Sintesa Karbon Aktif

SIDANG TUGAS AKHIR

ABU AKHMAD BUSANA 2708 100 062

DOSEN PEMBIMBING: Diah Susanti,Ph.D

Haryati Purwaningsih,M.Si

PENGARUH TEMPERATUR KARBONISASI DAN

KONSENTRASI ZINK KLORIDA (ZnCl2) TERHADAP LUAS PERMUKAAN KARBON

AKTIF ECENG GONDOK

Dapat mengakibatkan

banjir

KARBON AKTIF

Belum dimanfaatkan

secara luas

Limbah

Pertumbuhan cepat

Murah Organik

BAB I Latar Belakang

Bagaimanakah pengaruh temperature karbonisasi terhadap luas permukaan karbon aktif eceng gondok?

Bagaimana pengaruh konsentrasi zink klorida (ZnCl2) terhadap luas permukaan karbon aktif eceng gondok?

BAB I Rumusan masalah

Temperatur dan tekanan udara sekitar dianggap konstan

Tekanan dari autoclave dianggap konstan

Ukuran serbuk arang dari eceng gondok dianggap homogen

Kecepatan stirring hot plate dianggap konstan

BAB I Batasan Masalah

Mengetahui pengaruh temperature karbonisasi terhadap luas permukaan karbon aktif eceng gondok

Mengetahui pengaruh konsentrasi zink klorida (ZnCl2) terhadap luas permukaan karbon aktif eceng gondok

BAB I Tujuan Penelitian

BAB I Manfaat Penelitian

Menghasilkan karbon aktif dari eceng gondok yang mempunyai karakteristik tertentu yang bisa digunakan untuk

aplikasi pada penelitian selanjutnya

Dapat dijadikan referensi pada penelitian sejenis

adsorben

baterai

Electric Double Layer

Capasitor (EDLC)

elektro katalis untuk fuel cell

katalis

Sub divisi : Angiospermae

Kelas : Monocotyledoneae

Suku : Pontederiaceae

Marga : Eichhornia

Jenis : Eichornia crassipes

Solms

Klasifikasi Eceng Gondok

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Enceng gondok (Eichornia crassipes) merupakan tumbuhan air yang tumbuh di rawa-rawa, danau, waduk dan sungai yang

alirannya tenang.

(O’Sullivan C dkk,2010)

Gambar Eceng Gondok

PERTUMBUHAN ECENG GONDOK

CEPAT (3 %/HARI)

mempercepat pendangkalan

sungai atau danau

menurunkan produksi ikan

mempersulit saluran irigasi

menyebabkan penguapan air 3-7

kali lebih besar daripada

penguapan air di perairan terbuka (O’Sullivan C dkk,2010)

Eceng gondok sangat sulit dikendalikan populasinya karena pertumbuhannya sangat cepat

dan daya tahan hidupnya tinggi. Pertumbuhan eceng gondok yang sangat cepat memerlukan

penanganan yang serius. Pemberantasan secara mekanik, kimia, dan biologi di beberapa negara tidak pernah memberikan hasil yang optimal. Bahkan karena hal ini akan berdampak negatif

(O’Sullivan C dkk,2010)

No

Analisa

Eceng Gondok

Sebelum

digiling(%)

Setelah

digiling(%)

1

2

3

4

5

Abu

Silikat

Lignin

Pentosan

Selulosa Cross and Bevan

12.00

5.56

7.69

15.61

64.51

5.77

0.65

8.93

18.14

72.63

(Joedodibroto,1983)

Komposisi Kimia Batang Eceng Gondok Dalam Keadaan Kering Tanur

Menurunkan nilai estetika lingkungan perairan

Meningkatnya habitat bagi vektor penyakit pada manusia.

Mengganggu lalu lintas (transportasi) air, khususnya bagi masyarakat yang kehidupannya masih tergantung dari sungai.

Meningkatnya evapotranspirasi. Evapotranspirasi adalah peristiwa penguapan air pada tumbuhan

Menurunnya jumlah cahaya yang masuk kedalam perairan sehingga menyebabkan menurunnya tingkat kelarutan oksigen dalam air (DO : Dissolved Oxygens).

Kerugian Eceng Gondok

PROSES PEMANASAN DALAM RUANGAN TANPA ADANYA KONTAK

DENGAN UDARA SEHINGGA TERBENTUK ARANG

PEMBAKARAN TIDAK SEMPURNA

TERBENTUK STRUKTUR PORI AWAL

Hasani,1996 Widowati, 2003

Proses karbonisasi

Aktifasi adalah suatu perlakuan terhadap arang yang bertujuan untuk memperluas pori yaitu dengan cara memecahkan ikatan hidrokarbon

atau mengoksidasi molekul- molekul permukaan sehingga arang mengalami perubahan sifat, baik fisika maupun kimia, dimana luas permukaannya

bertambah besar dan berpengaruh terhadap daya adsorpsi.

