Sintesis dan Karakterisasi Arang Aktif dari Limbah Cangkang Telur Puyuh Berdasarkan Variasi Suhu Karbonisasi

Abstract

Cangkang telur puyuh merupakan limbah peternakan yang relatif jarang dimanfaatkan karena langsung dibuang sehingga menyebabkan lingkungan menjadi kotor karena aroma busuk dari cangkang telur yang membusuk. Namun sebenarnya cangkang telur memiliki kandungan penting berupa kalsium karbonat (CaCO3) sebesar 94%, kalsium fosfat (Ca3(PO4)2) sebesar 1%, magnesium karbonat (MgCO3) sebesar 1%, dan zat organik sebesar 4%. Selain itu, cangkang telur memiliki 7.000 hingga 17.000 pori sehingga dapat dijadikan sebagai arang aktif untuk diaplikasikan sebagai adsorben, superkapasitor, elektroda karbon, catalyst support, material penyusun GDL, dan lainnya. Pada penelitian ini, pembuatan arang aktif dari cangkang telur puyuh diawali dengan proses dehidrasi yaitu pengeringan cangkang telur selanjutnya cangkang telur dihaluskan sampai menjadi serbuk, kemudian dilanjutkan proses aktivasi secara kimia menggunakan aktivator KOH 20% (1:4) dan proses karbonisasi pada suhu 400 ºC, 500 ºC dan 600 ºC. Arang aktif dari cangkang telur puyuh dilakukan karakterisasi FTIR untuk mengetahui gugus fungsi arang aktif, karakterisasi XRD untuk mengetahui struktur kristal, ukuran kristal, dan kristalinitas arang aktif, sedangkan karakterisasi SEM-EDX untuk mengetahui morfologi permukaan dan unsur penyusun arang aktif. Hasil penelitian arang aktif dari cangkang telur puyuh berdasarkan karakterisasi FTIR menunjukkan bahwa gugus fungsi O-H, C-O, C-H, C=O, CaO, C=C, dan CO3 -2 teridentifikasi disemua variasi suhu karbonisasi 400 ºC, 500 ºC dan 600 ºC. Karakterisasi XRD menghasilkan struktur kristal arang aktif dari cangkang telur puyuh berupa struktur kristal heksagonal pada semua variasi suhu karbonisasi. Ukuran kristal arang aktif dari cangkang telur puyuh dengan variasi suhu 400 °C, 500 °C, dan 600 °C secara beturut-turut sebesar 52,65 nm; 55,88 nm; dan 58,67 nm. Sedangkan nilai kristalinitas arang aktif dari cangkang telur puyuh berturut-turut adalah 54,38%, 58,90%, dan 58,99%. Hal ini menunjukkan bahwa semakin meningkatnya suhu karbonisasi maka semakin meningkat pula ukuran kristal dan nilai kristalinitas arang aktif dari cangkang telur puyuh. Hasil karakterisasi SEMEDX pada arang aktif dari cangkang telur puyuh dengan variasi suhu karbonisasi 400 °C, 500 °C, dan 600 °C menunjukkan bahwa semakin besar suhu karbonisasi yang digunakan maka zat volatile yang menutupi permukaan arang aktif hilang dan ukuran partikelnya semakin kecil. Berdasarkan hasil penelitian diperoleh ukuran partikel arang aktif cangkang telur puyuh dengan variasi suhu karbonisasi 400 °C, 500 °C, dan 600 °C berturut-turut 0,71-10,16 μm; 0,74-8,93 μm; dan 0,73-7,57 μm. Kandungan unsur karbon pada arang aktif dari cangkang telur puyuh juga semakin meningkat seiring meningkatnya suhu karbonisasi yang digunakan. Berdasarkan penelitian ini diperoleh kandungan unsur karbon dari arang aktif dari cangkang telur puyuh pada suhu karbonisasi 400 ºC, 500 ºC dan 600 ºC berturut-turut sebesar 49,20%, 59,40%, dan 69,00%. Berdasarkan hasil karakterisasi arang aktif dari cangkang telur puyuh maka arang aktif ini dapat dimanfaatkan menjadi hidoksiapatif sebagai bahan perawatan kerusakan tulang dan gigi karena mengandung banyak kalsium karbonat. Selain itu, arang aktif dari cangkang telur puyuh dapat dimanfaatkan menjadi adsorben karena ukuran partikel arang arang aktif yang semakin kecil maka luas permukaan semakin besar sehingga daya serap sebagai adsorben juga semakin besar.