Aktivasi Biochar dari Tongkol Jagung menggunakan Aktivator H3PO4 untuk Adsorpsi NO3 -

Abstract

Biochar merupakan material kaya karbon yang terbuat dari biomassa melalui proses pirolisis. Pirolisis yang sering digunakan dalam pembuatan biochar adalah pirolisis lambat yang menggunakan suhu <400oC. Biomassa yang digunakan pada penelitian ini adalah tongkol jagung. Tongkol jagung dapat dimanfaatkan menjadi biochar karena mengandung selulosa 41%, hemiselulosa 36%, dan lignin 16% yang dapat terdekomposisi pada suhu <400oC. Hasil dari pirolisis umumnya berupa gas, tar dan karbon. Selain itu, biochar tongkol jagung dapat dimanfaatkan salah satunya sebagai adsorben. Namun daya adsorpsi biochar perlu ditingkatkan agar didapatkan hasil yang maksimal yaitu dengan aktivasi. Aktivasi yang sering dilakukan yaitu aktivasi kimia dengan menggunakan senyawa kimia seperti asam fosfat, natrium hidroksida, dan asam klorida. Penelitian diawali dengan mengkonversi biomassa menjadi biochar melalui proses pirolisis yang dilanjutkan dengan proses aktivasi. Pirolisis biochar dilakukan menggunakan metode pirolisis lambat pada suhu 280-400 oC selama 4 jam. Biochar hasil pirolisis lalu dianalisis menggunakan FTIR yang dilanjutkan dengan proses aktivasi. Aktivasi yang digunakan yaitu aktivasi secara kimia dengan menggunakan H3PO4 sebagai aktivator. Proses aktivasi dilakukan dengan cara merendam biochar di dalam larutan H3PO4 dengan variasi konsentrasi 0%, 10%, 20%, 30%, dan 40% selama 9 jam. Aktivator H3PO4 dipilih karena mampu menciptakan pori-pori dan struktur permukaan yang lebih baik tanpa merusak struktur yang ada. Aktivasi ini meningkatkan luas permukaan pada biochar, sehingga kapasitas adsorpsinya juga meningkat. Setelah diaktivasi, biochar teraktivasi dianalisis menggunakan FTIR untuk mengetahui gugus fungsi. Selain itu, analisis dilakukan juga untuk kadar air, kadar abu, dan bilangan iod. Studi adsorpsi kemudian dilakukan untuk menentukan model isotermal adsorpsi yang terjadi. Biochar teraktivasi menunjukkan bahwa keseluruhan memiliki gugus fungsi aktif yaitu C=O, -COOH dan C-O-C. Nilai kadar air dari biochar teraktivasi berturut-turut yaitu 1,593%; 0,997%; 0,788%; 0,594% dan 0,663%. Nilai kadar abu biochar teraktivasi berturut-turut yaitu 3,114%; 2,608%; 2,133%; 1,533% dan 1,768%. Daya serap iod pada biochar teraktivasi berturut-turut yaitu 763,91 mg/g; 829,06 mg/g; 996,61 mg/g; 1217,70 mg/g, dan 1133,90 mg/g. Hasil menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi H3PO4 maka akan menurunkan nilai kadar air dan kadar abu, namun meningkatkan nilai bilangan iod. Waktu kontak dari masingmasing biochar didapatkan pada menit 20. Hasil terbaik didapatkan pada biochar teraktivasi H3PO4 30% dengan kadar air 0,594%, kadar abu 1,533%, serta bilangan iodin 1217,7 mg/g. Nilai Qe yang didapat pada masing-masing biochar teraktivasi H3PO4 0–40% berturut-turut yaitu 3,05 mg/g, 3,65 mg/g, 3,91 mg/g, 4,72 mg/g, dan 4,30 mg/g. Model isotermal adsorpsi untuk kelima variasi konsentrasi mengikuti model isotermal Freundlich dan menunjukkan bahwa proses adsorpsi terjadi secara multilayer.