Optimasi Aktivator ZnCL2 dalam Pembuatan Karbon Aktif dari Batubara dan Pengujian Karbon Aktif sebagai Adsorben Suliestyah, Astuti p-ISSN 0853-7720; e-ISSN 2541-4275, Volume 6, Nomor 2, halaman pp 191 – 201, Juli 2021 DOI : http://dx.doi.org/10.25105/pdk.v6i2.9525 191 OPTIMASI AKTIVATOR ZnCL2 DALAM PEMBUATAN KARBON AKTIF DARI BATUBARA DAN PENGUJIAN KARBON AKTIF SEBAGAI ADSORBEN Suliestyah 1 *, Ariani D. Astuti 2 1 Teknik Pertambangan, Fakultas Teknologi Kebumian dan Energi, Universitas Trisakti, Jakarta, Indonesia 2 Teknik Lingkungan, Fakultas Teknologi Lingkungan, Universitas Trisakti, Jakarta, Indonesia *Penulis koresponden: [email protected]ABSTRAK Indonesia memiliki batubara melimpah namun sebagian besar berperingkat rendah sehingga kurang effektif untuk digunakan sebagai bahan bakar. Telah dilakukan penelitian pemanfaatan batubara peringkat rendah jenis lignit sebagai bahan baku pembuatan karbon aktif, menggunakan metoda aktivasi kimia ZnCl2 dengan variasi berat 5%-50%. Karbonisasi dilakukan pada temperatur 500o C selama 1 jam di dalam reaktor pada kondisi tanpa oksigen, dengan mengalirkan gas nitrogen selama proses karbonisasi. Kondisi optimum dicapai pada komposisi aktivator ZnCl2 40 % dan batubara 60 % yang memiliki bilangan iodin 1.288,8 mg/g. Hasil penyerapan logam Cr menggunakan karbon aktif dari penelitian ini berkisar antara 55,5-60 % dengan konsentrasi awal Cr 50-250 ppm, sedangkan untuk logam Fe menunjukkan hasil serapan 52% dengan konsentrasi awal 250 ppm dan untuk Cu meghasilkan serapan 39% pada konsentrasi awal 50 ppm. Uji daya serap terhadap zat warna methilene blue menunjukkan hasil serapan yang sangat tinggi sebesar 97,4% pada konsentrasi awal 12,5 mmg, namun menunjukkan penurunan pada konsentrasi awal methilene blue yang lebih tinggi. Secara umum, konsentrasi awal sangat berpengaruh pada tingkat adsorpsi logam dan zat warna. Makin tinggi konsentrasi awal, maka tingkat adsorpsi karbon aktif makin turun. SEJARAH ARTIKEL Diterima 16 April 2021 Revisi 22 April 2021 Disetujui 15 Juni 2021 Terbit online 26 Juni 2021 KATA KUNCI lignit, karbon aktif, aktivasi, karbonisasi, bilangan iodin 1. PENDAHULUAN Karbon aktif merupakan hasil pengolahan senyawa berbahan dasar karbon yang menghasilkan derajat porositas yang tinggi dan luas permukaan yang besar. Kedua sifat ini ini membuat bentuk karbon aktif sebagai suatu bentuk adsorban yang efektif untuk menyerap berbagai macam senyawa pada pengolahan air limbah. Susunan atom karbon dalam karbon aktif mirip dengan susunan atom karbon dalam grafit yang terdiri dari pelat-pelat datar dimana atom karbonnya tersusun dan terikat secara kovalen didalam suatu kisi heksagonal secara paralel (Marsh & Rodríguez-Reinoso, 2006).
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Optimasi Aktivator ZnCL2 dalam Pembuatan Karbon Aktif dari Batubara dan Pengujian Karbon Aktif sebagai Adsorben
Suliestyah, Astuti p-ISSN 0853-7720; e-ISSN 2541-4275, Volume 6, Nomor 2, halaman pp 191 – 201, Juli 2021
DOI : http://dx.doi.org/10.25105/pdk.v6i2.9525
191
OPTIMASI AKTIVATOR ZnCL2 DALAM PEMBUATAN KARBON AKTIF DARI BATUBARA DAN PENGUJIAN KARBON AKTIF SEBAGAI ADSORBEN Suliestyah1*, Ariani D. Astuti2 1Teknik Pertambangan, Fakultas Teknologi Kebumian dan Energi, Universitas Trisakti, Jakarta, Indonesia 2Teknik Lingkungan, Fakultas Teknologi Lingkungan, Universitas Trisakti, Jakarta, Indonesia *Penulis koresponden: [email protected] ABSTRAK Indonesia memiliki batubara melimpah namun sebagian besar berperingkat rendah sehingga kurang effektif untuk digunakan sebagai bahan bakar. Telah dilakukan penelitian pemanfaatan batubara peringkat rendah jenis lignit sebagai bahan baku pembuatan karbon aktif, menggunakan metoda aktivasi kimia ZnCl2 dengan variasi berat 5%-50%. Karbonisasi dilakukan pada temperatur 500o C selama 1 jam di dalam reaktor pada kondisi tanpa oksigen, dengan mengalirkan gas nitrogen selama proses karbonisasi. Kondisi optimum dicapai pada komposisi aktivator ZnCl2 40 % dan batubara 60 % yang memiliki bilangan iodin 1.288,8 mg/g. Hasil penyerapan logam Cr menggunakan karbon aktif dari penelitian ini berkisar antara 55,5-60 % dengan konsentrasi awal Cr 50-250 ppm, sedangkan untuk logam Fe menunjukkan hasil serapan 52% dengan konsentrasi awal 250 ppm dan untuk Cu meghasilkan serapan 39% pada konsentrasi awal 50 ppm. Uji daya serap terhadap zat warna methilene blue menunjukkan hasil serapan yang sangat tinggi sebesar 97,4% pada konsentrasi awal 12,5 mmg, namun menunjukkan penurunan pada konsentrasi awal methilene blue yang lebih tinggi. Secara umum, konsentrasi awal sangat berpengaruh pada tingkat adsorpsi logam dan zat warna. Makin tinggi konsentrasi awal, maka tingkat adsorpsi karbon aktif makin turun.
