() Laporan Riset New.docx

LAPORAN PENELITIAN

ADSORPSI FE DAN MN PADA LIMBAH SINTETIK DENGAN MENGGUNAKAN KARBON AKTIF DARI CANGKANG KELAPA

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pada Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya

OLEH : Cindy Regita Septiani

(03031181520090)

Wahyu Ilmi Al-Ridha

(03031281520096)

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2018

KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia dan rahmatnya penulis dapat menyelesaikan penelitian di Universitas Sriwijaya dengan hasil berupa laporan Penelitian yang berjudul “Adsorpsi Logam Fe dan Mn pada Limbah Sintetik dengan Menggunkan Karbon Aktif dari Cangkang Kelapa” Laporan penelitian ini dibuat sebagai salah satu syarat kelulusan bagi mahasiswa yang menempuh pendidikan Sarjana Strata 1 (S-1) yang ada pada Jurusan Teknik Kimia Universitas Sriwijaya. Terimakasih kepada semua pihak yang terlibat dalam penyusunan laporan hasil kerja praktik ini khususnya kepada: 1)

Allah SWT yang senantiasa memberikan rahmat, nikmat, berkah dan karunianya selama pelaksanaan dan penyususan laporan penelitian ini.

2)

Orang tua dan keluarga tercinta yang telah memberikan dukungan baik moril maupun materi dan kasih sayang yang melimpah.

3)

Bapak Dr. Ir. H. Syaiful, DEA selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Sriwijaya.

4)

Ibu Hj. Leily Nurul Komariah, S.T., M.T. selaku Sekretaris Jurusan Teknik Kimia Universitas Sriwijaya.

5)

Bapak Prof. Dr. Ir. H. Muhammad Said, M.Sc selaku Dosen Pembimbing Penelitian.

6)

Ibu Dr. Fitri Hadiah, S. T., M.T. selaku Dosen Koordinator Kerja Praktek Kampus Indralaya.

7)

Bapak David Bahrin, S. T., M.T selaku Dosen Koordinator Kerja Praktek Kampus Palembang.

8)

Bapak Muhammad Subhan, ST selaku Analis Laboratorium Teknik Separasi dan Purifikasi Teknik Kimia Universitas Sriwijaya.

9)

Ibu Annisah, A.Md. selaku Analis Laboratorium Analisa dan Instrumentasi Teknik Kimia Universitas Sriwijaya.

10)

Seluruh karyawan Jurusan Teknik Kimia Universitas Sriwijaya yang telah membantu dalam administrasi dan mendukung kegiatan Penelitian ini.

11)

Veny Rizki Elfiana dan Indah Metiara Putri selaku teman seperjuangan dalam melaksanakan Penelitian ini

ii

12)

Teman-teman seperjuangan tersayang, teman-teman jurusan Teknik Kimia 2015 yang sama-sama masih menempuh perjalanan menuju gelas ST. Demikian laporan ini dibuat, semoga laporan kerja praktik ini dapat

bermanfaat bagi semua pihak dan kalangan yang membacanya. Palembang, Januari 2019

Tim Penulis

iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ........................................................................................... ii DAFTAR ISI ......................................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... vii DAFTAR TABEL .............................................................................................. viii DAFTAR NOTASI ............................................................................................... ix BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ............................................................................................... 1 1.2. Rumusan Masalah .......................................................................................... 2 1.3. Tujuan Penelitian ........................................................................................... 2 1.4. Manfaat Penelitian ......................................................................................... 2 1.5. Hipotesa.......................................................................................................... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Karbon Aktif .................................................................................................. 3 2.2. Pirolisis........................................................................................................... 3 2.3. Aktivasi Karbon Aktif .................................................................................... 4 2.3.1. Aktivasi Fisika ................................................................................... 4 2.3.2. Aktivasi Kimia ................................................................................... 4 2.3.3. Aktivator ............................................................................................ 5 2.4. Karakterisasi Karbon Aktif ............................................................................ 5 2.4.1. Luas Permukaan Pori ......................................................................... 5 2.4.2. Porositas ............................................................................................. 6 2.4.4. Morfologi ........................................................................................... 7 2.5. Adsorpsi ......................................................................................................... 8 2.5.1. Model Isoterm Adsorpsi Langmuir .................................................... 9 2.5.2. Model Isoterm Adsorpsi Freundlich .................................................. 9 2.6. Logam Berat pada Limbah ........................................................................... 10 2.6.1. Besi (Fe) ........................................................................................... 10 2.6.2. Mangan (Mn) ................................................................................... 10 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Tempat dan Waktu ....................................................................................... 14 3.2. Alat dan Bahan ............................................................................................. 14

iv

3.2.1. Alat ................................................................................................... 14 3.2.2. Bahan................................................................................................ 14 3.3. Prosedur Penelitian....................................................................................... 14 3.3.1. Pembuatan Karbon Aktif.................................................................. 14 3.3.2. Proses Pembuatan Limbah untuk Penentuan Waktu Jenuh ............. 15 3.3.3. Proses Pembuatan Limbah dengan Variasi Konsentrasi .................. 15 3.3.4. Proses Adsorpsi untuk Penentuan Waktu Jenuh .............................. 15 3.3.5. Proses Adsorpsi dengan Variasi Konsentrasi ................................... 16 3.3.6. Proses Analisa Fe ............................................................................. 16 3.3.7. Proses Analisa Mn ........................................................................... 16 3.4. Diagram Alir Penelitian ............................................................................... 17 3.5. Matriks Penelitian ........................................................................................ 18 3.5.1. Pembuatan Karbon Aktif.................................................................. 18 3.5.2. Penentuan Waktu Jenuh ................................................................... 18 3.5.3. Adsorpsi Logam Berat pada Limbah Sintetik .................................. 18 3.6. Metode Pengolahan Data ............................................................................. 19 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Penelitian ............................................................................................ 20 4.1.2. Hasil Analisa SEM-EDS .................................................................. 20 4.1.3. Hasil Analisa Kandungan Fe dan Mn dengan Variasi Waktu.......... 21 4.1.4. Hasil Analisa Kandungan Fe dan Mn dengan Variasi Konsentrasi . 21 4.2. Pembahasan .................................................................................................. 23 4.2.1. Pengaruh Temperatur Pirolisis terhadap Luas Permukaan Pori Pada Karbon Aktif dengan Aktivator Larutan ZnCl2 ............................... 24 4.2.2. Pengaruh Temperatur Pirolisis terhadap Luas Permukaan Pori Pada Karbon Aktif dengan Aktivator Larutan Na2CO3 ............................ 25 4.2.3. Pengaruh Temperatur Pirolisis terhadap Volume Pori Pada Karbon Aktif dengan Aktivator Larutan ZnCl2 ............................................ 26 4.2.4. Pengaruh Temperatur Pirolisis terhadap Volume Pori Pada Karbon Aktif dengan Aktivator Larutan Na2CO3 ......................................... 27 4.2.5. Pengaruh Temperatur Pirolisis terhadap Radius Pori Pada Karbon Aktif dengan Aktivator Larutan ZnCl2 ............................................ 28

v

4.2.6. Pengaruh Temperatur Pirolisis terhadap Radius Pori Pada Karbon Aktif dengan Aktivator Na2CO3....................................................... 29 4.2.7. Pengaruh Temperatur Pirolisis terhadap Morfologi Pori dan Komposisi Karbon Aktif dengan Aktivator Larutan ZnCl2 ............. 30 4.2.8. Pengaruh Temperatur Pirolisis terhadap Morfologi Pori dan Komposisi Karbon Aktif dengan Aktivator Larutan Na2CO3 .......... 36 4.2.9. Pengaruh Waktu terhadap Kosentrasi Fe dan Mn pada Limbah Sintetik ............................................................................................. 41 4.2.10. Pengaruh Konsentrasi Awal terhadap Konsentrasi Akhir Fe dan Mn pada Limbah Sintetik ....................................................................... 44 4.2.11. Penentuan Isoterm Adsorpsi ............................................................ 44 BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan .................................................................................................. 48 5.2. Saran ............................................................................................................. 48 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A LAMPIRAN B LAMPIRAN C

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Struktur Karbon Aktif ....................................................................... 3 Gambar 3.1. Blok Diagram Pembuatan Arang Aktif dari Cangkang Kelapa...... 17 Gambar 4.1. Pengaruh Temperatur terhadap Luas Permukaan Pori (ZnCl2) ...... 24 Gambar 4.2. Pengaruh Temperatur terhadap Luas Permukaan Pori (Na2CO3) ... 26 Gambar 4.3. Pengaruh Temperatur terhadap Volume Pori (ZnCl2) .................... 27 Gambar 4.4. Pengaruh Temperatur terhadap Volume Pori (Na2CO3)................. 28 Gambar 4.5. Pengaruh Temperatur terhadap Radius Pori (ZnCl2) ...................... 28 Gambar 4.6. Pengaruh Temperatur terhadap Radius Pori (Na2CO3) .................. 30 Gambar 4.7. Morfologi Karbon Aktif (600°C; ZnCl2) ........................................ 31 Gambar 4.8. Komposisi Karbon Aktif (600°C; ZnCl2) ....................................... 31 Gambar 4.9. Komposisi Karbon Aktif (700°C; ZnCl2) ....................................... 33 Gambar 4.10. Komposisi Karbon Aktif (700°C; ZnCl2) ..................................... 34 Gambar 4.11. Komposisi Karbon Aktif (800°C; ZnCl2) ..................................... 34 Gambar 4.12. Morfologi Karbon Aktif (800°C; ZnCl2) ...................................... 35 Gambar 4.13. Komposisi Karbon Aktif (600°C; Na2CO3).................................. 37 Gambar 4.14. Morfologi Karbon Aktif (600°C; Na2CO3) .................................. 37 Gambar 4.15. Komposisi Karbon Aktif (700°C; Na2CO3).................................. 39 Gambar 4.16. Morfologi Karbon Aktif (700°C; Na2CO3) .................................. 39 Gambar 4.17. Komposisi Karbon Aktif (800°C; Na2CO3).................................. 40 Gambar 4.18. Morfologi Karbon Aktif (800°C; Na2CO3) .................................. 41 Gambar 4.19. Pengaruh Waktu terhadap Adsorpsi Fe Limbah Sintetik ............. 42 Gambar 4.20. Pengaruh Waktu terhadap Adsorpsi Mn Limbah Sintetik ............ 42 Gambar 4.21. Model Isoterm Langmuir Adsorpsi Fe pada Limbah Sintetik ...... 44 Gambar 4.22. Model Isoterm Langmuir Adsorpsi Mn pada Limbah Sintetik .... 45 Gambar 4.23. Model Isoterm Freundlich Adsorpsi Fe pada Limbah Sintetik .... 45 Gambar 4.24. Model Isoterm Freundlich Adsorpsi Mn pada Limbah Sintetik ... 46

vii

DAFTAR TABEL Tabel 3.1. Matriks Penelitian Pembuatan Karbon Aktif ...................................... 18 Tabel 3.2. Matriks Penelitian Proses Penentuan Waktu Jenuh ............................ 18 Tabel 3.3. Matriks Penelitian Adsorpsi Fe pada Limbah Sintetik........................ 18 Tabel 3.4. Matriks Penelitian Adsorpsi Mn pada Limbah Sintetik ...................... 19 Tabel 4.1. Hasil Analisa Karbon Aktif Variasi Suhu Pirolisis dan Aktivator ...... 20 Tabel 4.2. Komposisi Karbon Aktif Variasi Suhu Pirolisis dan Aktivator .......... 20 Tabel 4.3. Data Konsentrasi Awal dan Akhir Sampel Limbah Mn ..................... 21 Tabel 4.4. Data Konsentrasi Awal dan Akhir Sampel Limbah Fe ....................... 21 Tabel 4.5. Data Konsentrasi Awal dan Akhir Sampel Limbah Mn ..................... 22 Tabel 4.6. Komposisi Karbon Aktif (600°C; ZnCl2)............................................ 32 Tabel 4.7. Komposisi Karbon Aktif (700°C; ZnCl2)............................................ 33 Tabel 4.8. Komposisi Karbon Aktif (800°C; ZnCl2)............................................ 34 Tabel 4.9. Komposisi Karbon Aktif (600°C; Na2CO3) ........................................ 36 Tabel 4.10. Komposisi Karbon Aktif (700°C; Na2CO3) ...................................... 38 Tabel 4.11. Komposisi Karbon Aktif (800°C; Na2CO3) ...................................... 40

viii

DAFTAR NOTASI

Qe

= Jumlah adsorbat terserap per satuan berat karbon aktif (mg/g)

