Rahmawati, Devinda Tri and Pansawatii, Indah Sakina (2019) Penyisihan Ion Logam Cr(VI) dengan Karbon Aktif Berbasis Sekam Padi Diaktivasi NaOH. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Logam Cr(VI) merupakan logam berbahaya yang berada dalam kadar yang cukup tinggi di limbah cair industri elektroplating, yaitu 1-100 ppm. Kandungan tersebut masih melebihi batas maksimum yang diperbolehkan berdasarkan baku mutu air limbah untuk industri elektroplating, yaitu 0,1 ppm. Sehingga diperlukan penanganan khusus sebelum dilepas ke lingkungan. Kandungan logam Cr(VI) dapat diturunkan dengan menggunakan metode adsorpsi menggunakan adsorben berupa karbon aktif. Karbon aktif merupakan suatu material berpori yang dapat dibuat dari berbagai macam bahan baku, seperti limbah biomassa sekam padi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penggunaan karbon dan karbon aktif terhadap penyisihan ion logam Cr(VI), serta mengetahui pengaruh konsentrasi awal adsorbat (10 ppm, 30 ppm, 50 ppm, 70 ppm, dan 90 ppm) terhadap penyisihan ion logam Cr(VI). Karbon aktif dihasilkan dari proses karbonisasi dan proses aktivasi. Sekam padi dikarbonisasi pada suhu 600°C selama 2 jam didalam sebuah reaktor fixed bed dengan aliran gas nitrogen. Kemudian diaktivasi dengan menggunakan larutan NaOH 0,5 M dengan adanya pemanasan 80°C dan pengadukan selama 4 jam. Proses adsorpsi dilakukan secara batch selama 4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 36, dan 40 menit dengan variasi konsentrasi awal Cr(VI). Setelah proses adsorpsi, dilakukan analisa konsentrasi logam Cr(VI) menggunaakan Spektrofotometer UV-Vis. Karbon dan karbon aktif juga dikarakterisasi melalui uji XRF, FTIR, BET, kadar zat volatil, kadar air, kadar abu, dan kadar karbon aktif murni. Proses karbonisasi menghasilkan yield rata-rata karbon sebesar 44%. Hasil pengujian BET menunjukkan bahwa setelah dilakukannya proses aktivasi didapatkan luas permukaan, volume pori, dan radius pori rata-rata yang lebih besar. Luas permukaan rata-rata meningkat dari 94,7555 m2/g menjadi 404,183 m2/g; 1,4712 nm menjadi 1,9573 nm untuk radius pori rata-rata; dan 0,0697 cc/g menjadi 0,39556 cc/g untuk total volume pori. Proses aktivasi menggunakan larutan NaOH menghasilan penurunan kadar SiO2 dengan cukup signifikan dari 89,3% menjadi 34%. Hasil proses adsorpsi menunjukkan bahwa persen penyisihan Cr(VI) menggunakan karbon aktif lebih baik dibandingkan dengan karbon. Selain itu, semakin kecil konsentrasi awal Cr(VI) (c0) maka persen penyisihan akan semakin besar. Konsentrasi awal terbaik yang menunjukkan persen penyisihan terbesar adalah konsentrasi 10 ppm, dengan persen penyisihan 100%. Hasil uji karakteristik karbon dan karbon aktif meliputi kadar zat volatil sebesar 22% dan 20%, kadar air 2% dan 9%, kadar abu 52,5% dan 6,5%, dan kadar karbon aktif murni 25,2% dan 73,5%. Hasil karakteristik tersebut menunjukkan bahwa karbon aktif telah memenuhi baku mutu karbon aktif berdasarkan SNI 06-3730-1995. Sementara itu, karbon hanya memenuhi beberapa parameter baku mutu karbon aktif berdasarkan SNI 06-3730-1995, yaitu kadar zat volatil dan kadar air. Penelitian ini menunjukkan bahwa karbon aktif memiliki performa yang lebih baik dibandingkan dengan karbon.
English Abstract
Cr(VI) metal is a dangerous metal that has high content in electroplating industrial wastewater, which is 1-100 ppm. The content exceeds the maximum permissible limit based on wastewater quality standards for the electroplating industry, which is 0,1 ppm. Hence, further handling is needed before it being released into the environment. The content can be reduced by adsorption process that use activated carbon as an adsorbent. Activated carbon is a porous material that can be made from various material such as rice husk biomass. The study aims to determine the effect of carbon and activated carbon on Cr(VI) removal as well as the effect of initial concentration of adsorbates (10 ppm, 30 ppm, 50 ppm, 70 ppm, 90 ppm) on Cr(VI) removal. Activated carbon is produced through carbonization and activation process. Rice husk is carbonized at 600°C for 2 hours in a fixed bed reactor with nitrogen gas flow. Furthermore, the carbon activated using 0,5M NaOH solution by reflux method at 80°C in a stirred state for 4 hours. Adsorption process of Cr(VI) is carried out in batch condition for 4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 36, and 40 minutes with various intial concentration of Cr(VI). The concentration of Cr(VI) from the adsorption process is analyzed by UV-Vis Spectrophotometer. Moreover, carbon and activated carbon are characterized by XRF test, FTIR test, BET test, volatile matter content, water content, ash content and fixed carbon content. The carbonization process produces an average yield of 44%. The result of BET test shows that the activation process can give higher surface area, pore volume and average pore radius than carbon. The surface area can increase from 94,7555 m2/g to 404,183 m2/g. The pore volume can increase from 0,0697 cc/g to 0,39556 cc/g. The average pore radius can increase from 1,4712 nm to 1,9573 nm. The activation process using 0,5 M NaOH solution can decrease SiO2 content significantly from 89,3% to 34%. The result of adsorption process shows that the percentage of Cr(VI) removal using activated carbon is greater than carbon. Moreover, the percentage of Cr(VI) removal increases with decreasing sorbate concentration. The best initial concentration of Cr(VI) is 10 ppm, with the removal is 100%. Characteristic of carbon and activated carbon include volatile matter content of 22% and 20%, water content of 2% and 9%, ash content of 52,5% and 6,5% and fixed carbon content of 25,2% and 73,5%. The characteristics shows that activated carbon has fulfilled the quality standarts of activated carbon based SNI 06-3730-1995. Meanwhile, carbon has fulfilled several parameters of quality standarts of activated carbon based on SNI 06-3730-1995, which are volatile matter content and water content. This study shows that activated carbon has better performance than carbon.
Other obstract
-
| Item Type: | Thesis (Sarjana) |
|---|---|
| Identification Number: | SKR/FT/2019/374/051904970 |
| Uncontrolled Keywords: | adsorpsi, aktivasi, karbon, karbon aktif, logam Cr(VI), adsorption, activated carbon, activation, carbon, Cr(VI) metal |
| Subjects: | 500 Natural sciences and mathematics > 541 Physical chemistry > 541.3 Miscellaneous topics in physical chemistry > 541.33 Surface chemistry > 541.335 Adsorption |
| Divisions: | Fakultas Teknik > Teknik Kimia |
| Depositing User: | Budi Wahyono Wahyono |
| Date Deposited: | 05 Aug 2020 07:28 |
| Last Modified: | 15 Aug 2020 05:47 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/172593 |
Actions (login required)
 |
View Item |