## PENGARUH KONSENTRASI AKTIVATOR H 3 PO 4 TERHADAP KARBON AKTIF AMPAS TEBU
Hayatul Hasanah 1* , Ratni Sirait 2 , Ridwan Yusuf Lubis 3
Program Studi Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri Sumatera Utara, Jl. Lap. Golf,Kp. Tengah, Kec. Pancur Batu, Kab. Deli Serdang, 20353 Indonesia.
* email : hayatulhasanah02@gmail.com

## ABSTRAK
Ampas tebu adalah sisa penggilingan tebu yang sebagian belum dimanfaatkan secara maksimal oleh masyarakat. Kurang lebih 50% ampas tebu  yang  diperoleh  setiap  pabrik  gula  dijadikan  untuk  bahan  bakar  boiler  kemudian  sisanya  ditimbun  sebgai  buangan.  Ampas  tebu mempunyai  kandungan  karbon  cukup  tinggi  sehingga  bisa  digunakan  untuk  bahan  dasar  karbon  aktif.  Dilakukan  penelitian  tentang pembuatan  karbon  aktif  ampas  tebu  dengan  menggunakan  aktivator  H 3 PO 4 .  Metode  penelitian  yang  dilakukan  yaitu  dengan  metode eksperimen secara kuantitatif. Untuk mengetahui mutu karbon aktif dilakukan pengujian meliputi uji kadar air, kadar ZMM, kadar abu dan kadar karbon terikat. Serta diukur luas permukaannya dengan metode methylene blue serta karakterisasi dengan SEM dan FTIR. Luas permukaan terbesar diperoleh pada sampel yang teraktivasi H 3 PO 4 5% yaitu 11,0893 m 2 /g. Hasil analisis SEM menunjukkan karbon aktif ampas tebu yang teraktivasi H 3 PO 4 5% memiliki pori-pori lebih banyak dibandingkan karbon aktif yang teraktvasi H 3 PO 4 0% dan 15%. Hasil penelitian FTIR menunjukkan terdapatnya gugus fungsi OH, N-H, C=C, C-H alkana, C-O, OH, C-H. Vaiasi karakteristik yang optimum pada karbon aktif ampas tebu terdapat pada sampel B yang memilki nilai kadar air, kadar ZMM, kadar abu dan kadar karbon terikat memenuhi SNI No 06-3730-1995 mengenai karbon aktif.
Kata Kunci: Karbon aktif; ampas tebu; H 3 PO 4 ; SEM; FTIR

## ABSTRACT
[The effect of H 3 PO 4 activator concentration on bagasse activated carbon] Bagasse is the residue of sugarcane milling which has not been fully utilized by the community. About 50% of the bagasse produced by each sugar factory is used as boiler fuel and the rest is stockpiled as waste. Bagasse has a high enough carbon content so that it can be used as an activate carbon base material. Conducted research on the manufacture of bagasse actived carbon using H 3 PO 4 activator. The research method used is the experimental method quantitavely. To determine the quaity of the activated carbon, test were carried out including tests for water content, ZMM content, ash content and bound carbon content. And the surface area as measured using methylene blue method and characterizationby SEM and FTIR. The largest surface area as obtained tn the 5% H 3 PO 4 activated sample, which as 11.0893 m 2 /g. The results of SEM analysis showed that bagasse activated carbon activated by H 3 PO 4 5% had more cavities than activated carbon with H 3 PO 4 activated 0% and 15%. The results of the FTIR study showed  that  the  functional  groups  were  OH,  N-H,  C=C,  C-H  alkanes,  C-O,  O-H,  C-H.  The  optimum  variation  of  characteristics  on bagasse activated carbon is found in sample B which has the value of water content and bound carbon content according to SNI No 06- 3730-1995 regarding activated.
Keywords: Activated Carbon; Bagasse; H 3 PO 4 ;SEM; FTIR

