Sintesis porous carbon dari kappa karagenan dengan karbonisasi hidrotermal dan aktivasi kimia K2CO3

Abstract

Dalam industri, porous carbon memiliki berbagai fungsi seperti sebagai support catalyst, adsorben, filter, membran, elektroda dan superkapasitor. Porous carbon yang umumnya menggunakan bahan baku batu bara yang tidak diperbaharukan sehingga digunakan bahan baku pengganti yang lebih ramah lingkungan dan dapat diperbaharukan. Pemakaian karagenan sebagai bahan baku pembuatan porous carbon masih sangat jarang digunakan dalam industri kimia, padahal di Indonesia banyak perusahaan yang menghasilkan karagenan sebesar 75% dari bahan baku rumput laut kering yang ada. Berdasarkan penelitian sebelumnya, jenis kappa karagenan dipilih karena menghasilkan yield yang paling besar dibandingkan jenis lainnya. Proses sintesis porous carbon dilakukan dengan karbonisasi hidrotermal untuk menghasilkan hydrochar lalu dilanjutkan dengan aktivasi kimia untuk meningkatkan luas permukaan porous carbon dengan meningkatkan pembentukan porositas pada karbon. Pemakaian aktivator K2CO3 sebagai pengganti KOH didasarkan sifatnya yang lebih ramah lingkungan namun memiliki mekanisme yang mirip dan luas permukaan porous carbon yang lumayan mendekati aktivator KOH Penelitian kali ini dilakukan untuk melihat pengaruh perbedaan rasio antara massa hydrochar dan massa aktivatornya. Pada tahap awal karbonisasi hidrotermal dilakukan pada suhu 200oC selama 24 jam, lalu hydrochar yang dihasilkan dilanjutkan dengan proses aktivasi kimia pada suhu 600oC kondisi inert menggunakan gas N2 serta variasi rasio massa hydrochar terhadap aktivator K2CO3 1:1, 1:2, dan 1:3 di dalam furnace. Porous carbon yang dihasilkan akan dianalisis yield serta karakteristiknya menggunakan metode ADS, SEM, EDS, dan XRD. Berdasarkan analisis yang dilakukan terhadap setiap produk porous carbon, kenaikan masaa aktivator menghasilkan sampel deengan yield yang lebih kecil, namun memiliki daya adsorpsi yang lebih tinggi. Porous carbon dengan rasio massa K2CO3 : hydrochar 3:1, dihasilkan yield sebesar 30,45% dengan daya adsorpsi terhadap methylene blue 69,368 mg/g. Lalu dari hasil analisis SEM-EDS, seluruh produk porous carbon memiliki bentuk microshpere dengan persentase karbon yang mencapai 91,45% hingga 92,41%. Kemudian melihat dari analisis XRD, seluruh sampel porous carbon memiliki struktur amorf dengan kadar 70,57% hinggga 72,35%. Dari hasil analisis tersebut menunjukan bahwa porous carbon yang dihasilkan dapat menjadi adsorben yang baik.