarbon sebagaimana disajikan pada Lampiran 1. Senyawa tersebut menutupi pori dan permukaan arang yang menyebabkan
kemampuan daya serap. Aktivasi menyebabkan semakin banyaknya bahan mudah terbang volatile
terlepas dari arang sehingga menyebabkan terbukanya struktur seluler yang tersisa yang berakibat pada pembentukan pori. Aktivasi arang menjadi arang aktif pada
suhu 550 °C selama 120 menit ternyata telah mampu membuka pori-pori kecil dan mengurangi penutupan hidrokarbon pada permukaan arang, walaupun demikian
pori-pori yang terbentuk keseluruhannya tergolong mikro pori 5 µ dengan ukuran 0,4 - 3,3 µ. Pembentukan meso pori 5 – 25 sebanyak 20,83 mulai
terbentuk pada suhu 650 C. Jumlah meso pori semakin bertambah banyaknya
33,28 sejalan dengan peningkatan suhu aktivasi yaitu pada 750 C.
Peningkatan suhu aktivasi menyebabkan penyusutan pada arang karena semakin banyak bahan volatil yang terlepas. Hal tersebut dapat dilihat pada rendemen
Tabel 3 yang semakin rendah dan kadar zat terbang pada arang aktif yang semakin berkurang Tabel 6. Peningkatan suhu akan menyebabkan terbentuknya
mikro pori baru dan kerusakan dinding mikro pori sehingga diameternya bertambah besar. Terbentuknya meso pori ini dapat berasal dari mikropori yang
semakin membesar akibat meningkatnya suhu aktivasi atau bergabungnya mikro pori yang berdekatan membentuk meso pori. Hal ini sesuai yang dikemukakan
oleh Bonelli et.al. 2001 bahwa pembentukan dan pembesaran pori disebabkan oleh penguapan komponen yang terdegradasi dan lepasnya zat terbang. Dengan
berkurangnya senyawa hidrokarbon maka permukaan arang aktif semakin jelas terlihat Gambar 4. Penghilangan komponen yang heterogen dan menyatukan
karbon alifatik ke dalam lapisan aromatik dan menghilangkan penyumbat pada struktur akan mengakibatkan peningkatan pembukaan mikro pori Byrne dan
Nagle, 1997. Komponen kimia yang masih tertinggal dalam arang aktif pada suhu aktivasi yang lebih tinggi jumlahnya semakin berkurang. Hal ini dapat
52 dilihat dari semakin berkurangnya senyawa kimia arang aktif dari hasil analisa
Pyr-GCMS Lampiran 5. Secara keseluruhan diameter pori pada permukaan arang aktif tempurung kemiri hasil analisa SEM termasuk ke dalam struktur mikro
pori 5 µ yang lebih dominan, sampai meso pori 5 - 25 µ dengan diameter 0,2 – 11,3 µ .
4.3.4 Komponen Penyusun