## PENDAHULUAN
Perkebunan tebu di indonesia menempati luas areal  232  ribu  hektar  yang  tersebar,  diantaranya berada  di  lampung,  medan,  solo,  makassar  dan semarang.  Menurut  Badan  Pusat  Statistik  Provinsi Jawa Barat luas areal perkebunan tebu yaitu 12024, 31 hektar dan menghasilkan tebu sekitar  64169,06 ton.   Ampas tebu adalah limbah organik yang cukup melimpah di indonesia. Selama produksi ampas tebu yang  dihasilkan  setiap  pabrik  gula  yaitu    97%, sementara  itu  gula  yang  dihasilkan  cuma  5%  dan selebihnya berupa tetesan tebu (Rahayu, 2019).
Penumpukkan ampas tebu pada jangka waktu tertentu  mengakibatkan  permasalahan,  sebab material  ini  gampang    terbakar,  mengotori
lingkungan sekitar dan mengambil tanah luas untuk penyimpanannya  (Nurbaeti,  2018).  Ampas  tebu memilki kandungan karbon yang tinggi sehingga bisa digunakan  untuk  bahan  dasar  dalam  pembuatan karbon aktif (Satria Pratama, 2018).
Karbon  aktif  merupakan  material  berpori yang  mengandung  karbon  87%  sampai  97% selanjutnya    sisanya  berbentuk  sulfur,  oksigen, hidrogen  dan  material  lainnya.  Karbon  aktif  adalah karbon  yang  sudah  melakukan  proses  aktivasi (Wulandari,  2019).  Proses  aktivasi  adalah  proses pembentukan  karbon  aktif  yang  berfungsi  untuk membuka,  mengembangkan  pori  dan  juga menambah ukuran diameter pori yang terserap pada waktu karbonisasi (Emi, 2018).
Proses aktivasi  bisa dilakukan dengan proses fisika dan kima. Proses aktivasi fisika bisa dilakukan dengan pemberian uap air/gas CO 2 . Sementara itu, pada  proses  kimia  dilakukan  menggunakan penambahan larutan kimia.
Proses  aktivasi  pada  karbon  aktif  biasanya digunakan  beberapa  jenis  aktivator  baik  itu menggunakan  asam  maupun  basa.  Pada  aktivasi kimia  dilakukan  perendaman  larutan  kimia  seperti H 3 PO 4 , NaOH, KOH,  H 2 SO 4. (Novananda, 2020). Penggunaan aktivator pada karbon aktif perlu juga diperhatikan, sebab setiap bahan kimia mimiliki perbedaan  tingkat  penyerapan.  Menurut  Ayu  Febri (2021)  Aktivator  H 3 PO 4 mempunyai  komposisi senyawa oksida persentase yang lebih tinggi sehingga bisa memperluas permukaan penyerapan dibandingkan dari pada aktivator lain.
Berdasarkan  uraian  Latar  belakang  maka dilakukan penelitian mengenai  pengaruh konsentrasi aktivator  H 3 PO 4 terhadap  karbon  aktif  ampas  tebu sehingga bisa mengasilkan karbon aktif yang kualitas nya bagus dan memenuhi standar SNI.

## METODE
Metode  Penelitian  yang  dilakukan  yaitu menggunakan  metode  eksperimen  kuantitatif melalui    penyajian  data  berbentuk  tabel  dan  grafik. pada  penelitian  ini  bahan  yang  diperlukan  adalah ampas  tebu,  H 3 PO 4, Methylene  Blue ,  dan  aquadest. Sedangkan  alat  yang  digunakan  yaitu:  Furnace, ayakan  100  mesh,  oven,  alumunium  foil,  neraca digital,  magnetic  stirrer,  mortal/alu,  cawan,  kertas saring.  Alat  karakterisasi  yaitu  :  spektrofotometer UV-Vis,  SEM  ( Scanning  Elketron  Microscopy )  dan FTIR ( Fourier Transform-Infra Red ).
Gambar 1. Diagram alir
Adapun  tahapan  pada  penelitian  ini    adalah dilakukan  penjemuran  ampas  tebu  selama  ±  7  hari kemudian  ampas  tebu  dipotong  berukuran  kecil, setelah  itu  dipanaskan  selama  1  jam  menggunakan furnace  dengan  temperatur  500˚C.  Kemudian didinginkan  dan  di  ayak  dengan  ayakan  100  mesh
lalu  masing-masing  karbon  aktif  ampas  tebu direndam  selama  24  jam  dalam  H 3 PO 4 kosentrasi 0%,  5%,  10%,  dan  15%  dengan  perbandingan1:5. Kemudian difiltrat lalu dicuci menggunakan aquades sampai  pH  ntral.  Selanjutnya  karbon  aktif  ampas tebu  dipanaskan  dalam  oven  selama  2  jam  dengan temperatur  105 ℃ .  Selanjutnya  karbon  telah  di aktivasi dilakukan pengujian dengan  uji kadar air, uji kadar  ZMM,  uji  kadar  abu  dan  uji  kadar  karbon terikat.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Penelitian

