Penyisihan Ion Kalsium Menggunakan Karbon Aktif Berbasis Tempurung Kelapa dengan Aktivator H2SO4

A’la, Najiyyatu Ni’matil and Armadewa, Made Bagus (2020) Penyisihan Ion Kalsium Menggunakan Karbon Aktif Berbasis Tempurung Kelapa dengan Aktivator H2SO4. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Air merupakan elemen pokok yang harus ada dalam proses produksi suatu industri. Salah satu parameter kualitas air proses yang perlu diperhatikan adalah kesadahan. Ion kalsium merupakan salah satu ion logam yang dapat menyebabkan kesadahan dan menimbulkan kerak dalam peralatan pemanas sehingga menghambat proses pemanasan. Metode yang dapat digunakan untuk menurunkan tingkat kesadahan yaitu dengan proses adsorpsi menggunakan adsorben berupa karbon aktif dari berbagai jenis biomassa. Salah satu biomassa yang dapat digunakan dalam pembuatan karbon aktif adalah tempurung kelapa. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi massa karbon aktif dan variasi konsentrasi awal kalsium terhadap penyisihan kalsium sehingga akan diperoleh penyisihan yang optimal. Dalam penelitian ini karbon dihasilkan melalui proses karbonisasi yang dilakukan dalam reaktor fixed bed dengan mengalirkan gas nitrogen sebagai gas inert pada suhu 600 oC selama 2 jam. Karbon yang dihasilkan dilakukan aktivasi dengan menggunakan larutan H2SO4 2M pada suhu 80oC selama 2 jam. Proses adsorpsi ion kalsium dilakukan dengan variasi konsentrasi awal ion kalsium sebesar 150, 200, 250, dan 300 ppm dan variasi massa adsorben sebesar 0,5; 1; 1,5; dan 2 gram. Karbon dan karbon dilakukan karakterisasi berdasarkan SNI No. 06-3730-1995 melalui uji kadar air, kadar abu, bagian yang hilang pada pemanasan 950 oC, kandungan karbon, serta dilakukan pengujian BET, FTIR, dan XRF. Proses karbonisasi menghasilkan yield rata-rata sebesar 26,87%. Proses aktivasi menyebabkan terjadinya penurunan persentase oksida logam seperti Fe2O3, CaO, dan CuO yang dapat menyebabkan penyumbatan pori. Hal ini dibuktikan dengan hasil uji BET, dimana luas permukaan dan total volume pori karbon aktif memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan dengan karbon, yaitu 157,296 m2/gr; 0,12605 cm3/gr untuk karbon dan 326,207 m2/gr; 0,1353 cm3/gr untuk karbon aktif. Hasil proses adsorpsi menunjukkan bahwa semakin bertambahnya massa karbon aktif yang digunakan maka penyisihan Ca akan semakin meningkat. Penyisihan terbaik yang dihasilkan oleh proses adsorpsi ion kalsium sebesar 72,9% pada massa adsorben 2 gram dengan konsentrasi awal ion kalsium 150 ppm dengan waktu adsorpsi 120 menit. Hasil uji karakterisasi karbon aktif telah memenuhi sebagian persyaratan kualitas karbon aktif berdasarkan SNI No. 06-3730-1995, yaitu kadar air 3%, kadar abu 3%, kadar volatil 15,5%, dan kadar karbon aktif murni 82% yang menunjukkan bahwa karbon aktif tempurung kelapa dengan aktivasi H2SO4 memiliki performa yang baik untuk digunakan sebagai adsorben.

English Abstract

Water is a basic element that must be present in an industrial production process. One parameter of process water quality that needs attention is hardness. Calcium ion is one of the metal ions that can cause hardness and crust in heating equipment so that it inhibits the heating process. The method that can be used to reduce the level of hardness is the adsorption process using adsorbents in the form of activated carbon from various types of biomass. One of the biomass that can be used in making activated carbon is coconut shell. This study aims to determine the effect of variations in activated carbon mass and variations in the initial concentration of calcium on calcium removal so that an optimal allowance will be obtained. In this study carbon is produced through the carbonization process carried out in a fixed bed reactor by flowing nitrogen gas as an inert gas at 600 oC for 2 hours. The carbon produced is activated using a 2M H2SO4 solution at 80 oC for 2 hours. The calcium ion adsorption process is carried out by varying the initial concentration of calcium ions by 150, 200, 250, and 300 ppm and the variation of the mass of the adsorbent by 0.5; 1; 1,5; and 2 grams. Carbon and carbon are characterized according to SNI No. 06-3730-1995 through tests of water content, ash content, missing parts at 950 oC heating, carbon content, as well as BET, FTIR, and XRF tests. The carbonization process yields an average yield of 26.87%. The activation process causes a decrease in the percentage of metal oxides such as Fe2O3, CaO, and CuO which can cause pore blockage. This is evidenced by the results of the BET test, where the surface area and total pore volume of activated carbon have a higher value compared to carbon, which is 157.296 m2/gr; 0.12605 cm3/gr for carbon and 326,207 m2/gr; 0.1353 cm3/gr for activated carbon. The results of the adsorption process show that the increasing mass of activated carbon is used, the Ca removal will increase. The best allowance produced by the process of calcium ion adsorption is 72.9% at the mass of 2 gram adsorbent with initial calcium ion concentration of 150 ppm with an adsorption time of 120 minutes. The results of characterization of activated carbon have partially fulfilled the quality requirements of activated carbon based on SNI No. 06-3730-1995, namely 3% water content, 3% ash content, 15.5% volatile content, and 82% pure activated carbon content which shows that coconut shell activated carbon with H2SO4 activation has good performance to be used as an adsorbent.

Other obstract

-

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	0520070220
Uncontrolled Keywords:	adsorpsi, aktivasi, H2SO4, karbon aktif, kalsium adsorption, activation, H2SO4, activated carbon, calcium
Subjects:	500 Natural sciences and mathematics > 546 Inorganic chemistry > 546.6 Groups 8, 9 ,10, 11, 12, 13, 14 > 546.68 Group 14 > 546.681 Carbon > 546.681 2 Carbon compounds
Divisions:	Fakultas Teknik > Teknik Kimia
Depositing User:	Users 31 not found.
Date Deposited:	28 Feb 2021 04:19
Last Modified:	11 Oct 2024 03:02
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/183106

Text 0520070220-Najiyyatu Ni’matil A’la.pdf Download (6MB)

Actions (login required)

View Item