Publisher

PUBLINEPUBLINE

Journal Pure Chemistry ResearchPure Chemistry Research Abstract

Kulit manggis (Garcinia mangostana L.) merupakan limbah biomassa lignoselulosa melimpah dengan kandungan karbon tinggi, menjadikannya prekursor yang menjanjikan untuk produksi karbon aktif. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh konsentrasi asam fosfat (H₃PO₄) terhadap perkembangan struktur pori dan kinerja adsorpsi karbon aktif berbahan dasar kulit manggis untuk menghilangkan metilen biru dari larutan berair. Karbon aktif dibuat melalui karbonisasi pada suhu 500 °C, diikuti dengan aktivasi kimia menggunakan H₃PO₄ pada konsentrasi 10%, 20%, 30%, dan 40%. Material yang dihasilkan dikarakterisasi berdasarkan rendemen, kadar air, kadar abu, bilangan iodin, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), dan analisis luas permukaan Brunauer–Emmett–Teller (BET). Kinerja adsorpsi dievaluasi menggunakan eksperimen adsorpsi batch, sementara kesetimbangan dan kinetika adsorpsi dianalisis menggunakan model isoterm dan kinetika. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi H₃PO₄ hingga 30% secara signifikan meningkatkan perkembangan struktur pori, menghasilkan luas permukaan spesifik 872 m²/g, volume pori 0,47 cm³/g, dan bilangan iodin 836 mg/g. Pada kondisi optimum ini, karbon aktif mencapai kapasitas adsorpsi metilen biru sebesar 136 mg/g dengan efisiensi penyisihan 84,8%. Analisis statistik mengungkapkan bahwa variasi konsentrasi H₃PO₄ secara signifikan memengaruhi kapasitas adsorpsi (p = 0,0008). Kesetimbangan adsorpsi paling baik dijelaskan oleh model isoterm Langmuir (R² = 0,978), dengan kapasitas adsorpsi maksimum teoritis 145,6 mg/g, sedangkan kinetika adsorpsi mengikuti model pseudo-orde dua (R² = 0,986). Temuan ini mengindikasikan bahwa aktivasi kimia dengan H₃PO₄ 30% merupakan kondisi optimum untuk memproduksi karbon aktif berbahan dasar kulit manggis dengan struktur pori yang berkembang baik dan kinerja adsorpsi tinggi, menyoroti potensinya sebagai adsorben ramah lingkungan untuk pengolahan air limbah yang terkontaminasi zat warna.

Conclusion

Limbah kulit manggis berpotensi tinggi sebagai bahan baku karbon aktif, di mana variasi konsentrasi H₃PO₄ secara signifikan memengaruhi struktur pori dan kinerja adsorpsi metilen biru.Konsentrasi H₃PO₄ 30% terbukti optimum, menghasilkan karbon aktif dengan luas permukaan 872 m²/g dan kapasitas adsorpsi metilen biru 136 mg/g, karena pengembangan struktur pori yang baik dan gugus fungsi permukaan.Proses adsorpsi metilen biru oleh karbon aktif ini paling sesuai dengan model isoterm Langmuir dan kinetika pseudo-orde dua, menunjukkan potensi besar sebagai adsorben ramah lingkungan untuk limbah zat warna.

Future Research

Untuk mengembangkan lebih lanjut pemanfaatan karbon aktif dari kulit manggis, penelitian di masa depan dapat mengeksplorasi beberapa arah yang menjanjikan. Pertama, penting untuk menguji variasi parameter sintesis lainnya yang belum dioptimalkan dalam studi ini, seperti suhu karbonisasi dan aktivasi yang berbeda, serta durasi prosesnya. Misalnya, bagaimana perubahan suhu atau waktu karbonisasi memengaruhi rendemen dan struktur pori karbon aktif, atau apakah rasio impregnasi biomassa dengan asam fosfat yang berbeda dapat menghasilkan karakteristik adsorben yang lebih unggul? Pemahaman mendalam mengenai interaksi antarparameter ini akan membuka peluang untuk menghasilkan karbon aktif dengan sifat yang lebih spesifik dan disesuaikan untuk aplikasi tertentu. Kedua, perluasan cakupan aplikasi adsorben ini terhadap jenis polutan lain sangat direkomendasikan. Mengingat bahwa metilen biru adalah zat warna kationik, menarik untuk meneliti bagaimana karbon aktif kulit manggis yang dioptimalkan ini bekerja dalam menyisihkan zat warna anionik, logam berat, atau bahkan kontaminan baru seperti residu farmasi dari air. Studi ini akan membantu mengidentifikasi potensi luas karbon aktif kulit manggis sebagai solusi pengolahan air limbah yang serbaguna. Ketiga, aspek keberlanjutan dan penerapan skala yang lebih besar harus menjadi fokus. Penelitian lanjutan dapat menyelidiki efisiensi regenerasi dan kemampuan pakai ulang karbon aktif ini setelah penjenuhan, sebuah faktor krusial untuk mengurangi biaya operasional. Selain itu, transisi dari eksperimen adsorpsi batch ke sistem aliran kontinu, seperti kolom adsorpsi, akan memberikan data yang lebih relevan untuk desain reaktor industri. Menguji kinerja karbon aktif ini dengan sampel air limbah nyata dari industri juga akan memberikan validasi praktis yang kuat.

Metadata

File size	492.51 KB
Pages	10
DMCA	Report