HASIL PEMBUATAN KARBON AKTIF PELEPAH AREN
aktivator yang masih menempel pada karbon aktif. Proses pencucian ini berakhir jika sudah didapatkan karbon aktif yang memiliki pH netral yaitu sebesar 7 dan ini diuji
menggunakan kertas pH indikator. Menurut penelitian sebelumnya oleh Akhmad,dkk 2013 proses pencucian yang kurang bersih dapat menyebakan karbon memiliki luas
permukaan aktif yang tidak maksimal karena adanya karbon yang masih berikatan dengan aktifier dan.
Setelah proses pencucian, karbon aktif dikeringkan kembali di dalam oven bersuhu 110 – 115
C selama dua jam untuk menghilangkan kandungan air pada karbon aktif. Karbon aktif yang telah dikeringkan baru kemudian disimpan dalam
wadah yang bersih, kering, dan tertutup rapat untuk mencegah masuknya kontaminan.
Sebagai pembanding dibuat juga karbon aktif yang tidak menggunakan agen aktivator kimia. Berikut merupakan gambar hasil pembuatan karbon aktif tanpa
diimpregnasi aktivator.
Gambar 4.1 Karbon Aktif Pelepah Aren Tanpa Aktivator Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa rata – rata hasil dari karbon aktif
pelepah aren tanpa impregnasi aktivator kimia memiliki warna yang cenderung tidak hitam melainkan abu – abu. Hal ini disebabkan oleh cukup besarnya kandungan abu
yang terkandung pada karbon yang dihasilkan. Hessler 1951 dan Smith 1992 menyatakan bahwa unsur-unsur mineral
aktivator masuk diantara plat heksagon dari kristalit dan memisahkan permukaan yang mula-mula tertutup. Sehingga pada saat pemanasan dilakukan, senyawa
kontaminan yang berada dalam pori menjadi lebih mudah terlepas. Hal ini menyebabkan luas permukaan yang aktif bertambah besar dan meningkatkan daya
serap karbon aktif.
T=400 C
T=500 C
T=600 C
Dari gambar di atas juga dapat dilihat bahwa sebagian besar dari sampel sudah hancur berbentuk serbuk karena pemanasan pada suhu tinggi, namun sebagian
lagi ada yang masih berbentuk gumpalan – gumpalan. Berikut merupakan gambar hasil pembuatan karbon aktif yang diimpregnasi
dengan aktivator KOH.
Gambar 4.2 Karbon Aktif Pelepah Aren yang Diimpregnasi dengan KOH Gambar di atas menunjukkan hasil karbon aktif yang diimpregnasi dengan
aktivator KOH dengan perbandingan berat 3:1 selama 24 jam pada suhu ruangan. Pada gambar terlihat bahwa untuk semua perlakuan suhu karbonisasi hasil berupa
padatan granular yang tidak begitu halus namun lebih halus daripada karbon aktif yang tidak diimpregnasi
. Hal ini disebabkan karena adanya KOH sebagai agen
aktivator yang menjaga agar sampel tidak terbakar dengan cara bereaksi dengan kandungan mineral dalam bahan baku sehingga tidak terbentuk abu yang
menyebabkan warna keabu – abuan [54,55]. KOH sudah sering digunakan sebagai agen aktivator yang dapat
memperbesar pori dan yield atau hasil produksi dari karbon aktif. Termasuk pada
T=400 C
T=500 C
T=600 C
a
b
kajian ini, KOH digunakan sebagai agen aktivator kimia dengan perbandingan berat 3:1, dimana menurut Leimkuehler 2010, pada perbandingan berat KOH : C sekitar
3 sampai 4, KOH dinyatakan dapat berfungsi secara maksimum pada sampel yang berjenis lignoselulosa seperti pelepah aren.
Berikut merupakan reaksi kimia yang terjadi dalam proses pembuatan karbon aktif menggunakan aktivator KOH [28]:
4KOH + C → 4K + CO
2
+ 2H
2
O 1
6KOH + C → 2K + 3H
2
+ 2K
2
CO
3
2 4KOH + 2CO
2
→ 2K
2
CO
3
+ 2H
2
O 3
Pada proses tersebut, karbon bereaksi dengan agen pengoksidasi dan menghasilkan karbon dioksida yang berdifusi pada permukaan karbon dan
terbentuklah pori pada permukaan yang menyebabkan permukaan karbon semakin luas.
