Perpustakaan Digital ITB

Karbon aktif merupakan material yang digunakan secara luas dengan berbagai manfaat seperti energy storage, adsorben, komponen elektronika, drug delivery, fuel cells, dan sebagainya. Aktivasi karbon dilakukan melalui dua metode yaitu kimia dan fisika. Metode kimia masih memiliki kekurangan yaitu adanya residu atau sisa bahan kimia yang berbahaya bagi lingkungan sekitar, sementara itu metode fisika membutuhkan energi dan daya tinggi selama proses pembuatannya. Penelitian ini mengakomodir kebaruan berupa integrasi penggunaan metode induksi radiasi gamma 60Co sebagai metode yang bersih, ramah lingkungan, dan rendah energi sebagai pengganti metode konvensional secara kimia dan fisika. Karbon diaktivasi melalui penambahan surfaktan yang diiradiasi gamma 60Co sebagai agen pengikat silang dan pendegradasi struktur. Surfaktan SLS dan CTAB ditambahkan untuk mengetahui perbandingan efekivitas adsorpsinya pada karbon, yang selanjutnya diaplikasikan sebagai penjerap atau adsorben kation Pb2+. AC/SLS selanjutnya diiradiasi dengan rentang dosis 10 sampai 50 kGy, selanjutnya dikarakterisasi dengan beberapa instrumen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa radiasi gamma 60Co berpengaruh terhadap efektivitas adsorpsi surfaktan SLS dan CTAB pada karbon dengan waktu kontak dan dosis iradiasi optimum. Waktu kontak dan dosis iradiasi optimum adsorpsi SLS pada karbon adalah 20 menit dan 30 kGy dengan kapasitas adsorpsi 0,572 mg/g atau 95,82%. Nilai ini memiliki selisih 16,369% dibandingkan dengan adsorpsi SLS tanpa adanya iradiasi gamma. Sedangkan adsorpsi CTAB pada karbon memiliki waktu kontak dan dosis iradiasi optimum 30 menit dan 30 kGy dengan nilai kapasitas adsorpsi 0,381 mg/g atau 63,586%. Nilai ini memiliki selisih sebesar 11,823% jika dibandingkan dengan adsorpsi CTAB pada karbon tanpa adanya iradiasi gamma. Pengaruh iradiasi gamma pada AC/SLS terhadap gugus fungsi C=C dan C=O adalah signifikan dengan p value 0,01631178 dan 0,0239041; luas permukaan (m2/gram) AC/SLS/? tidak berpengaruh secara signifikan; volume pori (cc/gram) berpengaruh signifikan dengan p value 0.014758633; diameter pori (Å) tidak berpengaruh secara signifikan yang artinya stabilitas pori terjaga baik; dan morfologi terjadi perubahan, namun tidak signifikan. Sementara itu, iradiasi gamma tidak berpengaruh secara signifikan pada gugus fungsi C=C dan C=O AC/CTAB dengan p value di bawah 0,05; luas permukaan (m2/gram) dan volume pori (cc/gram) tidak berpengaruh secara signifikan; secara statistik diameter pori (Å) berpengaruh secara signifikan namun secara fenomena stabilitas pori terjaga baik; dan morfologi terjadi perubahan, namun tidak signifikan. Dari perbandingan efektivitas adsorpsi kedua surfaktan yang berbeda pada karbon aktif tersebut di atas, selanjutnya dipilih salah satu surfaktan dengan kondisi yang terbukti optimum teradsorps pada karbon aktif. Berdasarkan hasil perbandingan efektivitas adsorpsi surfaktan SLS dan CTAB pada karbon, maka dapat disimpulkan bahwa kapasitas serap SLS lebih tinggi dibandingkan dengan CTAB, sehingga tahap selanjutnya adalah menentukan beberapa studi untuk adsorpsi SLS pada karbon. Model adsorpsi SLS pada modifikasi karbon aktif cenderung mengikuti trend model pseudo orde dua. Nilai regresi terbesar pada studi isoterm adsorpsi adalah 0,991 yang menunjukkan pada pendekatan persamaan Langmuir, dengan nilai k 0,5739 L/mg. Artinya, adsorpsi SLS pada karbon aktif mengikuti asumsi bahwa energi adsorpsi SLS seragam di seluruh permukaan adsorben karbon aktif yang homogen serta adsorpsi terjadi pada kondisi satu lapis atau biasa disebut dengan monolayer. Terakhir, nilai regresi pada studi termodinamika diperoleh 0,9947 dengan slope 2582 dan intersept –4,6353. Perhitungan data termodinamika menunjukkan adsorpsi SLS pada karbon aktif memiliki nilai ?H positif (21,466748 kJ/mol.K) yang artinya reaksi berjalan secara endotermis dan merupakan chemisorption. ?H positif juga menunjukkan adanya gaya van der Waals, gaya ikatan dipol, ikatan hidrogen, dan/atau koordinasi pertukaran elektron atau penggunaan bersama elektron dalam pembentukan ikatan baru. Nilai ?S negatif (– 38.5378842 J/mol) bahwa proses adsorpsi SLS di permukaan karbon aktif memiliki ketidakteraturan yang rendah antarpermukaan padat cair karbon aktif–SLS serta tidak ada struktur internal yang berubah selama proses adsorpsi berlangsung. Perlakuan iradiasi gamma dengan dosis optimum 30 dan 40 kGy pada AC/SLS mampu meningkatkan kapasitas adsorpsi kation Pb2+ menjadi 54,31% dan 52,67% dibandingkan AC/SLS tanpa iradiasi 41,65%.