Abstract:
Kemajuan terbaru dalam kajian material nano menyebabkan kemunculan sintesis
senyawa pengembangan karbon, yaitu porous carbon. Penemuan porous carbon menarik
perhatian dari kalangan industri karena fleksibilitasnya yang tinggi dalam beragam aplikasi
industri, seperti adsorpsi, reaksi katalisis, dan aplikasi pada katoda baterai. Hingga saat ini,
pengembangan material tersebut diarahkan pada kajian sustainability dan green chemistry
sehingga penggunaan biomassa dan pengembangan proses produksi porous carbon mulai
dikembangkan dengan cara-cara yang memenuhi kajian tersebut. Penelitian ini berfokus
pada sintesis porous carbon dengan memanfaatkan kappa karagenan sebagai prekursor
karbon. Hal tersebut didasari oleh potensi pemanfaatan karagenan dan ketersediaan
karagenan yang tinggi di Indonesia.
Dalam penelitian ini, kappa karagenan digunakan sebagai prekursor karbon. Sintesis
porous carbon dilakukan melalui 3 tahap, yaitu pre-treatment, karbonisasi hidrotermal dan
aktivasi kimia. Prekursor karbon berupa bubuk kappa karagenan murni dilarutkan dalam air.
Karbonisasi hidrotermal dilakukan pada temperatur 200 °C selama 24 jam menggunakan
autoclave. Proses dilanjutkan melalui aktivasi kimia dengan memanfaatkan aktivator NaNH2
yang ramah lingkungan. Pada tahap ini, temperatur divariasikan pada 500 °C dan 700 °C.
Sedangkan, rasio massa NaNH2 terhadap hydrochar divariasikan pada 2:1 dan 4:1. Analisis
karakterisasi porous carbon yang dihasilkan dilakukan dengan X-ray Diffraction (XRD),
Scanning Electron Microscopy with Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy (SEM-EDS),
dan adsorpsi metilen biru untuk meninjau fasa dan struktur material, morfologi dan
komposisi material, dan kapasitas adsorpsi.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa penurunan perolehan porous carbon terjadi
pada peningkatan rasio impregnasi dan temperatur aktivasi. Namun, penggunaan aktivator
NaNH2 telah berhasil mengimpregnasi nitrogen dalam struktur karbon dengan kandungan
nitrogen sebesar 0,5% hingga 1%. Analisis SEM menunjukkan bahwa porous carbon yang
dihasilkan berbentuk spheroidal dengan permukaan yang halus. Identifikasi fasa dan
struktur material melalui analisis XRD mengindikasikan struktur amorf pada porous carbon
yang disintesis dengan persentase amorf lebih dari 70%. Selain itu, produk porous carbon
tersebut memiliki kapasitas adsorpsi sebesar 140 – 166 mg/g. Angka tersebut menunjukkan
kualitas yang lebih baik daripada karbon aktif komersial.