Qm

= Kapasitas penyerapan maksimum teoritis (mg/g)

Co

= Konsentrasi awal adsorbat (mg/l)

Ce

= Konsentrasi akhir adsrorbat (mg/l)

m

= Berat karbon aktif (g)

V

= Volume adsorbat (L)

KL

= Konstanta langmuir (L/g)

Kf

= Konstanta Freundlich (mg/g)(l/mg)1/n

n

= Faktor heterogenitas

a

= Slope

b

= Intersept

ix

BAB I PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang Cangkang kelapa merupakan salah satu jenis limbah rumah tangga yang

banyak dibuang oleh masyarakat. Badan Pusat Statistik (BPS) mencatat pada tahun 2016 luas perkebunan kelapa yang ada di Indonesia adalah 3.566,10 hektar. Cangkang kelapa yang merupakan 15-19% dari berat kelapa menyebabkan jumlah limbah cangkang kelapa terakumulasi dalam jumlah yang cukup besar. Limbah cangkang kelapa yang terakumulasi dapat menyebabkan pencemaran lingkungan. Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah dengan mengubah limbah cangkang kelapa tersebut menjadi karbon aktif. Cangkang kelapa merupakan bahan baku karbon aktif yang cukup baik karena jumlahnya yang melimpah, pemanfaatan cangkang kelapa sebagai karbon aktif juga dapat meningkatkan nilai ekonomi dan nilai guna dari limbah cangkang kelapa tersebut (Li, dkk 2008).. Karbon aktif biasa digunakan sebagai penghilang warna, gas pengotor, logam dan sebagainya (Nurhayati dkk, 2018). Karbon aktif dapat mengadsorpsi gas dan senyawa-senyawa kimia tertentu atau sifat adsorpsinya selektif, tergantung pada volume pori-pori dan luas permukaannya. Faktor-faktor yang mempengaruhi volume dan surface area pada karbon aktif adalah temperatur pirolisis dan jenis proses aktivasi yang dilakukan. Proses aktivasi dipengaruhi oleh jenis aktivator yang digunakan pada proses aktivasi karbon aktif tersebut. Karbon aktif yang dihasilkan dapat digunakan pada berbagai kegunaan seperti penyerapan logam berat (Suryono dkk, 2018). Beberapa jenis logam berat yang ada pada limbah industri karsinogenik dan beracun bagi lingkungan (Sudiarta dkk, 2018). Selain itu, terdapat jenis logam berat yang biasanya ada pada kehidupan sehari-hari seperti pada air, baik karena pengotor atau karena terkikisnya saluran air maupun tempat penyimpanan air dan menyebabkan air menjadi tercemar oleh logam berat seperti Fe dan Mn (Aji dkk, 2017). Fe dalam jumlah besar pada lingkungan dapat menyebabkan keracunan pada tanaman sehingga merusak lingkungan (Apriyanti dkk, 2018). Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai proses pembuatan karbon aktif dari cangkang kelapa tersebut beserta pengaplikasiannya pada proses penyerapan logam berat.

1

1.2. 1)

Rumusan Masalah Bagaimana pengaruh temperatur pirolisis terhadap karakterisktik karbon aktif dari cangkang kelapa dengan larutan aktivator ZnCl2 yang dihasilkan?

2)

Bagaimana pengaruh jenis larutan aktivator terhadap karakteristik karbon aktif dari cangkang kelapa yang dihasilkan?

3)

Apakah jenis isoterm adsorpsi yang sesuai pada penyerapan logam berat berupa Fe dan Mn pada limbah sintetik menggunakan karbon aktif dari cangkang kelapa?

1.3. 1)

Tujuan Penelitian Mengetahui pengaruh temperatur pirolisis terhadap karakterisktik karbon aktif dari cangkang kelapa yang dihasilkan.

2)

Mengetahui pengaruh jenis larutan aktivator terhadap karakteristik karbon aktif dari cangkang kelapa yang dihasilkan.

3)

Mengetahui jenis isoterm adsorpsi yang sesuai pada penyerapan logam berat berupa Fe dan Mn pada limbah sintetik menggunakan karbon aktif dari cangkang kelapa.

1.4. 1)

Manfaat Penelitian Memahami pengaruh temperatur pirolisis terhadap karakterisktik karbon aktif dari cangkang kelapa yang dihasilkan.

2)

Memahami pengaruh jenis larutan aktivator terhadap karakteristik karbon aktif dari cangkang kelapa yang dihasilkan.

3)

Memahami jenis isoterm adsorpsi yang sesuai pada penyerapan logam berat berupa Fe dan Mn pada limbah sintetik menggunakan karbon aktif dari cangkang kelapa.

1.5. 1)

Hipotesa Semakin tinggi temperatur yang digunakan pada proses pirolisis, maka semakin besar pori yang dihasilkan pada karbon aktif yang dihasilkan.

2)

Semakin tinggi temperatur yang digunakan pada proses pirolisis, maka semakin besar surface area yang dihasilkan.

3)

Isoterm adsopsi yang sesuai pada proses penyerapan Fe dan Mn menggunakan karbon aktif adalah Freundlich.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1.

Karbon Aktif Karbon aktif merupakan karbon amorf yang disusun oleh atom-atom C yang

terikat secara kovalen dalam suatu kisi heksagonal datar dengan satu atom C pada setiap sudutnya. Karbon aktif memiliki luas permukaan berkisar antara 300-3500 m2/g dan hal tersebut berhubungan dengan struktur pori internal arang aktif tersebut, sehingga mempunyai sifat sebagai adsorben (Taryana, 2002).

Gambar 2.1. Struktur Karbon Aktif (Sumber: Dvorak, 2008)

Karbon merupakan produk dari proses karbonisasi biomassa yang sebagian besar komponennya merupakan karbon. Karbon aktif merupakan karbon yang telah mengalami pemrosesan secara lebih lanjut dan melalui pemanasan tinggi atau dengan menggunakan bahan kimia, sehingga mampu menjadi adsorben. Proses tersebut disebut dengan proses aktivasi. Bahan baku karbon aktif dikarbonisasi pada temperatur 400-500°C untuk menghilangkan zat yang mudah menguap. Kemudian dioksidasi dengan gas pada 800-1000oC untuk mengembangkan pori dan luas permukaan (Cobb, dkk, 2012). 2.2.

Pirolisis Pirolisis merupakan suatu proses dekomposisi material organik dengan

panas tanpa menggunakan oksigen. Ketika oksigen ada pada suatu reaktor pirolisis maka oksigen tersebut akan bereaksi dengan material yang akan di pirolisis, sehingga dapat membentuk abu (ash). Pada proses pirolisis, biasanya untuk

3

4

menghilangkan gas oksigen di bantu oleh aliran gas inert sebagai fungsi untuk mengikat oksigen dan mengeluarkan gas tersebut dari reaktor. Produk pirolisis dapat berupa gas, fluida cair, dan padatan berupa karbon dan abu. Pirolisis merupakan suatu bentuk dari proses karbonisasi. Karbonisasi merupakan proses untuk mengkonversi bahan organik menjadi arang (Jamilatun, dkk, 2014). 2.3.

Aktivasi Karbon Aktif Proses aktivasi merupakan suatu perlakuan terhadap arang yang bertujuan

untuk memperbesar pori. Proses aktivasi tersebut dilakukan dengan cara memecahkan ikatan hidrokarbon atau mengoksidasi molekul-molekul yang ada pada permukaan arang, sehingga arang mengalami perubahan sifat, baik fisika maupun kimia. Biasanya pengaktfan hanya bertujuan untuk memperbesar luas permukaanya saja. Namun aktivasi juga berkaitan dengan peningkatan kemampuan karbon untuk menyerap pengotor (Yuanita, M dkk, 2016). Pada umumnya karbon aktif dapat di aktivasi dengan dua cara, yaitu dengan cara aktivasi kimia dan fisika 2.3.1. Aktivasi Fisika Aktivasi secara fisika biasanya dilakukan dengan memanaskan karbon di dalam furnace pada temperatur 800°C hingga 900°C (Ramdja dkk, 2008). Aktivasi fisika merupakan proses perbesaran pori-pori pada permukaan karbon dengan memberikan pemanasan pada karbon tersebut tanpa melibatkan zat kimia. Tujuan dari proses ini adalah meningkatkan volume, memperluas diameter pori yang terbentuk selama karbonisasi dan dapat memunculkan pori-pori baru. Aktivasi fisika dilakukan dengan cara karbonisasi, yaitu memperbesar pori-pori pada permukaan karbon dengan memecah ikatan-ikatan yang terdapat di dalamnya. Metode aktivasi fisika dilakukan dengan menggunakan uap air, CO2, O2, dan N2. Gas-gas tersebut berfungsi untuk mengembangkan struktur rongga yang ada pada karbon sehingga memperluas permukaannya, menghilangkan konstituen yang mudah menguap dan membuang produksi tar atau hidrokarbon pengotor pada karbon. Penggunaan gas nitrogen selama proses aktivasi dilakukan karena nitrogen merupakan gas yang inert sehingga pembakaran karbon menjadi abu dan oksidasi oleh pemanasan lebih lanjut dapat dikurangi. 2.3.2. Aktivasi Kimia Aktivasi secara kimia biasanya menggunakan bahan-bahan pengaktif seperti garam CaCl2, MgCl2, ZnCl2, NaOH, Na2CO3 dan NaCl (Sudrajat, dkk,

5

2011). Karbon aktif yang akan diaktivasi dicampur dengan agen aktivator kimia yang juga berfungsi sebagai zat pendehidrasi (Li, 2008). Bahan-bahan mineral aktivator tersebut berfungsi untuk mendegradasi atau penghidrasi molekul organik selama proses karbonisasi, membatasi pembentukan tar dan membantu dekomposisi senyawa organik pada aktivasi berikutnya. Selain itu, aktivator juga berfungsi untuk mendehidrasi air yang terjebak dalam rongga-rongga karbon, membantu menghilangkan endapan hidrokarbon dan melindungi permukaan karbon sehingga mengurangi kemungkinan terjadinya oksidasi. 2.3.3. Aktivator Aktivator digunakan pada proses aktivasi secara kimia. Larutan aktivator terdiri dari berbagai macam jenis seperti asam, basa dan garam. Aktivator berfungsi sebagai agen pelarut mineral organik dan tar sisa pembakaran arang yang menutupi pori-pori arang. Semakin tinggi konsentrasi aktivator maka semakin banyak mineral organik dan tar yang dapat terlarut sehingga pori-pori arang akan terbuka dan luas permukaannya meningkat (Pambayun, dkk. 2013). Aktivator umumnya bersifat mengikat air dan menyebabkan air yang terikat pada pori-pori karbon yang masih tersisa menjadi lepas. Pada saat dilakukan pemanasan senyawa pengotor yang ada pada pori kan menjadi lebih mudah terserap dan luas permukaan karbon aktif semakin besar dan daya serapnya meningkat. Beberapa contoh aktivator yaitu CaCl2, Ca(OH)2, NaCl, MgCl2, HNO3, HCl, Ca3(PO4)2, H3PO4, ZnCl2 dan lain-lain (Dewi dkk, 2009). 2.4.

Karakterisasi Karbon Aktif

2.4.1. Luas Permukaan Pori Luas permukaan dari suatu karbon aktif sangat menentukan keefektifan dari karbon aktif tersebut. Semakin besar luas permukaan yang dimiliki oleh suatu karbon aktif, maka luas bidang yang dapat digunakan untuk proses penyerapan juga akan semakin besar. Secara otomatis padatan atau molekul yang ingin diserap juga akan semakin banyak terserap. Semakin banyak padatan yang diserap, maka semakin bagus kualitas karbon aktif tersebut. Analisa luas permukaan karbon aktif dapat dilakukan dengan menggunakan Surface Area Analyzer (SAA). Peralatan SAA merupakan salah satu alat utama dalam karakterisasi material.