## 1. Kadar Air

## Tabel 1. Pengukuran Kadar Air
Dari tabel 1 terlihat bahwa masing-masing nilai kadar  air  pada  sampel  A,  B,  C  dan  D  telah memenuhi SNI No 06-3730-1995 dengan nilai kadar air 12,63%, 4,00%, 7,21% dan 7,62%
Gambar 2. Pengukuran kadar air
Dari  gambar  ini    menunjukkan  bahwa  nilai yang  paling  tinggi  untuk  kadar  air  berada  pada sampel A yaitu 12,63 % dan nilai yang paling rendah berada  pada  sampel  B  yaitu  4,00%.  Semakin  tinggi konsentrasi H 3 PO 4 pada karbon maka nilai kadar air semakin meningkat.
2. Kadar Zat Mudah Menguap
Tabel 2. Pengukuran Kadar ZMM
Berdasarkan  tabel  2,  terlihat  bahwa  masing- masing nilai kadar zat mudah menguap pada sampel B, C dan D telah memenuhi SNI No 06-3730-1995. Dengan  nilai  kadar  ZMM  yaitu  22,  19%,  24,  32% dan 14,42%.
Gambar 3. Grafik Pengukuran kadar ZMM
Pada gambar menunjukkan  nilai  paling tinggi berada pada sampel A yaitu 42,95 % dan nilai paling rendah  berada  pada  sampel  B  yaitu  24,42  %. Meningkatnya kadar ZMM  pada karbon aktif seiring dengan peningkatan konsentrasi H 3 PO 4 .

## 3. Kadar Abu
Tabel 3. Pengukuran Kadar Abu
Dari tabel 3 terlihat bahwa masing-masing nilai kadar abu pada sampel B, C dan D telah memenuhi SNI  No  06-3730-1995  dengan  nilai  yaitu  8,08%, 9,65% dan 9,87%.
Gambar 4. Grafik pengukuran kadar abu
Pada  gambar  4  menunjukkan  nilai  kadar  abu yang  paling paling tinggi berada pada sampel A yaitu 11,71  %  dan  paling  rendah  berada  pada  sampel  B yaitu 9,87 %. Kadar karbon aktif meningkat seiring meningkatnya konsentrasi aktivator H 3 PO 4.
4. Kadar Karbon Terikat Tabel 4. Pengukuran Kadar Karbon Terikat
Dari  Tabel  4.  Terlihat  bahwa  nilai  masing- masing kadar karbon terikat pada sampel B, C dan D telah  memenuhi  SNI  No  06-3730-1995  masing- masing  dengan  nilai  yaitu  45,15%,  69,73%, 66,03%, 65,61%.
Gambar 5. Pengukuran kadar karbon
Nilai  yang  paling  tinggi  untuk  kadar  karbon terikat berada pada sampel B  yaitu 69,73% dan nilai kadar  karbon  terikat  paling  rendah  berada  pada sampel A yaitu 45,15%. Semakin tinggi konsentrasi aktivator  H 3 PO 4 maka  kadar  karbon  teikat mengalami  penurunan.  Hal  ini  disebabkan  karena nilai kadar karbon ZMM,  kadar abu yang dihasilkan pada  sampel  konsentrasi  H 3 PO 4 5%  lebih  rendah dari  pada  sampel  konsentrasi  H 3 PO 4 0%,  10%  dan 15%.
5. Uji  adsorpsi Methylene  Blue pada  karbon aktif
Gambar 6. Grafik Hasil Uji Adsorpsi
Methylene  Blue
Hasil uji adsorpsi methylene blue menunjukkan bahwa  luas  permukaan    karbon  aktif  ampas  tebu yang  teraktivasi  H 3 PO 4 5%  menghasilkan  luas permukaannya lebih besar dibandingkan karbon yang teraktivasi  dengan  H 3 PO 4 0%,  10%  dan  15%.  Hal ini  disebabkan  karena    adanya  mikropori  sehingga mengakibatkan  tidak  terserapnya methylene  blue secara sempurna kedalam pori  (Triana, 2017).
6. Karakterisasi Karbon aktif Menggunakan SEM
Morfologi  permukaan  karbon  aktif  ampas tebu  yang  teraktivasi  H 3 PO 4 0%,  5%  dan  15% diidentifikasi  menggunakan  SEM  ( scanning  Electron Microscopy ) dengan perbesaran 2.000 kali dan 2.500 kali dapat dilihat di gambar bawah ini
a b c
Gambar 7. Karbon aktif konsentrasi a) 0%,
b) 5% c) 15%
Pada  gambar  7  menunjukkan  perbedaan morofologi  dari  karbon  aktif  ampas  tebu  yang teraktivasi  H 3 PO 4 0%,  5%,  dan  15%.  Pada  karbon aktif yang teraktivasi H 3 PO 4 5% menunjukkan lebih banyak  pori-pori  yang  dihasilkan  dibandingkan dengan karbon aktif yang teraktivasi H 3 PO 4 0% dan 15%.

