Sabtu, 19 November 2016
Bale Sawala Kampus Universitas Padjadjaran, Jatinangor
1
PENGARUH WAKTU RADIASI GELOMBANG MIKRO PADA KARBON AKTIF ARANG TEMPURUNG KELAPA
NANDA TRIYOKO*, ESMAR BUDI, WIDYANINGRUM INDRASARI Program Studi Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Jakarta Jl. Pemuda No. 10 Rawamangun Jakarta 13220
Abstrak. Telah dilakukan penelitian mengenai pembentukan karbon aktif berbahan arang tempurung kelapa sebagai absorben. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui pengaruh lamanya waktu radiasi gelombang mikro yang diaktivasi secara fisika terhadap struktur morfologi karbon aktif yang dihasilkan. Microwave Oven digunakan untuk mengaktivasi arang tempurung kelapa secara fisika. Arang tempurung kelapa yang berukuran granul dipanaskan dalam oven microwave dengan daya konstan sebesar 800 watt, dan variasi waktu selama 10 menit, 15 menit, dan 20 menit. Pada penelitian ini lamanya waktu aktivasi karbon dalam oven microwave berpengaruh pada struktur morfologi karbon yang di uji menggunakan alat SEM. Hasil percobaan karbon aktif yang diaktivasi selama 10 dan 15 menit menunjukkan karakteristik pori tersebar cukup merata disekitar struktur morfologi karbon aktif.
Kata kunci: Karbon Aktif, Microwave, Struktur Morfologi.
Abstract. The research on the formation of activated carbon made from coconut shell charcoal as an absorbent has been done. The purpose of this study is to determine the effect of the length of heating time radiation in the physical activation for the morphological structure of activated carbon produced. Microwave oven is used to activate the coconut shell charcoal physically. The granules sized of coconut shell charcoal were heated in microwave oven with constant power of 800 watt, in various length of time at 10 minutes, 15 minutes, and 20 minutes. In this study, the length of activation time of carbon in microwave oven effect the morphological structure of the carbon, tested using SEM. The experimental results of activated carbon were activated for 10 and 15 minute show pore characteristics are fairly evenly around the morphological structure of activated carbon.
Keywords: Activated Carbon, Microwave, Morphological Structure.
1. Pendahuluan
Karbon aktif merupakan suatu padatan berpori yang mengandung 85-95% karbon, dihasilkan dari bahan- bahan yang mengandung karbon dengan pemanasan pada suhu tinggi.[1] Beberapa limbah hasil pertanian seperti jerami padi, jerami gandum, kulit kacang, bambu dan tempurung kelapa dapat dimanfaatkam menjadi produk karbon aktif dan telah dikaji secara mendalam dengan berbagai prosedur yang berbeda.[2]
Arang tempurung kelapa merupakan salah satu media yang baik untuk pembuatan karbon aktif. Karena sebagai penyerap, karbon arang tempurung kelapa memiliki kesesuaian dengan tingkat kemurnian dan rapat massa yang tinggi, kandungan abu yang rendah dan struktur pori mikro yang seragam.[3]
*email : [email protected]
waktu pemanasan yang relatif singkat. Sehingga konsumsi energi menjadi lebih rendah. Gelombang mikro yang diinduksi dengan reaksi kimia dapat digunakan sebagai salah satu pemecah masalah dalam menghasilkan karbon aktif.[6]
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh aktivasi fisika terhadap morfologi karbon aktif arang tempurung kelapa, yang teraktivasi secara fisika dengan radiasi gelombang mikro menggunakan oven microwave, dengan variasi periode aktivasi 10 menit, 15 menit, dan 20 menit dengan daya konstan sebesar 800 watt, dengan uji menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM).
2. Metode Penelitian
Penelitian ini berlangsung di Laboratorium Fisika Material UNJ, untuk proses karbonisasi, aktivasi tempurung kelapa, dan pengujian karakteristik pori menggunakan alat SEM.
Alat dan Bahan
Pada penelitian ini alat yang digunakan adalah mortar dan alu, gelas kimia, kertas timbang, timbangan digital, plastik klip, alumunium foil, desikator, oven microwave, dan alat uji SEM
Bahan – bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah tempurung kelapa dan aquades.
Prosedur Penelitian
Tempurung kelapa dibersihkan dan dijemur hingga kering kurang lebih selama 2- 3 hari, kemudian dilakukan proses pirolisis, sehingga menghasilkan arang tempurung kelapa. Kemudian arang tempurung kelapa dibentuk hingga berukuran granul dan dibersihkan menggunakan aquades, kemudian dikeringkan.
Arang tempurung kelapa yang didapat di bungkus dengan alumunium foil dan diletakkan didalam oven microwave. Selanjutnya dilakukan aktivasi karbon aktif dilakukan secara fisika dengan radiasi gelombang mikro menggunakan oven microwave dengan variasi periode aktivasi 10 menit, 15 menit, dan 20 menit dengan daya konstan sebesar 800 watt. Sampel yang telah diaktivasi kemudian didinginkan dan disimpan di dalam desikator. Selanjutnya dilakukan uji struktur morfologi karbon aktif arang tempurung kelapa menggunakan alat uji SEM.