6

Surface area analyzer berfungsi untuk menentukan luas permukaan material, distribusi pori dari material dan isotherm adsorpsi suatu gas pada suatu bahan. Alat ini bekerja dengan mekanisme adsorpsi gas, umumnya nitrogen, argon dan helium, pada permukaan suatu bahan padat yang akan dikarakterisasi pada suhu konstan biasanya suhu didih dari gas tersebut. Pada dasarnya surface area analyzer hanya mengukur jumlah gas yang dapat dijerap oleh suatu permukaan padatan pada tekanan dan suhu tertentu. Secara sederhana, jika diketahui volume gas spesifik yang dapat dijerap oleh suatu permukaan padatan pada suhu dan tekanan tertentu maka dapat diketahui luas permukaan secara teoritis dari satu molekul gas yang dijerap dan luas permukaan total padatan dapat dihitung. Para peneliti telah banyak mengembangkan metode untuk mengubah data yang dihasilkan alat ini berupa jumlah gas yang dijerap pada berbagai tekanan dan suhu (disebut juga isotherm). Data tersebut diubah ke dalam bentuk data luas permukaan, distribusi pori, volume pori dan lain sebagainya. Luas permukaan padatan dapat dihitung dengan menggunakan teori Brunauer Emmet Teller (BET), teori Langmuir, metode t-plot, dan lain sebagainya. Teori BET merupakan teori yang paling banyak digunakan dalam menentukan luas permukaan. Luas permukaan suatu material berdasarkan metode BET dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut ini: s=

Wm x N x Acs M (2.1)

Keterangan: s

= Luas permukaan (m2/g)

Wm

= Koefisien monolayer material

N

= Bilangan Avogadro (6,023 x 1023 molekul/mol)

Acs

= Cross-sectional area gas (Ao)2 (Sudarlin, 2012)

M

= Massa molekul adsorbat (gr/mol)

2.4.2. Porositas Jenis pori diklasifikasikan menjadi tiga kategori berdasarkan ukurannya yaitu mikropori (<2 nm), mesopori (2-50 nm), dan makropori (>50 nm) (Daud dan Ali, 2004). Porositas merupakan tingkat persebaran pori-pori yang terdapat pada karbon aktif. Semakin tinggi nilai porositasnya maka semakin banyak pori-pori

7

yang terdapat pada karbon aktif tersebut. Semakin banyak pori-pori yang dimiliki oleh karbon aktif, maka luas permukaan karbon aktif tersebut juga akan semakin besar, dan tentunya karbon aktif memiliki kualitas yang baik. Teknik yang digunakan untuk menghitung nilai porositas suatu material ialah dengan teknik porosimetri. Porosimetri merupakan suatu metode analisa yang digunakan untuk menentukan berbagai aspek yang dapat dikuantifikasi dari bahanbahan yang bersifat porus, seperti diameter pori, total volume pori, luas permukaan, dan massa jenis ruah dan absolut. Teknik ini melibatkan intrusi cairan yang tidak membasahi (umumnya digunakan raksa) pada tekanan tinggi ke dalam suatu bahan dengan porosimeter. Ukuran pori dapat ditentukan berdasarkan tekanan eksternal yang diperlukan untuk memaksa cairan masuk ke dalam pori melawan gaya cairan yang berlawanan (tegangan permukaan). Oleh karena teknik ini biasanya dilakukan dalam kondisi hampa udara, tekanan gas awal adalah nol. Sudut kontak raksa dengan hampir semua padatan berkisar antara 135° dan 142°, dapat dibulatkan menjadi 140°. Kenaikan tekanan berbanding lurus dengan volume pori kumulatif. Berda-sarkan volume pori kumulatif, dapat ditentukan tekanan dan diameter pori. 2.4.4. Morfologi Morfologi merupakan bentuk penampakan sesuatu dari tampak luarnya. Karakterisasi karbon aktif dengan melihat morfologi dari karbon aktif tersebut sangat berguna untuk mengetahui apakah dalam karbon aktif tersebut terdapat poripori atau tidak. Karakterisasi ini juga dapat berguna untuk mengetahui jumlah serta menghitung jari-jari dari pori-pori yang ada. Karakterisasi dengan mengetahui bentuk morfologi dari karbon aktif dapat memprediksi apakah karbon aktif yang dihasilkan memiliki kualitas yang baik ataupun kualitas yang buruk. Ukuran karbon aktif sangatlah kecil, sehingga kita tidak dapat mengetahui bentuk morfologinya tanpa menggunakan bantuan dari alat. Peralatan yang digunakan dalam melihat morfologi karbon aktif ialah Scanning Electron Microscope (SEM). SEM adalah sebuah mikroskop elektron yang didesain untuk menganalisa permukaan dari objek solid secara langsung. SEM memiliki perbesaran 10 hingga 3000000 kali, depth of field 4 – 0.4 mm dan resolusi sebesar 1-10 nm. Kombinasi dari perbesaran yang tinggi, depth of field yang besar, resolusi

8

yang baik, dan kemampuan untuk mengetahui komposisi dan informasi kristalografi membuat SEM banyak digunakan untuk keperluan penelitian. Mekanisme terbentuknya gambar pada SEM berbeda dengan apa yang terjadi pada mikroskop optik. Gambar dihasilkan berdasarkan deteksi elektron baru (elektron sekunder) atau elektron pantul yang muncul dari permukaan sampel ketika permukaan sampel tersebut dipindai dengan sinar elektron. Elektron sekunder (elektron pantul) yang terdeteksi selanjutnya diperkuat sinyalnya. Besar amplitudonya kemudian ditampilkan dalam gradasi gelap-terang pada layar monitor CRT (tabung sinar katoda). Pada layar CRT inilah gambar struktur objek yang sudah diperbesar bisa dilihat. Pada proses operasinya, SEM tidak memerlukan sampel yang ditipiskan, sehingga dikarenakan hal tersebut, SEM bisa digunakan untuk melihat objek dari sudut pandang tiga dimensi. Sebagian besar alat SEM dilengkapi dengan fitur EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) yang dapat mengenali jenis atom di permukaan yang mengandung multi atom. EDS dihasilkan dai sinar X karakteristik, yaitu dengan menembakkan sinar X pada posisi yang diinginkan maka akan muncul puncak-puncak tertentu yang mewakili suatu unsur terkandung. EDS juga dapat digunakan untuk menganalisa secara kuantitatif dari persentase masing-masing elemen pada permukaan suatu material (Krumeich, 2017). 2.5.

Adsorpsi Adsorpsi adalah fenomena permukaan karena akumulasi suatu spesiees

pada batas permukaan padat-cair dan terjadi karena gaya tarik menarik. Adsorpsi terbagi menjadi dua jenis yaitu adsorpsi fisika dan kimia. Adsorpsi fisika adalah adsorpsi yang terjadi secara non spesifik dan non selektif penyebab gaya tarik menarik karena adanya ikatan koordinasi hidrogen dan gaya Van der Waals. Adsorpsi kimia adalah proses penyerapan yang terjadi apabila terjadi reaksi antara adsorben dan adsorbat (Widayatno dkk, 2017). Salah satu metode untuk menentukan jenis adsorpsi yang terjadi adalah menggunakan adsorption isotherm. Isoterm adsorpsi merupakan hubungan antara jumlah solute yang terserap pada temperatur konstan dan konsentrasinya pada larutan standar. Langmuir dan Freundlich merupakan salah satu jenis model yang banyak digunakan untuk menentukan jenis adsorpsi yang terjadi. Pola adsorpsi

9

ditentukan dengan cara membandingkan tingkat kelinieran kurva yang ditunjukkan oleh harga R2. Harga R2 yang dapat diterima adalah ≥0,95 atau ≥95% (Yuanita dkk, 2016). Jenis isoterm adsorpsi juga dapat ditentukan melalui Persamaan (2.1). Energi adsorpsi pada rentang 1-8 kJ/mol termasuk jenis adsorpsi fisika sedangkan adsorpsi kimia memiliki range energi 9-16 kJ/mol (Ghanizadeh, 2011). 2.5.1. Model Isoterm Adsorpsi Langmuir Model ini berasumsi bahwa adsorpsi hanya berlangsung pada permukaan adsorben yang homogen dengan distribusi energi yang seragam pada setiap permukaan penyerapan (Din dkk, 2008). Adsorpsi yang terjadi pada model ini adalah adsorpsi kimia dan bersifat monolayer (Yuanita dkk, 2016). Model ini dirumuskan dengan persamaan berikut: Ce 1 Ce = + Qe Qm × KL Qm (2.2.) Keterangan: Qe

= Jumlah absorbat terserap per berat adsorben (mg/g)

KL

= Konstanta langmuir (L/g)

Qm

= Kapasitas penyerapan maksimum teoritis (mg/g)

Ce

= Konsentrasi adsorbat akhir (mg/l)

2.5.2. Model Isoterm Adsorpsi Freundlich Model ini mengasumsikan bahwa adsorpsi berlangsung secara heterogen dan distribusi energi yang terjadi berjalan secara tidak merata (Din dkk, 2008). Model ini juga menunjukkan bahwa adsorben tersebut bersifat multilayer dan adsorpsi terjadi secara fisika (Yuanita dkk, 2016). Model ini dirumuskan dengan: 1 log Qe = log Kf + ( ) log Ce n Keterangan: Qe

= Jumlah absorbat terserap per berat adsorben (mg/g)

Kf

= Konstanta Freundlich (mg/g)(l/mg)1/n

n

= Faktor heterogenitas

Ce

= Konsentrasi adsorbat akhir (mg/l) (Din, 2008)

(2.3)

10

2.6.

Logam Berat pada Limbah Pada umumnya semua logam berat tersebar di seluruh pemukaan bumi,

tanah dan air maupun udara. Secara biologis beberapa logam dibutuhkan oleh makhluk hidup pada konsentrasi tertentu dan dapat berakibat fatal apabila tidak dipenuhi namun dalam menjadi racun apabila berlebihan dalam tubuh. Logam berat yang dibuang kelingkungan cenderung tidak terdegradasi dan tersirkulasi (Nirmala, 2015). Beberapa contoh logam berat tersebut adalah Fe dan Mn. 2.6.1. Besi (Fe) Besi merupakan logam yang apabila terdapat di dalam air maka akan tersuspensi dan berwarna kecoklatan. Suspensi yang terbentuk akan menggumpal dan mengendap di dasar air. Besi (Fe) dibutuhkan oleh tubuh manusia dalam pembentukan hemoglobin. Banyaknya besi dalam tubuh dikendalikan oleh fase adsorpsi. Fe tidak dapat diekskresikan oleh tubuh manusia oleh karena itu, manusia yang sering mendapat transfusi darah warna kulitnya menjadi lebih hitam karena akumulasi Fe. Air minum yang mengandung besi dapat menimbulkan rasa mual apabila dikonsumsi. Fe dalam jumlah besar dapat merusak dinding usus, oleh karena itu, Fe dalam tubuh harus dengan jumlah yang sesuai. (Febrina, dkk, 2014). Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan RI No.32 Tahun 2017, kadar besi maksimum pada lingkungan ialah sebesar 1 mg/liter. Kadar Fe yang lebih dari 1 mg/liter akan menyebabkan terjadinya iritasi pada mata dan kulit. Apabila kelarutan besi dalam air melebihi 10 mg/l maka air tersebut akan berbau seperti telur busuk. Debu Fe juga dapat diakumulasi dalam alveoli dan menyebabkan berkurangnya fungsi paru-paru (Febrina, dkk, 2014). 2.6.2. Mangan (Mn) Menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI No.32 Tahun 2017, kadar mangan maksimum pada lingkungan ialah sebesar 0,5 mg/liter. Di dalam tubuh manusia, mangan dalam jumlah yang kecil tidak menimbulkan gangguan kesehatan, akan tetapi dalam jumlah yang besar, mangan dapat tertimbun di dalam hati dan ginjal. Ada berbagai pendapat tentang gangguan kesehatan akibat keracunan senyawa mangan, tetapi umumnya dalam keadaan kronis menimbulkan gangguan pada sistem syaraf dan menampakkan gejala seperti parkinson. Berdasarkan percobaan yang dilakukan terhadap kelinci, keracunan mangan menimbulkan gangguan pada pertumbuhan tulang (Hartini, 2012).

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1.

Tempat dan Waktu Penelitian dilakukan pada tanggal 6 Agustus sampai 21 Desember 2018 di

Laboratorium Teknik Separasi dan Purifikasi dan Laboratorium Kesetimbangan dan Instrumentasi, serta Laboratorium Rekayasa Energi dan Pengolahan Limbah Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya. 3.2.