## 7. Karakterisasi menggunakan FTIR
Gambar  8. Spektrum FTIR
Gambar  ini  menunjukkan  bahwa  terdapat  8 puncak  serapan  gugus  fungsi.    Bilangan  gelombang 3736.12-3739.97 cm -1 diperoleh  gugus OH hydroxyl . Sedangkan pada bilangan gelombang 3414-3429.43 cm -1 diperoleh  gugus  fungsi  N-H amina .  Bilangan gelombang  1585.49-1500.62  cm -1 diperoleh  gugus fungsi  C=C aromatic .  Sedangkan  gugus  fungsi  C-H alkana berada  pada  bilangan  gelombang  1448.54- 1427.32  cm -1 .  Pada  bilangan  gelombang  1246.02- 1263.37 cm -1 diperoleh  gugus fungsi C-O carboxylic acid .  Gugus  fungsi    OH alcohols terdapat  pada bilangan  gelombang  758.02-763.81  cm -1 .  Bilangan gelombang  829.39  –  879.54  cm -1 diperoleh    gugus fungsi  C-H  aromatic.  Sedangkan  pada  penelitian nurul  2019  diperoleh  gugus  fungsi  CH,  C-O,OH, CH 2 ,C-OH dan CH 2 .

## KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
Dari  hasil  penelitian  ini  di  peroleh kesimpulan  yaitu  variasi  konsentrasi  H 3 PO 4 yang menghasilkan  karbon  aktif  ampas  tebu  dengan karakteristik yang optimum adalah sampel B dengan konsentrasi  aktivator  5  %    yang  sudah  memenuhi SNI  No  06-3730-1995.  Hasil  uji  adsorpsi methylene blue menunjukkan luas permukaan karbon aktif yang teraktivasi H 3 PO 4 5% menghasilkan luas permukaan
yang  terbesar  yaitu    11,  0893  m 2 /g.  Dan  hasil analisis  SEM  menunjukkan  karbon  aktif  yang teraktivasi  H 3 PO 4 memilki  banyak  pori-pori dibandingkan  karbon  aktif  yang  teraktivasi  0%  dan 15%. Pada analisis FTIR terlihat adanya gugus fungsi OH,  C-H alkana ,  C-O,  C=C,  OH alcohols, C-H aromatic .
Adapun  saran  pada  penelitian  ini  yaitu diharapkan pada penelitian selanjutnya menggunakan variasi  konsentrasi H # PO & yang  lebih  rendah  dari 5%  pada  proses  aktivasi  kimia  pembuatan  karbon aktif.  Diharapkan  pada  penelitian  selanjutnya menggunakan  aktivator  lain  selain H # PO & seperti HCL,  dan H ' PO & dalam  pembuatan  karbon  aktif ampas tebu pada penelitian selanjutnya .

## DAFTAR PUSTAKA
Ayu  Febri,  C.,  &  Mirna,  A.,  Ayu,  N.  2021. Karakterisasi Karbon Aktif dai Ampas Tebu menggunakan  Aktivator  H 3 PO 4 . Jurnal kimia. Surabaya : Kampus ITS Sukolilo. Emi,  E.,  &  Ardiansyah , F. 2018. Pengaruh Jenis Aktivator  dan  Ukuran  Karbon  Aktif terhadap Pembuatan Adsorbent dari Serbik Gergaji  Kayu  Sengon  (Paraserianthes Falcataria). Jurnal Integrasi . No 2.
Novananda,  A.,  Ira,  R.  S.,  Dwi,  H.  2020.  Karbon Aktif  dari  Batubara  Lignite  dengan  Proses Aktivasi  menggunakan  Hidrogen  Flourida.
Jurnal  Teknik  Kimia .  Jawa  Timur  : Universitas Pembangunan Nasional
“Veteran”. Nurbaeti,  L., Agung , T. P., Ella, K. 2018. Arang Ampas  Tebu  (Bagasse)  Teraktivasi  Asam Klorida  sebagai  Penurunan  Kadar  Ion H 3 PO 4 . Jurnal Kimia. Semarang : Universitas Negeri Semarang. Nurul,  I.,  Ika,  F.2019.Sintesis  dan  Karakterisasi Karbon  Aktif  dari  Limbah  Bambu menggunakan  Aktivator  Asam  Fosfat
(H 3 PO 4 ). Jurnal ITATS .  Surabaya  : Universitas Teknologi Surabaya.
Rahayu,  M.  2019.  Pemanfaatan  Karbon  Aktif  dari Ampas  Tebu  dengan  Aktivatior  H 2 SO 4
sebagai Adsorben pada Minyak Jelantah.Skripsi.  Palembang:  Universitas Muhammadiyah Palembang.
Satria  pratama,  B.,  Aldriana,  P.,  Dwi,  S.  2018.
Konversi Ampas Tebu menjadi Biochar dan Karbon  Aktif  untuk  Penysihan  Cr (VI). Jurnal  Teknik  Kimia .  Jawa  Timur  : Universitas Pembangunan Nasional “Veteran”.
Wulandari,  R.,  Sri,  H.,  Rahmatullah.  2019.
Pengaruh  Suhu  Karbonisasi  terhadap Kualitas  Karbon  Aktif  dari  limbah  Ampas Tebu. Jurnal  Teknik  Kimia .  Inderalaya  : Universitas Sriijaya.