Tempurung Kelapa
(a) (b) (c)
Gambar 1. (a) proses penumbukan arang; (b) proses penyarngan granul arang setelah dicuci dengan aquades; (c) proses aktivasi arang tempurung kelapa dalam oven microwave
Gambar 2. Diagram alir penelitian Mulai
Persiapan alat dan bahan
Karbonisasi tempurung kelapa, dengan pirolisis pada suhu 400-900°C
Pembentukan granul arang tempurung kelapa 3-4mm
Granul arang tempurung kelapa dicuci dengan aquades
Aktivasi fisika dengan Oven Microwave P = 800watt, t = 10, 15, dan 20 menit
Uji SEM
Analisis
Kesimpulan
Selesai
(a)
(b)
Tempurung Kelapa
(c)
Gambar 3. Hasil uji SEM karbon aktif dengan (a) lama waktu aktivasi 10 menit, dengan perbesaran 1500 x ; (b) lama waktu aktivasi 15 menit, dengan perbesaran 1500 x ; (c) lama waktu
aktivasi 20 menit, dengan perbesaran 2000x
Gambar 4. merupakan hasil scanning sampel karbon aktif, yang telah teraktivasi secara fisika dengan dipancarkan gelombang mikro menggunakan oven microwave dengan keluaraan daya konstan sebesar 800 watt. Pada Gambar 4 (a) terlihat karakteristik pori yang tersebar cukup merata disekitar permukaan karbon aktif. Hal ini menunjukan bahwa aktivasi fisika dengan gelombang mikro, dapat membentuk struktur pori pada permukaan karbon aktif. Hal yang sama juga terjadi pada Gambar 4 (c). Namun pada Gambar 4 (c), dapat dilihat jika karakteristik pori yang terbentuk lebih banyak dan lebih tersebar secara merata disekitar permukaan karbon aktif. Ini menunjukkan jika lamanya waktu aktivasi dapat mempengaruhi karakteristik pori pada struktur permukaan karbon aktif.
Berbeda dengan Gambar 4 (a) dan (c), Gambar 4 (b) tidak begitu terlihat karakteristik pori pada struktur permukaan karbon aktif. Karakteristik pori seperti ini kemungkinan terjadi karena aktivasi fisika yang terjadi kurang sempurna.
Karena pada saat aktivasi fisika sampel Gambar 4 (c), cukup sering terjadi percikan api yang keluar dari alumunium foil yang berfungsi sebagai pembungkus sampel, yang tidak tertutup dengan benar. Sehingga oksigen yang bersifat oksidatif dapat masuk ke dalam sampel dan membakar atau mengikis karbon secara tak terkontrol dan oksigen masuk ke dalam pori sehingga struktur pori-pori karbon bisa rusak dan bahan baku berupa karbon akan hilang pada hasil akhir karbon aktif.[7]
Terlihat karakteristik pori yang banyak dan cukup tersebar secara merata.
Ucapan terima kasih
Disampaikan kepada bapak Esmar Budi dan ibu Widyaningrum Indrasari sebagai pembimbing dalam penelitian ini, serta Laboratorium Fisika Material, Jurusan Fisika dan Universitas Negeri Jakarta atas fasilitas penelitian yang telah diberikan.
Daftar Pustaka
[1] Chand Bansal, Roop dan Meenakshi Goyal. (2005). Activated Carbon Adsorpsion. Lewis Publisher, United States of America
[2] N. Yalçin, V. Sevinç. (2000). Studies of the Surface Area and Porosity of Activated Carbons Prepared from Rice Husks. Sakarya University, Art and Sciences Faculty, Chemistry Department, Serdivan, Sakarya, Turkey
[3] Mozammel, H.M., Masahiro, O., Bhattacharya SC. (2002). Activated Charcoal from Coconut Shell Using ZnCl2 Activation. Biomass and Bioenergy, Vol. 22 (2002), pp. 397–400
[4] Esmar Budi, dkk. (2013). Prosiding SNF: Kajian Pembentukan Karbon Aktif Berbahan Arang Tempurung Kelapa. Jakarta: Universitas Negeri Jakarta
[5] Chen, H. and Hashisho, Z. (2012). Fast Preparation of Activated Carbon from Oil Sands Coke Using Microwaveassisted Activation. Fuel 95: 178–182
[6] Ahmed, M.J., and Theydan, S.K. (2014). Optimibahanion of Microwave Preparation Conditions for Activated Carbon from Albizia Lebbeck Seed Pods for Methylene Blue Dye Adsorption. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 105 (2014) 199–208
[7] Erlina. (2015). Pengaruh Konsentrasi Larutan Koh Pada Karbon Aktif Tempurung Kelapa Teraktivasi Kimia-Fisika Untuk Adsorpsi Logam Cu Dan Fe.
Skripsi. Jakarta: Universitas Negeri Jakarta, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