SEJARAH ARTIKEL
Diterima 16 April 2021
Revisi 22 April 2021
Disetujui 15 Juni 2021
Terbit online 26 Juni 2021
KATA KUNCI lignit,
karbon aktif,
aktivasi,
karbonisasi,
bilangan iodin
1. PENDAHULUAN
Karbon aktif merupakan hasil pengolahan senyawa berbahan dasar karbon yang menghasilkan
derajat porositas yang tinggi dan luas permukaan yang besar. Kedua sifat ini ini membuat bentuk karbon
aktif sebagai suatu bentuk adsorban yang efektif untuk menyerap berbagai macam senyawa pada
pengolahan air limbah. Susunan atom karbon dalam karbon aktif mirip dengan susunan atom karbon
dalam grafit yang terdiri dari pelat-pelat datar dimana atom karbonnya tersusun dan terikat secara
kovalen didalam suatu kisi heksagonal secara paralel (Marsh & Rodríguez-Reinoso, 2006).
Optimasi Aktivator ZnCL2 dalam Pembuatan Karbon Aktif dari Batubara dan Pengujian Karbon Aktif sebagai Adsorben
Suliestyah, Astuti p-ISSN 0853-7720; e-ISSN 2541-4275, Volume 6, Nomor 2, halaman pp 191 – 201, Juli 2021
DOI : http://dx.doi.org/10.25105/pdk.v6i2.9525
200
4. KESIMPULAN
Karbon aktif dapat dibuat dari bahan baku batubara peringkat rendah (lignit) menggunakan ZnCl2
sebagai activator. Komposisi yang optimal untuk mendapatkan karbon aktif berdaya serap tinggi adalah
ZnCl2 40 % dan batubara 60 %, dengan bilangan Iodin sebesar 1288,8 mg/g yang menunjukkan daya
serap tinggi.
Pada uji adsorpsi logam, karbon aktif hasil penelitian ini dapt menyerap logam Cr sebesar 60% pada
konsentrasi awal 250 ppm, menyerap logam Fe 52% pada konsentrasi awal 50 ppm dan menyerap logam
Cu 39% dengan konsentrasi awal 50 ppm. Penyerapkan karbon aktif terhadap zat warna methylene blue
sangat effektif dengan persen adsorpsi sebesar 97,4%, namun kurang effektif pada konsentrasi awal
yang lebih tinggi. Penyerapan karbon aktif terhadap logam maupun zat warna dipengaruhi oleh
konsentrasi awal, pada umumnya semakin tinggi konsentrasi awal logam maupun zat warna, maka
persen adsorpsi atau penyerapan makin berkurang.
5. DAFTAR PUSTAKA 2017. Laporan Kinerja Dirjen Minerba 2017.pdf. (n.d.). Alfiany, H., Bahri, S., & Nurakhirawati. (2013). Kajian Penggunaan Arang Aktif Tongkol Jagung Sebagai
Adsorben Logam Pb Dengan Beberapa Aktivator Asam. Jurnal Natural Science Vol. 2 (3) : 75-86 Desember 2013 ISSN: 2338-0950, 2(3), 75–86.
Anbia, M., & Amirmahmoodi, S. (2016). Removal of Hg (II) and Mn (II) from aqueous solution using nanoporous carbon impregnated with surfactants. Arabian Journal of Chemistry, 9, S319–S325. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2011.04.004
Anjoko, H., Dewi, R., Malik, U., Matematika, F., Alam, P., Riau, U., Bina, K., & Pekanbaru, W. (n.d.). PADA PEMBUATAN KARBON AKTIF TANAH GAMBUT MENGGUNAKAN AKTIVASI H 2 0. 1(2), 63–69.
Apriliani, A. (2010). Pemanfaatan Arang Ampas Tebu sebagai Adsorben Ion Logam Cd, Cr, Cu dan Pb dalam Air Limbah. Repositoy UIN, 1–91.
