Sintesis dan Karakterisasi Nano Karbon Aktif Kulit Kesumba (Bixa orellana L.) Ditinjau dari Suhu Aktivasi dan Rasio Impregnasi H3PO4

Abstract

Nano karbon aktif merupakan karbon aktif dengan pertikel-partikel karbon yang berukuran nano. Nano karbon aktif dapat disintesis dari bahan-bahan yang mengandung selulosa seperti kulit penutup luar kesumba. Pada penelitian ini, bertujuan untuk memperoleh nano karbon aktif kulit kesumba terbaik ditinjau dari suhu aktivasi dan rasio karbon terhadap asam H3PO4 50% serta menentukan karakteristik nano karbon aktif kulit kesumba. Dalam pembuatannya, kulit kesumba dikarbonisasi dengan suhu 400°C selama 1 jam. Tahap aktivasi kimia dilakukan dengan mengimpreg karbon dalam 50% H3PO4 dengan rasio 1:3; 1:4; 1:5; 1:6; dan 1:7 (b/b) selama 24 jam serta aktivasi fisik dilakukan dengan pemanasan pada suhu 400; 500; 600; 700; dan 800°C selama 1 jam. Nano karbon aktif kulit kesumba kemudian dihitung % yield dan dikarakterisasi analisa gugus fungsionalnya dengan Spektrofotometer Inframerah (IR), analisa sifat kristal dengan Difraktometer Sinar-X (XRD) dan untuk mengetahui ukuran partikel dilakukan dengan menggunakan Transmission Electron Microscope (TEM) pada hasil terbaik dari variasi suhu aktivasi dan rasio impregnasi. Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa nano karbon aktif dari kulit kesumba yang diaktivasi dengan H3PO4 50% didapatkan suhu aktivasi dan rasio impregnasi terbaik pada suhu 500°C dengan rasio 1:5 (b/b) dengan yield 18,2%. Hasil karakterisasi karbon aktif kulit kesumba terbaik dengan mengunakan FT-IR mengandung gugus fungsi O–H, C–H, C≡C, C=C, dan C–O/P=O dengan struktur karbon bersifat amorf dan ukuran partikel karbon berkisar antara 22-36nm.

Nano activated carbon is activated carbon with nano-sized carbon particles. Nano activated carbon can be synthesized from cellulose-containing materials such as the outer cover of kesumba. In this study, the aim was to obtain the best nano-activated activated carbon in terms of activation temperature and the ratio of carbon to 50% H3PO4 acid and to determine the characteristics of nano activated carbon in kesumba peels. In its manufacture, kesumba peels is carbonized at 400 ° C for 1 hour. The chemical activation phase is carried out by impregnating carbon in 50% H3PO4 with a ratio of 1:3; 1 4; 1:5; 1:6; and 1:7 (b/b) for 24 hours and physical activation is carried out by heating at 400; 500; 600; 700; and 800°C for 1 hour. Nano kesumba peels activated carbon then calculated% yield and characterized by functional group analysis with Infrared Spectrophotometer (IR), analysis of crystal properties with X-ray Diffractometer (XRD) and to determine particle size carried out using the Transmission Electron Microscope (TEM) on the best results of variations in activation temperature and impregnation ratio. The results showed that nano activated carbon from kesumba peels activated with 50% H3PO4 obtained the best activation temperature and impregnation ratio at 500°C with a ratio of 1: 5 (b/b) with 18.2% yield. The best results of characterization of activated carbon in kesumba peels using FT-IR contain a group of functions O-H, C–H, C≡C, C=C, and C–O/P=O with an amorphous carbon structure and carbon particle sizes ranging from 22-36nm.