AKTIFASI

Aktifasi kimia Aktifasi fisika

Aktifasi Kimia: proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan

pemakaian bahan-bahan kimia

Aktifasi Fisika: proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan

bantuan panas, uap dan CO2

KARBON AKTIF

Karbon yang mempunyai rumus kimia C dan berbentuk amorf yang dapat

dihasilkan dari bahan – bahan yang mengandung karbon atau dari arang yang diperlakukan dengan cara khusus untuk

mendapatkan permukaan yang lebih luas. Luas permukaan aktif berhubungan dengan struktur pori internal yang

menyebabkan karbon aktif mempunyai sifat sebagai adsorben (Salamah, S. 2008). Luas permukaan karbon aktif lebih besar dari

200 mg/gr (SII No.0258 -79)

Penelitian sebelumnya

(Pohan, H.G dan Gasik Darma,1985)

Semakin tinggi temperatur karbonisasi, maka daya serap karbon aktif akan meningkat

(Widjaja, AP dan D. Somaatmadja,1980) Temperatur destilasi

dan waktu tahan sangat berpengaruh

terhadap daya serap,jumlah destilat

dan jumah karbon yang dihasilkan

(Samaniego dan A.I de Leon,1940)

Aktifier dan jenis aktifasi sangat

berpengaruh terhadap hasil akhir karbon aktif

START

PREPARASI SAMPEL

PEMANASAN SAMPEL PADA T=110° C SELAMA 24 JAM

PEMANASAN SAMPEL PADA T=(300,500,700)° C DI FURNACE KEDAP UDARA SELAMA 2 JAM

AKTIVASI KIMIA MENGGUNAKAN ZnCl2 PADA T=80°C SELAMA 4 JAM DENGAN VARIABEL

5% DAN 30%

PENCUCIAN KARBON AKTIF DENGAN AKUADES DILANJUTKAN PENGERINGAN

SAMPEL PADA T=100Oc, t = 4 jam

A

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

UJI PROXIMATE

A

AKTIFASI FISIKA DENGAN STEAM PADA T=300,500,700° C, t=2 jam

UJI XRD UJI SEM UJI IODINE NUMBER

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

END

KESIMPULAN

BAB IV ANALISA DATA DAN

PEMBAHASAN

UJI PROXIMATE

Parameter Satuan Hasil analisa Methode

Moisture

Content

% 8.78 Gravimetri

Volatile matter % 6.48 Gravimetri

Ash Content % 12.72 Gravimetri

Fixed karbon % 72.02 Calculation

Material/peneliti,tahun Fixed Carbon (%)

Eceng Gondok (Abu dan suhariyono,

2011)

72.02

Kulit singkong (sudaryanto, 2006) 28.90

Kulit Durian (Thio, 2008) 22.36

Kulit palem ( Daut dan Ali, 2004) 18.70

Tempurung kelapa( Daut dan Ali, 2004) 18.60

Serbuk kayu jati (Ismadji, 2005) 23.38

Fix karbon tinggi, melebihi tempurung kelapa dan kulit singkong

PROSES KARBONISASI

T=700oC

T=300oC T=500oC

TEMPERATUR NAIK, KARBON SEMAKIN HITAM DAN KECIL

85.2

51.4

28.2

0

20

40

60

80

100

0 300 600 900

PER

SEN

KA

RB

ON

(%

)

TEMPERATURE (oC)

T=300oC, 5% T=300oC, 30%

T=500oC, 5% T=500oC, 30%

T=700oC, 5% T=700oC, 30%

KEPEKATAN LARUTAN AKAN MEMUDAHKAN PENGIKATAN AKTIFIER TERHADAP VOLATIL DAN TAR PENAMBAHAN KONSENTRASI BERBANDING LURUS DENGAN KEPEKATAN LARUTAN SEMAKIN TINGGI TEMPERATUR KARBONISASI, MAKA PENCUCIAN AKAN SEMAKIN CEPAT KARENA KARBON AKAN SEMAKIN HALUS

300

700

500

AKTIFASI FISIKA

PENGUJIAN

UJI Scanning Electron Microscope (SEM) Zeiss EVO MA

10

SEMAKIN TINGGI TEMPERATUR DAN KONSENTRASI KONSENTRASI AKTIFIER MAKA UKURAN KARBON AKAN SEMAKIN KECIL, TIPIS,RAPUH DAN BERPORI AKIBATNYA DAYA KONTAK KARBON AKTIF AKAN SEMAKIN BESAR

UJI Alat uji X-Ray Diffraction (XRD)

Philips Analytical

TERBENTUK : C, ZnO, C2H12N6O8S2Zn, C6H12N2S8 serta selulosa yang troksidasi yang berupa C10H16N6O19.

C tidak maksimal karena : tersisanya aktifier saat aktifasi kimia dan tekanan tidak mampu memecahkan semua selulosa .

