Analisis Struktur Kristal, Ukuran Kristal, Kristalinitas, dan Daya Serap Iodin pada Arang Aktif Eceng Gondok Berdasarkan Variasi Suhu Karbonisasi

Abstract

Eceng gondok merupakan tumbuhan air yang sering dianggap sebagai gulma yang dapat merusak lingkungan perairan. Eceng gondok berkembangbiak secara generatif maupun vegetatif sehingga pertumbuhannya cukup sulit dikendalikan dan dapat mendominasi daerah perairan. Eceng gondok memiliki struktur lignoselulosa yang terdiri dari kandungan selulosa, lignin, dan hemiselulosa. Eceng gondok termasuk salah satu biomassa yang mudah dijumpai dalam jumlah banyak sehingga dapat dimanfaatkan untuk membuat produk arang aktif. Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah untuk memperoleh material arang aktif dari biomassa eceng gondok yang ditinjau berdasarkan struktur kristal, ukuran kristal, kristalinitas, dan daya serap iodinnya sehingga diperoleh informasi tentang penggunaan arang aktif tersebut. Pembuatan arang aktif dimulai dengan mengumpulkan bahan baku eceng gondok yang kemudian dibersihkan lalu diambil bagian batangnya. Setelah itu, eceng gondok dikeringkan lalu dijadikan serbuk dengan cara dihaluskan dengan blender selanjutnya diayak lolos 200 mesh. Serbuk eceng gondok kemudian dikarbonisasi dengan cara dipanaskan di dalam furnace pada beberapa suhu yaitu 400°C (sampel A), 500°C (sampel B), dan 600°C (sampel C) selama satu jam. Selanjutnya, ketiga sampel tersebut diaktivasi secara kimia dengan larutan NaOH 25% lalu dipanaskan sambil diaduk menggunakan magnetic stirrer hot plate pada suhu 80°C dengan kecepatan putaran stirrer 350 rpm selama 4 jam. Campuran arang dan NaOH ini kemudian disaring lalu dinetralkan dengan larutan HCl 2M kemudian dicuci lagi dengan aquades hingga pH netral, setelah itu dikeringkan dengan oven pada suhu 100°C hingga massanya konstan. Arang aktif yang dibuat pada beberapa suhu karbonisasi ini (sampel A, B, dan C) kemudian dikarakterisasi dengan X-Ray diffraction (XRD) dan juga diuji daya serapnya terhadap larutan iodin. Karakterisasi XRD dan uji serap iodin juga dilakukan untuk arang aktif komersial sebagai pembanding. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa struktur kristal arang aktif eceng gondok sampel A dan B adalah ortorombik, sedangkan arang aktif eceng gondok sampel C adalah heksagonal. Selain itu, untuk suhu karbonisasi yang semakin meningkat pada arang aktif eceng gondok menyebabkan ukuran kristal dan kristalinitas yang semakin meningkat pula. Ukuran kristal arang aktif eceng gondok sampel A, B, dan C berturut-turut adalah 17,98nm, 28,62nm, dan 78,36nm. Kristalinitas arang aktif eceng gondok sampel A, B, dan C berturut-turut adalah 33,61%, 36,04%, dan 39,19%. Sebagai pembanding, arang aktif komersial memiliki struktur ortorombik dengan ukuran kristal sebesar 78,62nm dengan kristalinitas yang diperoleh adalah 13,52%. Daya serap arang aktif eceng gondok terhadap larutan iodin menghasilkan kemampuan daya serap yang semakin menurun jika suhu karbonisasi semakin meningkat. Kemampuan daya serap arang aktif eceng gondok terhadap larutan iodin pada sampel A, B, dan C berturut-turut adalah 596,99mg/g, 430,69mg/g, dan 339,72mg/g. Sedangkan kemampuan daya serap arang aktif komersial terhadap larutan iodin sebesar 913,17%. Berdasarkan hasil karakterisasi XRD dan uji daya serap terhadap larutan iodin tersebut, maka suhu karbonisasi dapat mempengaruhi struktur kristal, ukuran kristal, kristalinitas, dan daya serap terhadap larutan iodin. Nilai kristalinitas arang aktif eceng gondok sampel A, B, dan C lebih tinggi daripada arang aktif komersial. Akan tetapi, kemampuan daya serap arang aktif eceng gondok sampel A, B, dan C lebih rendah daripada arang aktif komersial. Sehingga arang aktif eceng gondok sampel A, B, dan C kurang cocok untuk dijadikan bahan adsorben. Walaupun demikian, arang aktif yang memiliki nilai kristalinitas minimal 27,79% dapat digunakan sebagai material dasar untuk penyusun Gas Diffusion Layer (GDL) sehingga arang aktif eceng gondok sampel A, B, dan C dapat digunakan sebagai material dasar untuk penyusun GDL.