Alat dan Bahan

3.2.1. Alat Alat-alat yang digunakan dalam peneliitian ini adalah furnace, neraca analitis, palu, beker gelas, pipet tetes,pipet volume, corong, kertas saring, spatula, stopwatch, dan labu ukur. Alat Analisa yang digunakan pada penelitian ini adalah SEM-EDS, BET, pH meter, dan Spektrofotometer UV. 3.2.2. Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah cangkang kelapa yang diperoleh dari pasar di Indralaya, ZnCl2, Na2CO3, aquadest, pereaksi khusus Mn (terdiri dari campuran HgSO4, HNO3, aquadest, H3PO4, dan AgNO3), K2S2O8, larutan ammonium astetat, fenantrolin, dan larutan Fe serta Mn. 3.3.

Prosedur Penelitian

3.3.1. Pembuatan Karbon Aktif 1) Cangkang kelapa dibersihkan dari pengotor berupa sabut dan sisa-sisa tanah kemudian keringkan dibawah sinar matahari selama 3 hari. 2) Cangkang kelapa dihancurkan hingga ukuran 1-2 cm dengan menggunakan palu. 3) Cangkang kelapa yang sudah diperkecil ukurannya dipanaskan di dalam furnace pada suhu 600ºC selama 5 jam. 4) Cangkang

kelapa

yang

telah

dikarbonisasi,

dihaluskan

dengan

menggunakan grinder hingga berukuran 60 mesh. 5) Arang hasil pirolisis direndam pada larutan aktivator berupa ZnCl2 dengan konsentrasi 0,5 M selama 24 jam. 6) Arang dicuci dengan menggunakan aquadest hingga pengotor hasil perendaman hilang dan mencapai pH 7.

14

15

7) Letakkan arang aktif pada rak dengan suhu kamar untuk ditiriskan dan keringkan dalam oven pada suhu 150ºC selama 3 jam. 8) Langkah-langkah tersebut diulangi dengan variasi temperatur pirolisis yaitu 700ºC dan 800ºC dan aktivator berupa Na2CO3. 9) Karakterisasi arang aktif dengan menggunakan SEM-EDS dan BET. 3.3.2. Proses Pembuatan Limbah untuk Penentuan Waktu Jenuh Pada tahap ini dilakukan pengenceran larutan Fe dan larutan Mn dari larutan induk dengan konsentrasi 1000 ppm menjadi 120 ppm. 1) Larutan induk Fe diambil sebanyak 30 ml kemudian dimasukkan ke dalam labu ukur 250 ml. 2) Aquadest dimasukkan ke dalam labu ukur hingga volumenya 250 ml. 3) Aquadest dan larutan Fe dicampur kemudian dimasukkan ke dalam beker gelas 500 ml. 4) Tahapan tersebut diulang sebanyak 4 kali. 3.3.3. Proses Pembuatan Limbah dengan Variasi Konsentrasi Pada tahap ini dilakukan pengenceran larutan Fe dan larutan Mn dari larutan induk dengan konsentrasi 1000 ppm menjadi 20, 40, 60, 80, 100, dan 120 ppm. 1) Larutan induk Fe diambil sebanyak 5 ml kemudian dimasukkan ke dalam labu ukur 250 ml. 2) Aquadest dimasukkan ke dalam labu ukur hingga volumenya 250 ml. 3) Aquadest dan larutan Fe dicampur kemudian dimasukkan ke dalam beker gelas 500 ml. 4) Dilakukan pengulangan tahapan di atas untuk larutan induk Mn dan pengulangan untuk konsentrasi 40, 60, 80, 100, 120 ppm. 3.3.4. Proses Adsorpsi untuk Penentuan Waktu Jenuh 1) Sampel karbon aktif terbaik hasil analisa SEM-EDS dan BET diambil sebanyak 10 g. 2) Limbah yang mengandung Fe sebanyak 250 ml dimasukkan ke dalam beker gelas 500 ml. 3) Karbon aktif ditambahkan ke dalam beker gelas berisi limbah Fe kemudian diaduk dengan kecepatan 150 rpm selama 15 menit. 4) Limbah yang mengandung Fe yang telah diadsorpsi dipisahkan dari karbon aktif dengan kertas saring.

16

5) Langkah-langkah tersebut diulangi dengan variasi waktu pengadukan yaitu 30, 45, 60 dan 75 menit serta limbah yang mengandung Mn. 6) Sampel masing-masing diberi kode berupa A, B, C, D, dan E, kemudian dianalisa kadar Fe dan Mn nya berdasarkan larutan standar menggunakan spektrofotometer. 6) Dilakukan pengolahan data dan ditentukan waktu Jenuh untuk masingmasing limbah. 3.3.5. Proses Adsorpsi dengan Variasi Konsentrasi 1) Sampel karbon aktif terbaik hasil analisa SEM-EDS dan BET diambil sebanyak 10 g. 2) Limbah yang mengandung Fe sebanyak 250 ml dimasukkan ke dalam beker gelas 500 ml. 3) Karbon aktif ditambahkan ke dalam beker gelas berisi limbah Fe kemudian diaduk dengan kecepatan 150 rpm selama 15 menit. 4) Limbah yang mengandung Fe yang telah diadsorpsi dipisahkan dari karbon aktif dengan kertas saring. 5) Langkah-langkah tersebut diulangi dengan variasi waktu pengadukan yaitu 30, 45, 60 dan 75 menit serta limbah yang mengandung Mn. 3.3.6. Proses Analisa Fe 1) Sampel yang telah melalui tahap adsorpsi di ambil 25 ml dan dimasukkan ke dalam beker gelas. 2) Ditambahkan 10 ml larutan penyangga ammonium asetat dan 2 ml larutan fenantrolin. 3) Sampel dicampur hingga rata 4) Sampel dianalisa dengan menggunakan spekrofotometer dengan panjang gelombang 510 nm dan dibandingkan dengan larutan standar. 3.3.7. Proses Analisa Mn 1) Sampel yang telah melalui tahap adsorpsi di ambil 20 ml dan dimasukkan ke dalam beker gelas. 2) Ditambahkan pereaksi khusus Mn sebanyak 1 ml ke dalam beker gelas. 3) Sampel di panaskan pada hot plate hingga muncul gelembung-gelembung. 4) Ditambahkan K2S2O8 sebanyak 0,3 g dan sampel dipanaskan selama 5 menit.

17

5) Sampel dianalisa dengan menggunakan spekrofotometer dengan panjang gelombang 520 nm dan dibandingkan dengan larutan standar. 3.4.

Diagram Alir Penelitian Diagram alir penelitian yang dilakukan pada proses pembuatan karbon aktif

cangkang kelapa adalah sebagai berikut: Persiapan bahan baku cangkang kelapa Pengecilan ukuran dari cangkang kelapa

Pirolisis cangkang kelapa di dalam furnace Aktivasi kimia dengan ZnCl2 dan Na2CO3 Pencucian arang aktif dengan aquadest

Pengeringan arang aktif dengan oven Karakterisasi arang aktif (radius pori, surface area, morfologi dan volume pori) Pembuatan limbah sintetik yang mengandung Fe dan Mn

Penentuan waktu Jenuh

Adsorpsi limbah sintetik yang mengandung Fe dan Mn Analisa kandungan Fe dan Mn dengan spektrofotometer Gambar 3.1. Blok Diagram Pembuatan Arang Aktif dari Cangkang Kelapa

18

3.5.

Matriks Penelitian

3.5.1. Pembuatan Karbon Aktif Tabel 3.1. Matriks Penelitian Pembuatan Karbon Aktif Jenis

Temperatur

Radius Pori

Surface Area

Volume Pori

Larutan

(°C)

(Å)

(m2/g)

(cc/g)

600 ZnCl2

700 800 600

Na2CO3

700 800

3.5.2. Penentuan Waktu Jenuh Tabel 3.2. Matriks Penelitian Proses Penentuan Waktu Jenuh

Kode

Waktu

Co

Ce

Qe

Sampel

(Menit)

(mg/l)

(mg/l)

(mg Fe/g KA)

A

15

B

30

C

45

D

60

E

75

3.5.3. Adsorpsi Logam Berat pada Limbah Sintetik Tabel 3.3. Matriks Penelitian Adsorpsi Fe pada Limbah Sintetik

Kode

Co

Ce

Sampel

(mg/l)

(mg/l)

A1

20

19

A2

40

A3

60

A4

80

A5

100

A6

120

Tabel 3.4. Matriks Penelitian Adsorpsi Mn pada Limbah Sintetik

3.6.

Kode

Co

Ce

Sampel

(mg/l)

(mg/l)

B1

20

B2

40

B3

60

B4

80

B5

100

B6

120

Metode Pengolahan Data Pada penentuan jenis isoterm adsorpsi, metode pengolahan data yang

digunakan adalah metode grafik. Data yang diperoleh dari hasil adsorpsi diplot ke dalam grafik dan dapat ditentukan persamaa, kosntanta isoterm adsorpsi dan nilai R2 nya. Nilai R2 yang diterima adalah R2 ≥0,95 atau R2 ≥95% (Ghanizadeh dan Asgari, 2010).

20

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1.

Hasil Penelitian

4.1.1. Hasil Analisa BET Tabel 4.1. Hasil Analisa Karbon Aktif dengan Variasi Suhu Pirolisis dan Aktivator

Jenis

Temperatur

Radius Pori

Surface Area

Volume Pori

Larutan

(°C)

(Å)

(m2/g)

(cc/g)

600

11,52

452,578

0,2608

700

12,04

435,684

0,2623

800

10,72

586,495

0,3144

600

11,28

398,708

0,2249

700

11,33

517,516

0,2932

800

12,00

492,430

0,2954

ZnCl2

Na2CO3

4.1.2. Hasil Analisa SEM-EDS Tabel 4.2. Komposisi Karbon Aktif Berdasarkan Variasi Suhu Pirolisis dan Aktivator

Larutan Aktivator

ZnCl2

Na2CO3

Suhu Pirolisis (°C)

Na2O

SiO2

SO3

Al2O3

K2O

Karbon

(%Massa) (%Massa) (%Massa) (%Massa) (%Massa) (%Massa)

600

0,25

0,73

2,73

-

-

96,30

700

0,34

0,69

-

2,12

-

96,85

800

0,26

0,90

1,81

-

-

97,03

600

0,75

0,41

-

-

0,47

98,36

700

0,34

0,49

1,67

0,20

-

97,30

800

-

0,75

-

10,54

-

88,71

21

4.1.3. Hasil Analisa Kandungan Fe dan Mn dengan Variasi Waktu Tabel 4.3. Data Konsentrasi Awal dan Akhir Sampel Limbah Mn

Kode

Waktu

Co

Ce

Sampel

(Menit)

(mg/l)

(mg/l)

1

15

120

100,7865

2

30

120

71,4607

3

45

120

26,9663

4

60

120

20,8989

5

75

120

22,9213

4.1.4. Hasil Analisa Kandungan Fe dan Mn dengan Variasi Konsentrasi Tabel 4.4. Data Konsentrasi Awal dan Akhir Sampel Limbah Fe

Kode

Co

Ce

Sampel

(mg/l)

(mg/l)

A1

20

0,6742

A2

40

3,7079

A3

60

8,7640

A4

80

13,8202

A5

100

21,9101

A6

120

26,9663

22

Tabel 4.5. Data Konsentrasi Awal dan Akhir Sampel Limbah Mn Kode

Co

Ce

Sampel

(mg/l)

(mg/l)

B1

20

0,7763

B2

40

2,8798

B3

60

6,1853

B4

80

9,0401

B5

100

14,5242

B6

120

20,9098

23

4.2.

