Pengaruh temperatur dan katalis asam sitrat pada sintesis karbon aktif dari kulit buah salak dengan metode karbonisasi hidrotermal

Abstract

Karbon aktif adalah suatu senyawa karbon yang telah melalui proses pengaktifan oleh bahan pengaktifnya sehingga pori-pori pada karbon tersebut terbuka. Contoh penggunaan penting dari karbon aktif adalah untuk mengontrol uap bensin dalam tabung emisi pada kendaraan. Karbon aktif juga dapat bertindak sebagai adsorben dan juga sebagai bahan elektroda superkapasitor. Metode konvensional yang banyak dipakai dalam pembuatan karbon aktif adalah dengan menggunakan metode termal (pirolisis) dan metode kirnia (activating agent). Narnun, penelitian ini akan digunakan metode thermo-chemical dengan kondisi karbonisasi hidrotermal ( dengan kondisi subkritik air pada tekanan 50 bar dan temperaturnya dibawah 374°C) yang dibantu oleh katalis asam sitrat. Metode ini dapat lebih mudah dijangkau karena metode ini tidak memerlukan energi yang terlalu tinggi dan harganya juga murah karena memakai bahan baku yang berupa biomassa. Dalam penelitian ini, biomassa yang digunakan adalah kulit salak yang akan dikarbonisasi secara hidrotermal. Variasi yang digunakan adalah variasi keberadaan katalis asam sitrat dan suhu karbonisasi yaitu sebesar 200°C, 225°C, 2S0°C. Karbonisasi akan dilakukan selama S jam pada tekanan SO bar. Karena fokus dalam penelitian ini hanya pada proses karbonisasi hidrotermal, rnaka hanya salah satu kondisi hasil karbonisasi saja yang akan dilakukan aktivasi secara kimia menggunakan zat pengaktivasi yang berupa KOH yaitu sampel dengan kondisi 22S°C, S jam, dan SO bar dengan tidak adanya katalis. Karakterisasi karbon aktif dilakukan dengan menggunakan beberapa metode analisa yaitu BET untuk mengetahui luas permukaan sampel (non katalis), analisa SEM untuk mengetahui morfologi sampel (semua variasi), analisa FTIR untuk mengetahui gugus fungsi yang terdapat pada karbon (semua variasi). Dilakukan juga analisa CV untuk mengetahui nilai kapasitansi sampel dengan membandingkan kapasitansi dari karbon hasil karbonisasi hidrotermal dengan dan tanpa adanya katalis pada kondisi 22S°C (5 jam, 50 bar), hasil aktivasi pada kondisi 225°C (S jam, 50 bar) tanpa katalis dan karbon komersil. Hasil penelitian yang diperoleh adalah perolehan (yield) karbon hasil karbonisasi akan berkurang dengan adanya peningkatan temperatur karbonisasi. Sampel yang dilakukan aktivasi hanya hasil dari karbonisasi hidrotermal dengan kondisi tidak adanya katalis asam sitrat pada suhu karbonisasi 22S°C, selama 5 jam, 50 bar. Karbonisasi hidrotermal juga membuktikan bahwa semakin tinggi temperatur maka gugus OFG juga cenderung meningkat. Pada temperatur 2S0°C OFG mulai terdekomposisi sehingga menyebabkan penurunan OFG. Pengaruh keberadaan katalis asam sitrat tidak terlalu signifikan dalam menambah OFG pada analisa FTIR.