Hal ini dikarenakan karbon aktif mempunyai daya adsorpsi dan luas permukaan yang sangat efektif dibandingkan dengan adsorben lainnya. Berdasarkan hasil analisis sinar-X dispersif energi (EDX) terhadap jenis dan komposisi senyawa dalam karbon aktif (Tabel 2.2). Besar kecilnya pori-pori pada karbon aktif menentukan dapat atau tidaknya suatu molekul masuk ke dalam pori-pori tersebut.
Setiap garis pada Gambar 2.2 menunjukkan lapisan atom karbon berbentuk heksagonal dan adanya garis mikrokristalin dengan struktur grafit pada karbon aktif (Sudibandriyo, 2003). Keberadaan lapisan atom karbon heksagonal dan keberadaan karbon aktif mikrokristalin ditunjukkan pada Gambar 2.3. Gugus fungsi inilah yang membuat permukaan karbon aktif menjadi reaktif secara kimia dan dapat mempengaruhi sifat adsorpsinya (Murti, 2008).
Secara umum karbon aktif ada dua jenis, yaitu karbon aktif sebagai bahan pemutih dan karbon aktif sebagai penyerap uap (Darmawan S, 2009). Karbon aktif sebagai penyerap uap berasal dari batok kelapa, batu bata, tulang atau bahan baku yang mempunyai struktur keras dengan kepadatan tinggi, tekanan rendah. Karbon aktif sebagai penyerap uap umumnya digunakan dalam fasa gas untuk memulihkan pelarut, katalis, pemisahan dan pemurnian gas.
Karbon aktif memiliki sifat-sifat antara lain ukuran partikel, luas permukaan, dan porositas.
Kualitas Karbon Aktif
Pembuatan Karbon Aktif dari Ampas Kopi
- Dehidrasi
- Pirolisis
- Produk Pirolisis
- Jenis-Jenis Pirolisis
- Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Proses Pirolisis
- Karbonisasi
- Proses Aktivasi
- Natrium Hidroksida (NaOH) Sebagai Aktivator
Pirolisis dibedakan menjadi dua jenis berdasarkan keberadaan katalis pada proses pirolisis, yaitu pirolisis katalitik dan pirolisis termal. Selain itu, proses pirolisis tanpa menggunakan katalis juga dibedakan menjadi berbagai jenis berdasarkan tingkat pemanasannya, yaitu pirolisis cepat, pirolisis flash, dan pirolisis lambat. Laju pemanasan tergantung pada sistem yang digunakan yaitu sekitar 0,1 hingga 2ºC per detik hingga suhu mencapai 500ºC.
Suhu tinggi (>600⁰C) dan kondisi operasi vakum menghasilkan produk gas sederhana, sedangkan suhu rendah dan tekanan tinggi menghasilkan produk kental, laju pirolisis tinggi, kecenderungan karbonisasi, lebih banyak produk sekunder, dan dehidrogenasi. Untuk memperoleh karbon aktif yang berkualitas baik maka perlu adanya pengaturan dan pengendalian selama proses karbonisasi, antara lain: laju kenaikan suhu, tinggi suhu akhir dan lamanya waktu karbonisasi. Aktivasi merupakan suatu perubahan fisika yang terjadi dimana jumlah pori-pori pada permukaan karbon aktif bertambah karena hidrokarbon yang terdapat pada karbon tersebut dihilangkan.
Dalam proses ini yang perlu dikontrol adalah suhu dan banyaknya udara yang digunakan sehingga diperoleh karbon aktif dengan pori-pori lebar dan karbon dengan struktur padat. Karbon aktif yang diperoleh dari tahap aktivasi dapat digunakan sebagai bahan penyerap dalam pengolahan limbah cat cair. Semakin tinggi konsentrasi larutan kimia yang digunakan untuk aktivasi, maka semakin besar pula efek larutan untuk mengikat senyawa melalui mikropori karbon, akibatnya daya adsorpsi karbon aktif semakin besar.
Semakin kecil ukuran atau diameter arang yang digunakan maka daya serap karbon aktif tersebut semakin besar karena pori-pori yang dimilikinya semakin banyak. Bahan kimia yang dapat digunakan sebagai aktivator antara lain logam alkali hidroksida, -klorida, fosfor dari logam alkali tanah terutama ZnCl2, asam seperti HCl, H2SO4 dan H3PO4 serta uap air pada suhu tinggi. Penggunaan HCl juga sangat efektif karena HCl merupakan aktivator yang baik karena karbon aktif yang dihasilkan lebih baik dan mempunyai kapasitas adsorpsi yang cukup tinggi.
Stabilitas termal sangat berpengaruh dalam menjaga kestabilan zat pengaktif pada proses aktivasi yang dilakukan pada suhu tinggi, sedangkan karakter kovalen berkaitan dengan hubungan antara batubara dengan zat pengaktif yang berlangsung pada suhu tinggi. Asam akan bereaksi dengan baik dengan oksigen dalam selulosa, sehingga aktivator HCl cocok digunakan dalam produksi karbon aktif. Natrium hidroksida (NaOH) atau dikenal dengan sebutan soda kaustik, soda kaustik atau natrium hidroksida merupakan salah satu jenis basa logam kaustik.