Pembahasan Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan bahan baku berupa cangkang

kelapa. Pemilihan bahan baku cangkang kelapa sebagai bahan baku dilakukan karena cangkang kelapa dapat menghasilkan karbon aktif dengan pori berukurang mikro dan kadar abu yang rendah (Li dkk, 2008). Proses pembuatan karbon aktif dilakukan dengan dua tahap yaitu pirolisis atau karbonisasi dan aktivasi karbon. Proses pirolisis dilakukan dengan proses pembakaran di dalam ruangan tertutup dan dilakukan selama 5 jam. Proses pirolisis dilakukan untuk mengubah cangkang kelapa menjadi karbon. Peninjauan yang dilakukan didasarkan pada dua variabel bebas yaitu temperatur pirolisis dan jenis larutan aktivator. Temperatur pirolisis yang digunakan pada penelitian ini adalah 600, 700 dan 800°C. Pemilihan range ini disebabkan karena pada temperatur tersebut seluruh komponen yang ada pada cangkang kelapa telah mengalami dekomposisi dan memasuki tahap peningkatan karbon. Pada temperatur tersebut dianggap bahwa cangkang kelapa telah mengalami karbonisasi secara keseluruhan. Oleh karena itu, dapat ditinjau pengaruh temperatur terhadap morfologi pori, luas permukaan, volume pori, dan jari-jari pori karbon aktif yang dihasilkan Karbon yang dihasilkan kemudian diaktivasi dengan menggunakan larutan aktivator. Larutan aktivator yang digunakan terdiri dari 2 jenis yaitu ZnCl2 dan Na2CO3 dengan konsentrasi yang sama yaitu 0,5 M. Senyawa ZnCl2 merupakan salah satu senyawa yang umum digunakan namun memiliki harga yang lebih tinggi dibandingkan dengan Na2CO3. Selain itu, setiap senyawa memiliki sifat kelarutan yang berbeda-beda sehingga penggunaan jenis larutan aktivator yang berbeda akan menghasilkan kualitas karbon aktif yang berbeda pula. Oleh karena itu, dapat ditinjau pengaruh penggunaan larutan aktivator terhadap morfologi pori, luas permukaan, volume pori, dan radius pori-pori karbon aktif yang dihasilkan. Aktivasi dilakukan untuk menghilangkan kandungan tar dan mineral organik yang ada pada pori-pori karbon (Din dkk 2009). Tar dan mineral organik terbentuk pada saat proses pirolisis. Permukaan karbon aktif akan terbakar dan akan membentuk tar, mineral organik, dan abu. Zat-zat tersebut dapat menutupi pori-pori karbon aktif sehingga menghambat proses adsorbsi. Oleh karena itu, tar dan mineral organik tersebut perlu dihilangkan. Penghilangan dilakukan dengan merendam

24

karbon hasil pirolisis. Hal ini dilakukan agar tar dan mineral organik yang ada dapat terlarut oleh larutan aktivator dan dibuang saat proses pencucian karbon aktif. Cangkang kelapa terdiri dari lignin, air, hemiselulosa dan selulosa (Li dkk, 2008). Pada proses pirolisis terjadi proses penguraian zat yang ada pada cangkang kelapa menjadi karbon. Pada temperatur 100-120°C terjadi penguapan air yang terkandung pada cangkang kelapa. Dekomposisi selulosa terjadi pada range 200400°C dan menghasilkan pirolignat, gas kayu dan tar. Pada temperatur 310-510°C terjadi penguraian lignin dan dihasilkan tar dalam jumlah yang besar. Sedangkan pada temperatur diatas 510 akan terjadi tahap peningkatan kadar karbon. Berdasarkan hasil penelitian semakin tinggi temperatur pirolisis yang digunakan maka semakin besar kandungan karbon yang ada pada karbon aktif yang dihasilkan. Hal ini disebabkan karena pada temperatur pirolisis diatas 500°C terjadi tahap peningkatan kadar karbon, sehingga temperatur pirolisis yang lebih tinggi akan menghasilkan kadar karbon yang lebih tinggi juga. Pada temperatur yang tidak sesuai maka akan terjadi proses pengabuan sehingga akan merusak karbon aktif yang akan dihasilkan. Oleh karena itu, perlu dilakukan peninjauan temperatur optimal untuk proses karbonisasi atau pirolisis cangkang kelapa. 4.2.1. Pengaruh Temperatur Pirolisis terhadap Luas Permukaan Pori Pada Karbon Aktif dengan Aktivator Larutan ZnCl2 700 600

Surface Area (m2/g)

500 400 300 200 100

0 600

700 Temperatur Pirolisis (°C)

800

Gambar 4.1. Pengaruh Temperatur terhadap Luas Permukaan Pori Karbon Aktif dengan Aktivator ZnCl2

25

Luas permukaan pada karbon aktif menunjukkan banyaknya jumlah poripori yang ada pada karbon aktif tersebut per satuan massa. Semakin besar luas permukaan adsorben maka adsorpsi yang terjadi semakin besar karena kemungkinan zat yang menempel pada permukaan adsorben bertambah (Widayatno dkk, 2017). Selama proses pirolisis, terjadi proses pembakaran pada permukaan cangkang kelapa. Proses pirolisis ini dipengaruhi oleh temperatur yang digunakan. Temperatur yang terlalu tinggi dapat menyebabkan pori-pori pada karbon rusak dan mengalami proses pengabuan. Hal ini akan menyebabkan luas permukaan karbon aktif yang dihasilkan menjadi lebih rendah. Berdasarkan Gambar 4.1. kenaikan temperatur berbanding lurus dengan peningkatan luas permukaan pori pada karbon aktif. Semakin besar temperatur maka semakin besar pula jumlah cangkang kelapa yang terkonversi menjadi karbon aktif. Hal ini menyebabkan semakin banyak pori-pori yang terbentuk sehingga luas permukaan yang dihasilkan semakin besar pula. Sampel karbon aktif dengan larutan aktivator ZnCl2 adalah cangkang kelapa yang dipirolisis pada temperatur 800°C dengan luas permukaan 586,495 m2/g. Standar luas permukaan karbon aktif adalah 300-3500 m2/g (Nurhadiansyah dkk, 2018). Seluruh hasil yang diperoleh dengan memvariasikan suhu pirolisis telah memenuhi standar luas permukaan karbon aktif. 4.2.2. Pengaruh Temperatur Pirolisis terhadap Luas Permukaan Pori Pada Karbon Aktif dengan Aktivator Larutan Na2CO3 Surface area tertinggi pada penggunaan aktivator Na2CO3 adalah pada temperatur 700°C. Surface area yang diperoleh menurun pada variasi temperatur 800°C. Temperatur yang terlalu tinggi dapat menyebabkan pengikisan pada permukaan rongga pori sehingga dapat mempengaruhi luas permukaannya (Nurhadiansyah dkk, 2018). Dengan ini dapat diartikan bahwa penggunaan aktivator berupa Na2CO3 cocok digunakan pada temperatur pirolisis 700°C. Hal ini disebabkan karena pada penggunaan temperatur 800°C nilai surface area pada karbon aktif menurun sehingga daya serap nya dibandingkan dengan karbon aktif yang diaktivasi pada 700°C lebih kecil. Penggunaan temperatur yang semakin tinggi akan menyebabkan dekomposisi karbon semakin tinggi. Hal ini akan menyebabkan jumlah tar yang dihasilkan juga semakin tinggi, sehingga diperlukan larutan aktivator dengan

26

konsentrasi yang sesuai untuk melarutkan tar tersebut. Ketidaksesuaian konsentrasi larutan aktivator yang digunakan akan mempengaruhi karbon aktif yang dihasilkan. 600

Surface Area (m2/g)

500 400 300 200 100 0 600

700 Temperatur Pirolisis (°C)

800

Gambar 4.2. Pengaruh Temperatur terhadap Luas Permukaan Pori Karbon Aktif dengan Aktivator Na2CO3

Pada sampel karbon aktif dengan temperatur pirolisis 800°C dan aktivator Na2CO3, konsentrasi larutan aktivator yang digunakan mungkin belum cukup untuk melarutkan seluruh tar dan pengotor yang ada pada pori-pori karbon aktif. Tar tersebut masih menutupi pori-pori karbon aktif sehingga luas permukaan yang dihasilkan lebih rendah. Oleh karena itu, perlu dilakukan peningkatan konsentrasi aktivator pada pembuatan karbon aktif dengan temperatur pirolisis 800°C. Berdasarkan standar luas permukaan karbon aktif, seluruh sampel yang dihasilkan dengan larutan aktivator berupa Na2CO3 telah memenuhi standar tersebut. Apabila dibandingkan hasil terbaik pada sampel dengan kedua jenis larutan aktivator maka sampel dengan luas permukaan terbesar adalah sampel dengan larutan aktivator berupa ZnCl2 yaitu 586,495 m2/g. Semakin besar luar permukaan maka semakin baik kemampuan karbon aktif dalam melakukan adsorpsi (Nurhadiansyah dkk, 2018). 4.2.3. Pengaruh Temperatur Pirolisis terhadap Volume Pori Pada Karbon Aktif dengan Aktivator Larutan ZnCl2 Volume pori-pori menunjukkan kedalaman pori-pori karbon aktif yang dihasilkan. Semakin besar volume pori maka semakin besar kemampuan karbon aktif tersebut untuk menyerap suatu zat. Kedalaman pori-pori dipengaruhi oleh

27

temperatur pirolisis. Semakin tinggi temperatur maka volume pori yang dihasilkan semakin besar. Hal ini disebabkan karena pada saat proses pirolisis maka akan terjadi reaksi polimerisasi. Seiring dengan meningkatnya temperatur pirolisis maka reaksi polimerisasi akan semakin diperdalam. Pori-pori akan semakin dalam dan akan terbentuk mikropori pada bagian dalam pori-pori tersebut (Li, 2008). Berdasarkan hasil analisa BET pada sampel yang ditunjukkan pada Gambar 4.3. volume pori tertinggi diperoleh pada sampel dengan temperatur pirolisis 800°C yaitu 0,3144 cc/g. Hal ini menunjukkan bahwa semakin tinggi temperatur maka proses pembentukan pori yang terjadi semakin besar sehingga volume pori yang dihasilkan pun semakin besar. Tidak ada standar khusus yang digunakan untuk mengklasifikasikan volume pori pada karbon aktif namun volume pori yang besar menunjukkan bahwa zat yang dapat diserappun semakin besar (Nasution, 2011). 0.35 0.3

Volume Pori (cc/g)

0.25 0.2

0.15 0.1

0.05 0 600

700 Temperatur Pirolisis (°C)

800

Gambar 4.3. Pengaruh Temperatur terhadap Volume Pori dengan Aktivator ZnCl2

4.2.4. Pengaruh Temperatur Pirolisis terhadap Volume Pori Pada Karbon Aktif dengan Aktivator Larutan Na2CO3 Berdasarkan Gambar 4.4. hasil terbaik pada penggunaan larutan aktivator Na2CO3 adalah pada temperatur 800°C yaitu 0,2954 cc/g. Hasil yang diperoleh pada penggunaan dua larutan yang berbeda menunjukkan hasil yang sama. Apabila dibandingkan antara kedua hasil terbaik tersebut maka volume pori terbesar diperoleh pada sampal karbon aktif dengan larutan aktivator ZnCl2 800°C dengan volume pori 0,3144 cc/g.

28

0.35 0.3

Volume Pori (cc/g)

0.25 0.2

0.15 0.1

0.05 0 600

700 Temperatur Pirolisis (°C)

800

Gambar 4.4. Pengaruh Temperatur terhadap Volume Pori dengan Aktivator Na2CO3 4.2.5. Pengaruh Temperatur Pirolisis terhadap Radius Pori Pada Karbon Aktif dengan Aktivator Larutan ZnCl2 Radius pori menunjukkan spesifikasi karbon aktif yang dihasilkan. Berdasarkan ukuran porinya, radius pori dibagi menjadi tiga jenis yaitu makropori, mesopori dan mikropori. Karbon aktif dengan ukuran pori >25 nm memiliki jenis makropori, 1-25 nm memiliki jenis mesopori dan <25 nm memiliki jenis mikropori. Pemilihan jenis karbon aktif didasarkan pada jenis molekul atau zat yang akan diserap dengan menggunakan karbon aktif. 12.5

Radius Pori (Å)

12

11.5 11 10.5 10 600

700 Temperatur Pirolisis (°C)

800

Gambar 4.5. Pengaruh Temperatur terhadap Radius Pori Pada Karbon Aktif dengan Aktivator ZnCl2