Ibrahim, et al. (2015). Pembuatan Dan Karaktrisasi Karbon Aktif Berbahan Dasar Cangkang Sawit Dengan Metode Aktivasi Fisika Menggunakan Rotary Autoclave. 2(1), 123–129. https://doi.org/10.13040/IJPSR.0975-8232.5(11).4955-64
Khamaluddin Aditya1), Yusnimar2), Z. (2016). Penentuan Model Isoterm Adsorpsi Ion Cu(II) Pada Karbon Aktif Tempurung Kelapa. 24(2), 1–5.
Kusdarini, E., Budianto, A., & Ghafarunnisa, D. (2017). Produksi Karbon Aktif Dari Batubara Bituminus Dengan Aktivasi Tunggal H3Po4, Kombinasi H3Po4-Nh4Hco3, Dan Termal. Reaktor, 17(2), 74. https://doi.org/10.14710/reaktor.17.2.74-80
Liou, T. H. (2010). Development of mesoporous structure and high adsorption capacity of biomass-based activated carbon by phosphoric acid and zinc chloride activation. Chemical Engineering Journal, 158(2), 129–142. https://doi.org/10.1016/j.cej.2009.12.016
Marsh, H., & Rodríguez-Reinoso, F. (2006). Characterization of Activated Carbon. In Activated Carbon (Issue 1). https://doi.org/10.1016/B978-008044463-5/50018-2
Monika. (2016). POTENTIAL STUDY OF INDONESIA COAL FOR ADSORBED NATURAL GAS STUDI POTENSI BATUBARA INDONESIA. Indonesian Mining Journal, 19(3), 133–142.
Optimasi Aktivator ZnCL2 dalam Pembuatan Karbon Aktif dari Batubara dan Pengujian Karbon Aktif sebagai Adsorben
Suliestyah, Astuti p-ISSN 0853-7720; e-ISSN 2541-4275, Volume 6, Nomor 2, halaman pp 191 – 201, Juli 2021
DOI : http://dx.doi.org/10.25105/pdk.v6i2.9525
201
Ozdemir, I., Şahin, M., Orhan, R., & Erdem, M. (2014). Preparation and characterization of activated carbon from grape stalk by zinc chloride activation. Fuel Processing Technology, 125, 200–206. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2014.04.002
Pambayun, G. S., Yulianto, R. Y. E., Rachimoellah, M., & Putri, E. M. M. (2013). Pembuatan karbon aktif dari arang tempurung kelapa dengan aktivator ZnCl2 dan Na2CO3 sebagai adsorben untuk mengurai kadar fenol dalam air limbah. Jurnal Teknik POMITS, 2(1), 116–120. https://doi.org/http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:ZoO1XEFQoRgJ:download.portalgaruda.org/article.php%3Farticle%3D106319%26val%3D2281+&cd=4&hl=id&ct=clnk&client=firefox-b
Rijali, A., Malik, U., & Zulkarnain. (2015). Pembuatan dan Karakterisasi Karbon Aktif dari Bambu Betung dengan Menggunakan Activating agent H2O. Jom Fmipa, 2(1), 102–107.
Rivera-Utrilla, J., Sánchez-Polo, M., Gómez-Serrano, V., Álvarez, P. M., Alvim-Ferraz, M. C. M., & Dias, J. M. (2011). Activated carbon modifications to enhance its water treatment applications. An overview. Journal of Hazardous Materials, 187(1–3), 1–23. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.01.033
Suliestyah, Hartami, P. N., & Tuheteru, E. J. (2020). Effect of weight and contact time adsorption of activated carbon from coal as adsorbent of Cu(II) and Fe(II) in liquid solutions. AIP Conference Proceedings, 2245(July). https://doi.org/10.1063/5.0007891
Suliestyah, Novi, P., Jamal, E., & Permata, I. (2020). Treatment of Acid Mine Drainage Experiment using Coal-Based Activated Carbon. Technology Reports of Kansai University, 62(03), 593–603.
Suliestyah, S, & Sari, I. P. (2021). Effect of temperature and time of carbonization on coal-based activated carbon adsorption. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1098(6), 062020. https://doi.org/10.1088/1757-899x/1098/6/062020
Suliestyah, Suliestyah, Tuheteru, E. J., & Hartami, P. N. (2018). Pengaruh ukuran butir batubara dan komposisi batubara-ZnCl2 pada daya serap karbon aktif terhadap logam Fe, Cu dan Zn dalam limbah cair. Jurnal Teknologi Mineral Dan Batubara, 14(3), 201–212. https://doi.org/10.30556/jtmb.vol14.no3.2018.149
Tran, T. N., Kim, D. G., & Ko, S. O. (2018). Adsorption Mechanisms of Manganese (II) Ions onto Acid-treated Activated Carbon. KSCE Journal of Civil Engineering, 22(10), 3772–3782. https://doi.org/10.1007/s12205-018-1334-6
Yanou, N., Ndi, R., Nsami, J., Placide, B. B., Daouda, K., Victoire, A. A., Benadette, T. M., & Mbadcam, K. J. (2015). Adsorption of Manganese(II) Ions from Aqueous Solutions onto Granular Activated Carbon (GAC) and Modified Activated Carbon (MAC). IJISET-International Journal of Innovative Science, Engineering & Technology, 2(8), 606–614. www.ijiset.com