UJI BILANGAN IODINE

KODE Konsentrasi

Aktifier (%)

Temperatur

(oC)

Iodine

Number

(gr/kg)

ZnCl2

300;5% 5 300 285.14

ZnCl2

300;30% 30 300 279.86

ZnCl2

500;5% 5 500 329.23

ZnCl2

500;30% 30 500 329.34

ZnCl2

700;5% 5 700 338.60

ZnCl2

700;30% 30 700 352.22

IODINE NUMBER TERBESAR 352.22 gr/kg

IODINE NUMBER TERKECIL 279.86 gr/kg

285.14

329.23

338.6

250

260

270

280

290

300

310

320

330

340

350

ZnCl2 300;5% ZnCl2 500;5% ZnCl2 700;5%

Hubungan iodine number dengan temperature karbonisasi pada 5% ZnCl2

iodine number (gr/kg)

279.86

329.34

352.22

0

50

100

150

200

250

300

350

400

ZnCl2 300;30% ZnCl2 500;30% ZnCl2 700;30%

Hubungan iodine number dengan temperature karbonisasi pada 30% ZnCl2


Pada konsentrasi aktifier ZnCl2 yang sama, semakin tinggi temperatur karbonisasi maka

bilangan iodine nya akan semakin besar.

284.14

279.86

276

278

280

282

284

286

ZnCl2 300;5% ZnCl2 300;30%

Hubungan iodine number dengan konsentrasi aktifier ZnCl2 pada temperature 500oC


329.23

329.34

329.15

329.2

329.25

329.3

329.35

ZnCl2 500;5%

ZnCl2 500;30%

Hubungan iodine number dengan konsentrasi

aktifier ZnCl2 pada temperature 500oC


338.6

352.22

330

335

340

345

350

355

ZnCl2 700;5% ZnCl2 700;30%

Hubungan iodine number dengan konsentrasi

aktifier ZnCl2 pada temperature 700oC


Secara umum, kenaikan konsentrasi aktifier ZnCl2 akan mengakibatkan

kenaikan bilangan iodine pada temperature yang sama

Referensi Bahan Metode

Iodine

Number

g/kg

Uji BET

(m2/g)

Wei Li dkk,

2008

tempurung

kelapa Steam 130

Abu A, 2011 Eceng gondok Steam dan

kimia ZnCl2

352.22

Su dkk, 2003 tempurung

kelapa Steam 663

Wei Li dkk,

2008

tempurung

kelapa Steam 186

Wei Li dkk,

2008

tempurung

kelapa Steam 576

Lue dkk, 2006 kulit palm steam (CO2) 519

bhouchelta dkk,

2008 biji kurma Steam 635

Azevedo, 2007 tempurung

kelapa kimia, ZnCl2 1266

Azevedo, 2007 tempurung

kelapa

steam and

kimia ZnCl2 2114

Ikawati,2009 kulit singkong steam dan

kimia KOH 606

aygun, 2003 kulit kacang steam dan

kimia ZnCl2 638 736

Jia Guo, 2004 kulit palm kimia ZnCl2 206

Bernardo, 1997 Ampas tebu Steam N2 676 931

Bernardo, 1997 Ampas tebu Steam N2 741 1394

Juan, 2010 Kulit kenari Kimia, XnCl2 315

Menurut SII No.0258 -79, maka karbon pada penelitian ini

dapat dikatakan karbon aktif karena sudah mencapai

standard batas minimal karbon aktif tetapi luas permukaan aktifnya masih tidak terlalu

besar. Applikasi jenis karbon aktif pada penelitian ini lebih cocok untuk adsorben larutan dan untuk aplikasi lain seperti

penjernih air dll.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Semakin tinggi temperature karbonisasi maka luas permukaan karbon aktif eceng gondok yang dihasilkan relatif semakin besar tetapi jumlah karbon aktif yang dihasilkan semakin sedikit.

2. Semakin besar konsentrasi zink klorida (ZnCl2) maka luas permukaan karbon aktif eceng gondok akan relatif semakin besar tetapi biaya produksi akan semakin meningkat.

3. Luas permukaan aktif terbesar adalah 352.22 g/kg dan dicapai saat temperature karbonisasi 700oC dengan konsentrasi aktifier ZnCl2 30%

Variable temperature karbonisasi lebih divariasikan lagi, terutama diatas temperature 700oC untuk mendapatkan luas permukaan aktif yang lebih besar. Temperature karbonisasi harus dilakukan pada temperature diatas temperature 700oC untuk mendapatkan Temperature transisi karbon aktif eceng gondok Variable konsentrasi aktifier pada aktifasi kimia lebih divariasikan untuk mendapatkan luas permukaan karbon aktif yang lebih besar, terutama untuk aktifier ZnCl2 Variable temperature pada aktifasi fisika lebih divariasikan lagi terutama diatas temperature 700oC. Proses pencucian satelah aktifasi kimia harus sampai pH normal (menggunakan pH meter, titrasi AgNO3) agar luas permukaan aktif lebih optimal. Penghalusan sampel dilakukan diatas 120 mesh agar serbuk karbon lebih kecil dan semakin memudahkan saat aktifasi kimia dan fisika. Saat mengawali dan mengakhiri proses karbonisasi, aktifasi kimia dan aktifasi fisika, sampel harus dihaluskan kembali untuk menghindari penggumpalan. Mengganti furnace kedap udara dengan furnace vakum dan dialiri gas inert untuk mengurangi oksidasi.

Saran

Documents

Sintesa Karbon Aktif