29

Semakin besar temperatur maka semakin kecil radius atau jari-jari karbon aktif tersebut. Hal ini disebabkan pada suhu diatas 500°C akan terjadi peningkatan jumlah karbon dan seluruh cangkang kelapa telah berubah menjadi karbon. Pada tahap ini juga terjadi pendalaman volume pori sehingga terdapat kemungkinan terjadi pembentukan pori-pori kecil pada bagian dalam pori-pori besar karbon aktif. Hal ini lah yang menyebabkan radius pori yang dihasilkan menjadi lebih kecil. Radius pori yang kecil menunjukkan bahwa pori-pori yang dihasilkan semakin baik karena banyaknya pori-pori kecil yang mampu membantu proses penyerapan. Nilai radius pori berbanding terbalik dengan nilai surface area, karena pada jumlah karbon aktif yang sama karbon aktif dengan ukuran pori lebih kecil akan menghasilkan luas permukaan penyerapan yang lebih besar. Berdasarkan hasil yang diperoleh, nilai radius pori terkecil adalah pada variasi temperatur 800°C, dan hasil ini sesuai dengan teori yang ada. Namun, hasil yang fluktuatif diperoleh pada temperatur 700°C. Hal ini dapat dipengaruhi beberapa faktor, salah satunya adalah larutan aktivator belum melarutkan seluruh tar dan mineral organik yang terjebak pada pori-pori pada karbon aktif sehingga sebagian pori masih tertutup pengotor. Sampel karbon aktif dengan radius pori terkecil diperoleh pada sampel dengan temperatur pirolisis 800°C yaitu 10,72 Å. Berdasarkan klasifikasi ukuran pori, radius pori yang dihasilkan pada temperatur pirolisis dan larutan aktivator ZnCl2 adalah makropori. Tidak ada standar khusus yang digunakan untuk mengklasifkasikan karbon aktif berdasarkan radius porinya. Radius pori digunakan ketika akan dilakukan adsorpsi suatu zat sehingga perlu dilakukan peninjauan ukuran pori pada karbon aktif yang harus digunakan untuk menyerap zat tersebut berdasarkan ukuran molekulnya. 4.2.6. Pengaruh Temperatur Pirolisis terhadap Radius Pori Pada Karbon Aktif dengan Aktivator Na2CO3 Hasil yang diperoleh pada penggunaan larutan aktivator Na2CO3 adalah radius pori terkecil diperoleh pada temperatur pirolisis 600°C. Apabila ditinjau berdasarkan dua parameter karakterisasi karbon aktif sebelumnya yaitu surface area dan volume pori, diperoleh hasil terbaik adalah pada temperatur 700°C. Kedua hal tersebut juga patut menjadi pertimbangan dalam pemilihan proses yang digunakan pada pembuatan karbon aktif dengan menggunakan larutan aktivator Na2CO3 yang akan digunakan pada proses adsorpsi nantinya.

30

12.2

Radius Pori (Å)

12

11.8 11.6 11.4 11.2 11 10.8 600

700 Temperatur Pirolisis (°C)

800

Gambar 4.6. Pengaruh Temperatur terhadap Radius Pori Pada Karbon Aktif dengan Aktivator Na2CO3

Karbon aktif yang dihasilkan termasuk jenis karbon aktif dengan jenis makropori. Belum terbentuknya meso dan mikropori dapat disebabkan oleh beberapa faktor yaitu belum terbukanya pori-pori pada karbon akibat kondisi operasi dan konsentrasi larutan aktivator yang kurang sesuai. Kondisi operasi yang dimaksudkan dalam hal ini adalah temperatur pirolisis. Pada temperatur yang terlalu tinggi, dapat terjadi proses pengabuan sehingga pori-pori yang terbentuk akan rusak atau bahkan hilang dan berubah menjadi abu. Hal ini dapat menyebabkan berkurangnya jari-jari pori yang diperoleh. Selain itu, kurang atau rendahnya konsentrasi aktivator dapat menyebabkan pengotor yang ada pada poripori karbon yang terbentuk pada saat proses pirolisis tidak larut secara sempurna. 4.2.7. Pengaruh Temperatur Pirolisis terhadap Morfologi Pori dan Komposisi Karbon Aktif dengan Aktivator Larutan ZnCl2 Berdasarkan hasil analisa SEM-EDS diperoleh hasil seperti pada Gambar 4.7., Gambar 4.10., dan Gambar 4.12. Hasil analisa yang diperoleh berupa gambar tampak permukaan karbon aktif menunjukkan bahwa seluruh sampel karbon aktif dengan variasi temperatur 600, 700, 800°C dan larutan aktivator ZnCl2 memiliki persebaran pori yang merata. Pori-pori yang dihasilkan juga memiliki ukuran yang beragam dan bentuk yang beragam. Hal ini menunjukkan bahwa temperatur dan kedua jenis larutan yang digunakan sebagai aktivator telah mampu membuka dan menghasilkan pori-pori pada permukaan karbon aktif.

31

Gambar 4.7. Morfologi Karbon Aktif (600°C; ZnCl2)

Pori-pori yang terbentuk menunjukkan bahwa larutan aktivator telah mampu melarutkan tar dan pengotor yang ada pada pori-pori karbon. Sehingga pori-pori yang terbentuk kosong dan dapat digunakan sebagai adsorben pada proses adsorbsi. Pori yang terbentuk terlihat banyak termasuk pada jenis makropori atau pori-pori berukuran besar dan menunjukkan belum terbentuknya mikropori dan mesopori pada bagian dalam pori-pori. Oleh karena itu, perlu dilakukan peninjauan lebih lanjut pada penelitian selanjutnya mengenai faktor yang menyebabkan hal ini.

Gambar 4.8. Komposisi Karbon Aktif (600°C; ZnCl2)

32

Tabel 4.6. Komposisi Karbon Aktif (600°C; ZnCl2)

Element

% Massa

C

96,30

O

2,09

Na

0,18

Si

0,34

S

1,09

Compound

% Massa

C

96,30

Na2O

0,25

SiO2

0,73

SO3

2,73

Hasil analisa SEM-EDS pada sampel dengan temperatur pirolisis 600°C dan larutan aktivator berupa ZnCl2 menunjukkan bahwa peak tertinggi merupakan kandungan karbon. Pada hasil analisa tersebut juga terdeteksi adanya kandungan pengotor lain. Hal ini menunjukkan bahwa pirolisis cangkang kelapa pada temperatur 600°C dan larutan aktivator ZnCl2 menghasilkan karbon aktif dengan kemurnian yang relatif baik.

33

Gambar 4.9. Komposisi Karbon Aktif (700°C; ZnCl2) Tabel 4.7. Komposisi Karbon Aktif (700°C; ZnCl2)

Element

% Massa

C

96,85

O

1,45

Na

1,12

Si

0,32

Compound

% Massa

C

96,85

Na2O

0,34

SiO2

0,69

Al2O3

2,12

34

Gambar 4.10. Komposisi Karbon Aktif (700°C; ZnCl2)

Pada sampel karbon aktif dengan temperatur pirolisis 700°C dan larutan aktivator berupa ZnCl2 hasil analisa SEM-EDS menunjukkan bahwa peak tertinggi menunjukkan kandungan karbon yaitu 96,85%. Pada hasil analisa sampel dengan larutan aktivator ZnCl2 juga terdeteksi adanya kandungan pengotor lain.

Gambar 4.11. Komposisi Karbon Aktif (800°C; ZnCl2) Tabel 4.8. Komposisi Karbon Aktif (800°C; ZnCl2)

35

Element

% Massa

C

97,03

O

1,63

Na

0,19

Si

0,42

S

0,73

Compound

% Massa

C

97,03

Na2O

0,26

SiO2

0,9

SO3

1,81

Gambar 4.12. Morfologi Karbon Aktif (800°C; ZnCl2)

Berdasarkan hasil analisa SEM-EDS sampel dengan temperatur pirolisis 800°C dan aktivator ZnCl2, peak tertinggi ditunjukkan pada komponen karbon.

36

Sampel karbon aktif ini juga termasuk karbon aktif dengan kemurnian yang tinggi karena pengotornya berkisar antara 0-2%. 4.2.8. Pengaruh Temperatur Pirolisis terhadap Morfologi Pori dan Komposisi Karbon Aktif dengan Aktivator Larutan Na2CO3 Tabel 4.9. Komposisi Karbon Aktif (600°C; Na2CO3)

Element

% Massa

C

98,36

O

0,50

Na

0,56

Si

0,19

K

0,39

Compound

% Massa

C

98,36

Na2O

0,75

SiO2

0,41

K2O

0,47

37

Gambar 4.13. Komposisi Karbon Aktif (600°C; Na2CO3)

Hasil analisa SEM-EDS pada sampel karbon aktif dengan temperatur pirolisis 600°C dan larutan aktivator berupa Na2CO3 menunjukkan bahwa puncak tertinggi (peak) merupakan unsur karbon yaitu 99,71. Hal ini menunjukkan bahwa pirolisis cangkang kelapa pada temperatur 600°C dan larutan aktivator Na2CO3 menghasilkan karbon aktif dengan kemurnian yang relatif baik apabila ditinjau dari segi komposisi karbon aktifnya.

Gambar 4.14. Morfologi Karbon Aktif (600°C; Na2CO3)

38

Komposisi karbon yang tinggi dan pengotor yang kecil pada karbon aktif yang dihasilkan dengan temperatur pirolisis 600°C menunjukkan bahwa komponen besar seperti selulosa, hemiselulosa dan lignin yang ada pada cangkang kelapa telah terkonversi menjadi karbon. Tar dan mineral organik yang terbentuk pada proses pirolisis juga telah dihilangkan pada proses aktivasi, baik menggunakan larutan aktivator ZnCl2 maupun Na2CO3. Oleh karena itu, kondisi ini dapat dikatakan sesuai untuk menghasilkan karbon aktif dengan kemurnian yang relatif tinggi. Pada sampel dengan larutan aktivator berupa Na2CO3 dengan temperatur pirolisis 700°C pengotor yang terdeteksi adalah Al2O3 (0,20%), SiO2 (0,49%), SO3 (1,67%) dan Na2O (0,34%). Pengotor-pengotor tersebut berasal dari kandungan cangkang kelapa dan mungkin terdapat kontaminasi pada sampel yang ada. Pengotor yang dihasilkan dalam jumlah kecil pada temperatur pirolisis 700°C juga menunjukkan bahwa karbon yang diperoleh memiliki kemurnian yang relatif tinggi. Tabel 4.10. Komposisi Karbon Aktif (700°C; Na2CO3)

Element

% Massa

C

97,30

O

1,45

Na

0,11

Si

0,23

S

0,67

Al

0,11

Compound

% Massa

C

97,30

Na2O

2,88

SiO2

2,19

SO3

5,54

Al2O3

1,05

39

Gambar 4.15. Komposisi Karbon Aktif (700°C; Na2CO3)

Gambar 4.16. Morfologi Karbon Aktif (700°C; Na2CO3)

40

Gambar 4.17. Komposisi Karbon Aktif (800°C; Na2CO3) Tabel 4.11. Komposisi Karbon Aktif (800°C; Na2CO3)

Element

% Massa

C

88,71

O

5,36

Al

5,58

Si

0,35

Compound

% Massa

C

88,71

Al2O3

10,54

SiO2

0,75

Hasil analisa SEM-EDS pada sampel karbon aktif dengan temperatur pirolisis 800°C menunjukkan bahwa kandungan karbon yang diperoleh adalah 88,71%. Pengotor yang terdeteksi adalah Al2O3 (10,54%) dan SiO2 (0,75%). Kadar karbon yang rendah mungkin disebabkan karena kesalahan pada saat aktivasi dan

41

pirolisis. Hal ini menunjukkan bahwa proses pembuatan karbon aktif dengan menggunakan aktivator Na2CO3 tidak cukup optimum apabila dilakukan pada temperatur pirolisis 800°C. Berdasarkan hasil yang diperoleh, penggunaan larutan aktivator ZnCl2 menghasilkan jumlah karbon aktif yang lebih rendah dibandingkan dengan penggunaan larutan aktivator Na2CO3. Hal ini ditunjukkan dengan hasil yang diperoleh pada temperatur yang sama dengan larutan aktivator yang berbeda menunjukkan bahwa komposisi karbon yang lebih besar dihasilkan pada penggunaan larutan aktivator Na2CO3. Karbon aktif dengan komposisi karbon terbesar diperoleh pada temperatur pirolisis 600°C dan dengan larutan aktivator Na2CO3. Hal ini disebabkan karena pada temperatur tersebut kadar karbon yang dihasilkan masih cukup banyak karena belum mengalami pembentukan pori lebih lanjut dan masih terbentuk karbon dengan ukuran pori yang kecil. Seluruh jenis karbon aktif yang dihasilkan telah memenuhi standar karbon aktif berdasarkan SNI-06-3730-1995 yaitu minimal kandungan karbonnya adalah 65%.

Gambar 4.18. Morfologi Karbon Aktif (800°C; Na2CO3)

4.2.9. Pengaruh Waktu terhadap Kosentrasi Fe dan Mn pada Limbah Sintetik Variasi waktu dilakukan untuk menentukan waktu jenuh pada proses penyerapan logam berat pada limbah sintetik. Waktu optimal adalah 60 menit.