Berikut merupakan gambar hasil pembuatan karbon aktif yang diimpregnasi dengan aktivator ZnCl
2
.
Gambar 4.3 Karbon Aktif Pelepah Aren dengan Aktivator ZnCl
2
Gambar di atas merupakan gambar karbon aktif pelepah aren yang diimpregnasi dengan ZnCl
2
dengan perbandingan berat 2:1 selama 24 jam pada suhu ruangan. Pada penelitian kali ini digunakan agen aktivator kimia ZnCl
2
dengan perbandingan berat 2:1 karena diketahui aktivator ZnCl
2
dapat menghasilkan karbon aktif yang memiliki mikropori maksimum pada kondisi operasi suhu 500
C dan dengan perbandingan berat ZnCl
2
: C adalah 2:1 [45]. Bentuk dan warna karbon aktif pada berbagai variasi suhu pada penelitian
kali ini berbeda – beda. Pada suhu karbonisasi 400 C dan 500
C, karbon aktif yang dihasilkan masih berwarna hitam dan sebagian berbentuk serbuk halus namun
sebagiannya lagi berbentuk seperti kerikil. Pada suhu karbonisasi 600 C, karbon aktif
T=400 C
T=500 C
T=600 C
yang dihasilkan sudah berwarna abu – abu kehitaman dan sebagian berbentuk serbuk halus namun sebagiannya lagi berbentuk seperti bongkahan yang rapuh.
Perbedaan warna pada hasil karbon aktif di atas disebabkan oleh kandungan abu yang semakin meningkat seiring dengan meningkatnya suhu karbonisasi.
Kehadiran abu dapat disebabkan oleh kehadiran udara pada proses karbonisasi di dalam furnace [28] yang akhirnya menyebabkan teroksidasinya mineral dari bahan
baku lebih lanjut. Abu adalah oksida-oksida logam dalam arang yang terdiri dari mineral yang tidak dapat menguap non-volatile pada proses karbonisasi [9].
Keberadaan abu sangat berpengaruh pada kualitas arang aktif. Keberadaan abu dapat dicegah dengan mengalirkan gas inert pada furnace selama proses aktivasi [9].
Berikut merupakan gambar hasil pembuatan karbon aktif dengan aktivator H
3
PO
4
.
Gambar 4.4 Karbon Aktif Pelepah Aren dengan Aktivator H
3
PO
4
Gambar tersebut merupakan gambar karbon aktif pelepah aren yang diimpregnasi dengan H
3
PO
4
1M selama 24 jam pada suhu kamar. Pada gambar di atas tidak terdapat perbedaan bentuk maupun warna karbon aktif pelepah aren pada
berbagai variasi suhu karbonisasi. Semuanya berwarna hitam dengan bentuk yang berupa bongkahan.
H
3
PO
4
yang digunakan dalam penelitian ini memiliki konsentrasi 1M. Sebagai agen aktivator, H
3
PO
4
dapat menyerap kandungan mineral pada bahan yang akan dijadikan karbon aktif sehingga mencegah terbentuknya abu pada karbon aktif [47].
Mengenai pemilihan konsentrasi aktivator diperoleh suatu pernyataan yang dikemukakan oleh Subadra 2005 bahwa pada dasarnya semakin pekat larutan zat
pengaktif yang digunakan, maka semakin memperluas permukaan dari arang aktif karena pori yang dihasilkan semakin banyak.
Berikut merupakan mekanisme pengaktifan arang dengan H
3
PO
4
[58].
T=400 C
T=500 C
T=600 C
Gambar 4.5 Mekanisme Pengaktifan Arang dengan H
3
PO
4
Dimana aktivator H
3
PO
4
bereaksi dengan arang yang sudah terbentuk kemudian membentuk mikropori pada permukaan arang tersebut.