Natrium hidroksida murni berbentuk padatan putih dan tersedia dalam bentuk pelet, butiran, serpihan, atau larutan jenuh 50% yang biasa disebut larutan Sorensen. Jika larutan natrium hidroksida bersentuhan dengan kulit, akan menyebabkan luka bakar kimia, luka, bahkan jaringan parut permanen dan kebutaan.
Bilangan Iod
Isoterm Adsorpsi
Isoterm Freundlich
Adsorpsi
Mekanisme Adsorpsi
Molekul adsorben akan berpindah dari fasa curah menuju permukaan antar adsorben atau biasa disebut lapisan film yang menutupi permukaan adsorben. Molekul adsorbat bergerak dari permukaan luar adsorben, kemudian molekul tersebut akan berdifusi menuju pori-pori adsorben. Sifat ini didasarkan pada sifat karbon aktif yang mempunyai luas permukaan atau pori-pori yang besar.
Jika suatu larutan bersentuhan dengan butiran karbon aktif yang mempunyai pori-pori, molekul zat terlarut akan tertarik ke permukaan pori-pori dan tertahan di sana oleh gaya lemah. Pada umumnya proses adsorpsi dilakukan terhadap senyawa organik dengan berat molekul lebih besar dari 46 dan konsentrasi kecil. Tahap ini merupakan kebalikan dari tahap adsorpsi, dimana terjadi pelepasan adsorbat dari adsorben atau pelepasan gas atau uap atau molekul pada permukaan padatan.
Fase ini merupakan fase pemrosesan gas, uap, atau molekul yang terdesorpsi, dimana pemulihan dapat dilakukan.
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Daya Adsorpsi
Sebagai bahan yang digunakan untuk adsorpsi, diinginkan suatu adsorben yang lebih murni karena mempunyai kemampuan penyerapan yang lebih baik. Pada proses adsorpsi seringkali luas permukaan adsorben bertambah, karena luas permukaan adsorben merupakan salah satu faktor utama yang mempengaruhi proses adsorpsi. Berdasarkan prinsip Le Chatelier, proses penyerapan merupakan proses eksotermik, dengan meningkatnya suhu pada tekanan konstan maka jumlah senyawa yang diserap akan berkurang.
Untuk jenis adsorpsi apapun berdasarkan interaksi molekul yang terjadi, tekanan adsorbat akan mempengaruhi jumlah molekul adsorbat.
Adsorben
Misalnya, untuk karbon aktif, adsorpsi yang lebih kuat terjadi pada molekul polar dibandingkan dengan molekul nonpolar pada kondisi diameter yang sama. Luas permukaan adsorben, dimana semakin besar luas permukaan maka daya serap juga semakin besar karena proses penyerapan terjadi pada permukaan adsorben. Sifat-sifat atom pada permukaan adsorben, dimana sifat-sifat atom pada permukaan tersebut berkaitan dengan interaksi molekuler antara adsorbat dengan adsorben.
Jika alat dioperasikan diatas batas suhu pengoperasian maka air pada silika gel akan hilang dan kapasitas adsorpsinya akan hilang. Jenis adsorben yang dipilih untuk proses adsorpsi harus disesuaikan dengan sifat dan kondisi zat yang akan diadsorpsi. Jenis adsorben pada adsorben polar adalah silika gel, alumina aktif dan zeolit.
Adsorben yang mudah ditemukan dan paling umum digunakan untuk menyerap zat dalam larutan adalah karbon aktif atau karbon aktif karena harganya yang murah dan banyak kegunaannya. Karbon aktif juga sering digunakan dalam berbagai bidang, baik di bidang industri maupun kesehatan, dan karbon aktif sangat cocok untuk adsorpsi zat-zat organik.
Karakteristik Air Buangan Industri Tekstil Karakteristik dari air limbah industri tekstil antara lain
BOD menunjukkan jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk menguraikan zat organik secara biokimia oleh mikroorganisme. Bahan organik dalam air limbah terdiri dari karbon, oksigen dan sejumlah kecil unsur lain, seperti belerang dan nitrogen. Mikroorganisme berpotensi bereaksi dengan oksigen yang digunakan mikroorganisme untuk respirasi sehingga mampu menguraikan senyawa organik.
Sehingga seiring berjalannya waktu, kadar oksigen dalam air limbah akan semakin berkurang, dan air limbah akan semakin keruh serta berbau busuk karena lingkungan perairan mengalami proses anaerobik. Oleh karena itu, parameter COD menunjukkan banyaknya senyawa organik dalam air yang dapat teroksidasi secara kimia. Ketidakstabilan pH yang signifikan merupakan hal yang tidak terduga pada air limbah industri tekstil.