42

Penentuan waktu jenuh dilakukan untuk menentukan waktu optimal

yang

digunakan pada proses adsorpsi. Pada hasil penelitian yang dilakukan diperoleh hasil waktu optimal yaitu 60 menit. Memasuki waktu ke 60 menit karbon aktif masih mengalami peningkatan pemyerapan terhadap Fe. Pada saat memasuki waktu 75 menit tidak terjadi peningkatan penyerapan atau dengan kata lain, penyerapan yang terjadi konstan. Hal ini menunjukkan bahwa karbon aktif telah memasuki jumlah maksimal penyerapannya.

Qe (mg Fe/g KA)

3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 15

30

45 60 Waktu (menit)

75

Gambar 4.19. Pengaruh Waktu terhadap Adsorpsi Fe Limbah Sintetik

Qe (mg Fe/g KA)

3.0 2.5 2.0 1.5

1.0 0.5 0.0

15

30

45 60 Waktu (menit)

75

Gambar 4.20. Pengaruh Waktu terhadap Adsorpsi Mn Limbah Sintetik

Pada penyerapan Mn yang terdapat di dalam limbah sintetik, diperoleh waktu jenuh adalah pada waktu ke 60 menit. Pada menit ke 15 hingga menit ke 60

43

terus mengalami peningkatan kemudian turun pada menit ke 75, sehingga dapat disimpulkan bahwa karbon aktif jenuh terhadap Mn pada menit ke 60.

44

4.2.10. Pengaruh Konsentrasi Awal terhadap Konsentrasi Akhir Fe dan Mn pada Limbah Sintetik Berdasarkan hasil analisa semakin tinggi kosentrasi awal Fe pada limbah maka konsentrasi akhir yang diperoleh pun semakin tinggi. Hal ini terjadi karena pada saat kosentrasi tinggi, tumbukan antara adsorben semakin meningkat sehingga jumlah adsorbat yang terserap semakin banyak (Yuanita, 2016). Namun, semakin tinggi konsentrasi limbah dengan jumlah karbon aktif yang sama maka adsorpsi ion besi dan mangan juga akan menurun hingga konsentrasi tertentu (Nirmala, 2015). Hal ini terjadi karena pori-pori yang ada pada karbon aktif sudah penuh dan mengikat Fe serta Mn, sehingga kemampuan karbon untuk menyerap pun semakin rendah. Dalam hal ini karbon aktif dari cangkang kelapa belum mengalami kejenuhan sehingga konsentrasi akhir ion besi meningkat secara linier. 4.2.11. Penentuan Isoterm Adsorpsi Isoterm adsorpsi yang ditinjau dalam penelitian ini ada dua jenis yaitu berdasarkan model isoterm Langmuir dan model isoterm Freundlich. Pada model isoterm Langmuir data yang diplot berupa Ce/Qe vs Ce. Data diplot dan menghasilkan grafik dengan nilai R2 yang digunakan untuk menentukan jenis isoterm adsorpsi. Nilai R2 yang diterima adalah ≥0,95 (Yuanita dkk, 2016). 14

y = 2,4779 + 0,3775x R² = 0,9411

Ce/Qe (g/l)

12 10 8 6 4 2 0 0

2

4

6

8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Ce (mg/l)

Gambar 4.21. Model Isoterm Langmuir Adsorpsi Fe pada Limbah Sintetik

45

10

y = 2,0387 + 0,3207x R² = 0,9693

Ce/Qe (g/l)

8 6 4 2 0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

Ce (mg/l) Gambar 4.22. Model Isoterm Langmuir Adsorpsi Mn pada Limbah Sintetik

Setelah dilakukan pengolahan data diperoleh persamaan untuk menentukan nilai Konstanta Langmuir baik pada proses adsorpsinya pada limbah sintetik yang mengandung Fe maupun Mn. Diperoleh nilai K pada adsorpsi Fe yaitu 0,1523 dan pada adsorpsi Mn yaitu 0,1573. Berdasarkan perhitungan yang dilakukan pada sampel Fe diperoleh nilai R2 0,9411 sedangkan pada sampel Mn diperoleh nilai R2 yaitu 0,9693. Nilai R2 yang memenuhi adalah sampel dengan logam berat Mn. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa penyerapan logam Mn memenuhi model isoterm Langmuir, sedangkan sampel dengan logam berat Fe tidak memenuhi. 0.6 y = - 0,2616 + 0,4179x R² = 0,9928

Log Qe

0.4 0.2

0.0 -0.4 -0.2 0.0 -0.2 -0.4

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

Log Ce

Gambar 4.23. Model Isoterm Freundlich Adsorpsi Fe pada Limbah Sintetik

46

0.6 y = - 0,2617 + 0,5068x R² = 0,9972

Log Qe

0.4 0.2

0.0 -0.2 0.0 -0.2

-0.4

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

Log Ce

Gambar 4.24. Model Isoterm Freundlich Adsorpsi Mn pada Limbah Sintetik

Pada model isoterm Freundlich data yang diplot adalah log Qe vs log Ce dan diperoleh persamaan, Konstanta Freundlich dan nilai R2. Pada model isoterm Freundlich, Konstanta Freundlich diperoleh melalui perhitungan dan disimbolkan dengan simbol Kf. Kf yang diperoleh pada proses adsorpsi Fe dan Mn masingmasing yaitu 0,5474 dan 0,5475. Nilai Kf menunjukkan kapasitas adsorpsi suatu adsorben. Semakin besar nilai konstanta Freundlich maka daya adsorpsi dari adsorben yang semakin baik (Apriyanti dkk, 2018). Selain itu, pada model isoterm Freundlich juga ditentukan nilai 1/n atau intensitas adsorpsi. Semakin besar 1/n maka semakin kecil afinitas adsorben menyerap adsorbat (Apriyanti dkk, 2018). Berdasarkan perhitungan yang dilakukan pada sampel Fe diperoleh nilai R2 yaitu 0,9928 dan sampel Mn 0,9972. Oleh karena itu, adsorpsi Mn dan Fe menggunakan karbon aktif dari cangkang kelapa memenuhi model isoterm Freundlich. Berdasarkan perhitungan dan analisa yang dilakukan, penyerapan logam Mn dan Fe dengan menggunakan karbon aktif dari cangkang kelapa memenuhi model isoterm Freundlich. Hal ini menandakan bahwa proses penyerapan yang terjadi oleh karbon aktif adalah penyerapan secara fisika atau fisisorpsi. Jenis adsorpsi ini dicirikan dengan nilai energi adsorbsinya yang kecil dan terjadi karena adanya gaya-gaya fisika (Apriyanti dkk, 2018). Adsorpsi fisika yang terjadi ini juga dibuktikan dengan nilai energi adsorpsinya. Setelah melakukan perhitungan energi adsorpsi diperoleh hasil untuk limbah Fe yaitu 1,0392 kJ/mol dan limbah Mn yaitu 0,9485 kJ/mol. Adsorpsi fisika terjadi dengan energi di bawah 8 kJ/mol dan

47

adsorpsi kimia terjadi dengan energi 9-16 kJ/mol (Ghanizadeh, 2011). Seluruh sampel adsorpsi yang diperoleh memiliki nilai energi di bawah 8 kJ/mol sehingga adsorpsi yang terjadi adalah adsorpsi fisika. Hal ini sesuai dengan model isoterm yang telah ditentukan yaitu model isoterm Freundlich.

48

BAB V PENUTUP

5.1. 1)

Kesimpulan Semakin tinggi temperatur maka surface arae dan volume pori semakin besar, sedangkan radius pori semakin kecil.

2)

Perbedaan jenis larutan aktivator akan menghasilkan karakteristik karbon aktif yang berbeda, hal ini menunjukkan bahwa masing-masing aktivator memiliki kondisi optimum yang digunakan pada proses pembuatan karbon aktif tersebut.

3)

Jenis atau model isoterm adsorpsi yang sesuai dengan proses adsorpsi Fe dan Mn menggunakan karbon aktif adalah Freundlich.

5.2. 1)

Saran Jumlah variasi temperatur pirolisis yang digunakan sebaiknya diperbanyak agar data yang diperoleh benar-benar dapat menggambarkan pengaruh temperatur terhadap karakteristik karbon aktif yang dihasilkan.

2)

Sebaiknya dilakukan penambahan parameter yang digunakan untuk mengkarakterisasi karbon aktif yang dihasilkan.

49

DAFTAR PUSTAKA

Aji. M. M, dkk. 2017. Production and Characterization of Activated Carbon (AC) from Groundnut Shell and Its Application in Water Treatment. Research Gate Article. Vol. 8. 91-98. Apriyanti, H. dkk. 2018. Karatkerisasi Isoterm Adsorpsi dari Ion Logam Besi (Fe) pada Tanah di Kota Bengkulu. Jurnal Pendididkan dan Ilmu Kimia. Vol 2(1): 14-19. Cobb, A., dkk. 2012. Low-Tech Coconut Shell Activated Charcoal Production. International Journal for Service Learning in Engineering. Vol. 7(1) : 93104. Daud, W. M. A. W., dan Ali, W. S. W. 2004. Comparison on Pore Development of Activated Carbon Produced from Palm Shell and Coconut Shell. Journal of Bioresource Technology. Vol. 9(3) : 63-69. Dewi, T. K., Nurrahman, R., dan Permana, E. 2009. Pembuatan Karbon Aktif dari Kulit Ubi Kayu (Mannihot esculenta). Jurnal Teknik Kimia. Vol. 1(16): 2430. Din, A. T. M. Hameed, B. H. Ahmad. A. L. 2008. Batch Adsorption of Phenol onto Physiochemical-Activated Coconut Shell. Journal of Hazardous Materials. Vol. 16(1) : 1522-1529. Dvorak. 2008. Drinking Water Treatment: Activated Carbon Filtration. University of Nebrasaka: Institute of Agricultural and Natural Resources. Febriana, L, Ayuna, A. 2014. Studi Penurunan Kadar Besi (Fe) dan Mangan (Mn) dalam Air Tanah Menggunakan Saringan Keramik. Jurnal Teknologi. Vol. 7(1) : 35-44. Ghanizadeh, G. dan Asgari, G. 2010. Adsorption Kinetics And Isotherm Of Methylene Blue And Its Removal From Aqueous Solution Using Bone Charcoal. 102:127–142. Hartini, E. 2012. Cascade Aerator dan Bubble Aerator dalam Menurunkan Kadar Mangan Air Sumur Gali. Jurnal Kesehatan Masyarakat. Vol. 8(1) : 42-50. Jamilatun, S., dan Setyawan, M. 2014. Pembuatan Arang Aktif dari tempurung Kelapa dan Aplikasinya untuk penjernihan asap Cair. Jurnal Spektrum Industri. Vol. 12(1) : 73-84.

50

Krumeich,

F.

2017.

Scanning

Electron

Microscopy

(SEM).

(online).

www.microscopy.ethz.ch/sem.htm. (diakses pada tanggal 8 januari 2019). Lestari, K. D. L. F. 2017. Pengaruh Waktu dan Suhu Pembuatan Krabon Aktif dari Tempurung Kelapa Sebagai Upaya Pemanfaatan Limbah dengan Suhu Tinggi Secara Pirolisis. Jurnal Inovasi Teknik Kimia. Vol. 2(1): 32-38. Li, W. Yang, K. Peng, J. Zhang, L. Guo, S. Xia, H. 2008. Effect of Carbonization Temperature on Characteristics of Porosity in Coconut Shell Chars and Activated Carbons Derived from Carbonized Coconut Shell Chars. Journal of Industrial Crops and Products. Vol. 2(8) : 190-198. Nasution, Z. A., dan Rambe, M. S. 2011. Pengaruh Tempertaur Terhadap Pembentukan Pori Arang Cangkang Sawit sebagai Adsorbansi. Jurnal Dinamika Penelitian Industri. Vol. 22(1): 48-53. Nirmala., Tiwow, V. M. A., dan Suherman. 2015. Adsorpsi Ion Tembaga (Cu) dan Ion Besi (Fe) dengan Menggunakan Arang Hayati (Biocharcoal) Kulit Pisang Raja ( Musa sapientum). Jurnal Akad Kim. Vol 4(4): 189-196. Nurhadiansyah, A., dkk. 2018. Sintesis dan Karakterisasi Karbon Aktif dari Limbah Serbuk Kayu Bengkirai sebagai Adsorben Logam Fr pada Air Gambut. Jurnal Prisma Fisika. Vol. 6(2): 124-128. Nurhayati dkk. 2018. Pengaruh Konsentrasi dan Waktu Aktivasi terhadap Karakteristik Karbon Aktif Ampas Tebu dan Fungsinya sebagai Adsorben pada Limbah Cair Laboratorium. Jurnal Teknik Waktu. Vol. 16(1): 62-71. Pambayun, G. S. Yulianto, R. Rachimoellah, M. dan Putri, E. 2013. Pembuatan Karbon Aktif dari Arang Tempurung Kelapa dengan Aktivator ZnCl2 dan Na2CO3 sebagai Adsorben untuk Mengurangi Kadar Fenol dalam Air Limbah. Jurnal Teknik Pomits. Vol. 2(1) : 116-120. Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 32 Tahun 2017 mengenai Standar Baku Mutu Kesehatan Lingkungan dan Persyaratan Kesehatan Air Untuk Keperluan Higiene Sanitasi, Kolam Renang, Solus Per Aqua, dan Pemandian Umum Ramdja, A. F., Halim, M., Handi, J. Pembuatasn Karbon Aktif dari Pelepah Kelapa (Cocus nucifera). Jurnal Teknik Kimia. Vol. 15(2): 1-8. Saragih, S. A. 2008. Pembuatan dan Karakterisasi Karbon Aktif dari Batubara Riau Sebagai Adsorben. Jakarta: Universitas Indonesia.

51

Sudarlin. 2012. Prinsip dan Teknik Penggunaan Gas Sorption Analyzer (GSA). (online). www.researchgate.net/publication/321267826. (diakses pada tanggal 8 Januari 2019). Sudiarta, dkk. 2018. Adsorpsi Multilogam Berat Krom (III), Timbal(II), dan Tembaga(II) dalam Sistem Larutan Binary Oleh Silika Gel Teriomobilisasi Difenilkarbazida. Jurnal Kimia. Vol. 12(2): 159-164. Sudrajat, R., dan Pari, G. 2011. Arang Aktif: Teknologi Pengolahan dan masa Suryono, C. A., dkk. 2018. Karbon Aktif Tempurung Kelapa untuk Peningkatan Kualitas Air Tambak. Jurnal Kelautan Tropis. Vol. 21(1): 71-74. Taryana, M. 2002. Arang Aktif (Pengenalan dan Proses Pembuatannya). Medan: Universitas Sumatera Utara. Widayatno, T., Yuliawati, T., dan Susilo, A. A. 2017. Adsorpsi Logam Berat (Pb) dari Limbah Cair dengan Adsorben Arang Bambu Aktif. Jurnal Teknologi Bahan Alam. Vol. 1(1): 17-23. Yuanita, M., Yenti, S. R., dan Chairul. 2016. Kesetimbangan Adsorpsi Logam Fe (II) Menggunakan Karbon Aktif dari Ampas Tebu sebagai Adsorben. Jurnal JOM POMITS. Vol. 3(1): 1-7.

52

LAMPIRAN A PERHITUNGAN WAKTU JENUH

1.

Waktu Jenuh Pada Sampel Limbah Sintetik yang Mengandung Fe Tabel 1. Data Larutan Standar Fe

Konsentrasi

Adsorbansi

(ppm) 30

0,997

60

1,036

90

1,059

120

1,086

Berdasarkan data standar di atas maka diperoleh persamaan liniear berupa y = 0,0009889x – 0,9763 Grafik untuk menentukan waktu jenuh diperoleh dengan memplot data Qe dan waktu. Qe adalah jumlah adsorbat terserap per satuan berat karbon aktif yang dirumuskan melalui persamaan berikut:

Qe =

Co-Ce ×V m

Keterangan: Qe

= Jumlah adsorbat terserap per satuan berat karbon aktif (mg/g KA)

Co

= Konsentrasi awal adsorbat (mg/l)

Ce

= Konsentrasi akhir adsrorbat (mg/l)

m

= Berat karbon aktif (g)

V

= Volume adsorbat (L)

Diketahui

:V

= 0,25 L

m

= 10 g

Tabel 2. Data Konsentrasi Awal dan Akhir Sampel Limbah Fe dengan Variasi Waktu

Kode

Waktu

Co

Ce

Qe

Sampel

(Menit)

(mg/l)

(mg/l)

(mg Fe/g KA)

A

15

120

100,7865

0,4803

B

30

120

71,4607

1,2135

C

45

120

26,9663

2,3258

D

60

120

20,8989

2,4775

E

75

120

22,9213

2,4270

53

3.0000

Qe (mg Fe/g KA)

2.5000 2.0000 1.5000 1.0000 0.5000 0.0000 15

30

45 60 Waktu (menit)

75

Gambar 1. Grafik Hubungan Antara Qe dan Waktu Berdasarkan data di atas, penyerapan yang terjadi mulai mengalami data yang konstan pada variasi waktu 60 menit sehingga dapat disimpulkan bahwa waktu jenuh pada proses penyerapan Fe dengan karbon aktif ini adalah 60 menit.

2.

Waktu Jenuh Pada Sampel Limbah Sintetik yang Mengandung Mn Tabel 3. Data Larutan Standar Mn

Konsentrasi (ppm)

Adsorbansi

30

0,994

60

1,152

90

1,872

120

2,192

Berdasarkan data standar di atas maka diperoleh persamaan liniear berupa y = 0,01331x – 0,594667 Tabel 4. Data Konsentrasi Awal dan Akhir Sampel Limbah Mn dengan Variasi Waktu

Kode

Waktu

Co

Ce

Qe

Sampel

(Menit)

(mg/l)

(mg/l)

(mg Fe/g KA)

A

15

120

97,1619

0,5710

B

30

120

66,4357

1,3391

C

45

120

41,8698

1,9533

D

60

120

20,9098

2,4773

E

75

120

20,2337

2,4942

54

3.0000

Qe (mg Fe/g KA)

2.5000

2.0000 1.5000 1.0000 0.5000 0.0000

15

30

45 Waktu (menit)

60

75

Gambar 2. Grafik Hubungan Antara Qe dan Waktu Berdasarkan data di atas, penyerapan yang terjadi mulai mengalami data yang konstan pada variasi waktu 60 menit sehingga dapat disimpulkan bahwa waktu jenuh pada proses penyerapan Mn dengan karbon aktif ini adalah 60 menit.

55

LAMPIRAN B ADSORPSI

1.

Adsorpsi Fe pada Limbah Sintetik

Tabel 1. Data Hasil Analisa dan Pengolahan Data Konsentrasi Fe pada Limbah Sintetik

Kode

Co

Ce

Qe

Ce/Qe

Sampel

(mg/l)

(mg/l)

(mg/g)

(g/l)

A1

20

0,6742

0,4831

A2

40

3,7079

A3

60

A4

Log Ce

Log Qe

1,3953

-0,1712

-0,3159

0,9073

4,0867

0,5691

-0,0422

8,7640

1,2809

6,8421

0,9427

0,1075

80

13,8202

1,6545

8,3531

1,1405

0,2187

A5

100

21,9101

1,9522

11,2230

1,3406

0,2905

A6

120

26,9663

2,3258

11,5942

1,4308

0,3666

Untuk jenis isoterm adsorpsi Langmuir maka diplot data Ce/Qe vs Ce. 14

y = 2,4779 + 0,3775x R² = 0,9411

Ce/Qe (g/l)

12 10 8 6 4

2 0 0

2

4

6

8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Ce (mg/l)

Gambar 1. Grafik Ce/Qe vs Ce

Berdasarkan grafik maka dapat diperoleh nilai a (slope) dan b (intersept) yaitu 0,3775 dan 2,4779 Qm = =

1

K

a

=

1 b × Qm

1 0,3775

= 2,6490

=

1 2,4779 × 2,6490

= 0,1523

56

Untuk jenis isoterm adsorpsi Freundlich maka diplot data Log Qe vs Log Ce. 0.6 y = - 0,2616 + 0,4179x R² = 0,9928

0.4

Log Qe

0.2

0.0 -0.4 -0.2 0.0 -0.2

0.2

-0.4

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

Log Ce Gambar 2. Grafik Log Qe vs Log Ce

Berdasarkan grafik maka dapat diperoleh nilai a (slope) dan b (intersept) yaitu 0,4179 dan -0,2616. Kemudian dilakukan perhitungan konstanta Freundlich dengan uraian sebagai berikut: n

= =

1

log Kf = b

a

Kf = log-1 b 1

= log-1 (-0,2616)

0,4179

= 0,5475

= 2,3929 Tabel 2. Perbandingan Hasil Pengolahan Data Langmuir dan Freundlich

Komponen

Langmuir

Freundlich

R2

0,9411

0,9928

K

0,1532

0,5475

N

-

2,3929

Qm

2,6490

-

Range nilai R2 yang diterima adalah R2 ≥ 0,95 atau R2 ≥95% Berdasarkan hasil pemgolahan data maka diperoleh hasil bahwa jenis adsorpsi yang sesuai adalah model Freundlich sehingga proses adsorpsi Fe yang terjadi dengan menggunakan karbon aktif dar cangkang kelapa adalah adsorpsi fisika.

57

2.

Adsorpsi Mn pada Limbah Sintetik

Tabel 3. Data Hasil Analisa dan Pengolahan Data Konsentrasi Mn pada Limbah Sintetik

Kode

Co

Ce

Qe

Ce/Qe

Sampel

(mg/l)

(mg/l)

(mg/g)

(g/l)

B1

20

0,7763

0,4806

B2

40

2,8798

B3

60

B4

Log Ce

Log Qe

1,6153

-0,1100

-0,3182

0,9280

3,1032

0,4594

-0,0324

6,1853

1,3454

4,5975

0,7914

0,1288

80

9,0401

1,7740

5,0959

0,9562

0,2490

B5

100

14,5242

2,1369

6,7969

1,1621

0,3298

B6

120

20,9098

2,4773

8,4407

1,3204

0,3940

Untuk jenis isoterm adsorpsi Langmuir maka diplot data Ce/Qe vs Ce. 10

y = 2,0387 + 0,3207x R² = 0,9693

Ce/Qe (g/l)

8 6 4 2 0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

Ce (mg/l) Gambar 4. Grafik Ce/Qe vs Ce

Untuk jenis isoterm adsorpsi Freundlich maka diplot data Log Qe vs Log Ce. 0.6 y = - 0,2617 + 0,5068x R² = 0,9972

Log Qe

0.4 0.2

0.0 -0.2 0.0 -0.2 -0.4

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Log Ce Gambar 5. Grafik Log Qe vs Log Ce

1.2

1.4

58

Range nilai R2 yang diterima adalah R2 ≥ 0,95 atau R2 ≥95% Tabel 4. Perbandingan Hasil Pengolahan Data Langmuir dan Freundlich

Komponen

Langmuir

Freundlich

R2

0,9693

0,9972

K

0,1573

0,5474

N

-

1,9732

Qm

3,1182

-

Berdasarkan hasil pemgolahan data maka diperoleh hasil bahwa adosrpsi yang terjadi sesuai dengan model Langmuir dan Freundlich. Namun apabila ditinjau berdasarkan nilai R2 nya, pada model isoterm Freundlich nilai R2 yang dihasilkan lebih mendekati 1. Oleh karena itu, model ini lebih mempengaruhi proses adsorpsi yang terjadi antara karbon aktif dan Mn. Sehingga dapat disimpulkan bahwa proses adsorpsi yang terjadi lebih diperngaruhi oleh adsorpsi fisika dan multilayer.

LAMPIRAN C DOKUMENTASI PENELITIAN

Gambar 1. Cangkang Kelapa

Gambar 2. Setelah Karbonisasi

Gambar 3. Proses Aktivasi Kimia

Gambar 4. Proses Pencucian

Gambar 5. Karbon Aktif Siap Analisa

Gambar 6. Karbon Aktif untuk Adsorpsi

Gambar 7. Proses Pembuatan Limbah

Gambar 8. Proses Adsorpsi

Gambar 9. Sampel Limbah setelah

Gambar 10. Sampel Fe dengan Variasi

Adsorpsi

Konsentrasi Awal

Gambar 11. Larutan Standar Fe

Gambar 12. Larutan Standar Mn

Gambar 13. Sampel Mn

Gambar 14. Proses Analisa