https://doi.org/10.22487/kovalen.2024.v10.i1.17060

## Selektivitas Adsorpsi Campuran Biner Fe(II)/Cu(II) Menggunakan Karbon Aktif dari Sekam Padi dan Serbuk Gergaji Kayu Jati
[Adsorption Selectivity on Binary Mixture of Fe(II)/Cu(II) Using Activated Carbon from Rice Husks and Teak Sawdust]
Cucun Alep Riyanto  , Jose D Michael Yonggulemba, Delvi Anandhia Stefani, Tirza Widyamurti Brotosudarmo, Diki Anggaran, Yehez Kiel Sandy Pradana, Yohanes Ariesto, Fidelis Tertius Aluh Christyawardana, Iga Permata Sari, Nicho Vernanda Wina Puspita,
Lutiyono Lutiyono
1) Program Studi Kimia, Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Kristen Satya Wacana, Jalan Diponegoro 52-60, Salatiga, Indonesia
Abstract. Increasing human needs cause an increase in production on an industrial scale and can have an impact on increasing contamination of the aquatic environment. Efforts to improve water quality can be made by removing contaminants using renewable activated carbon originating from agricultural waste such as rice husks and teak sawdust. This research aims to examine the adsorption capacity of activated carbon from rice husks (RHAC) and teak sawdust (TSAC) on a binary mixture of Fe(II)/Cu(II) as well as the level of selectivity of each adsorbent on Fe(II) and Cu(II) ions. RHAC and TSAC activated carbon are produced through carbonization processes (T=400 °C, t=60 minutes), reflux (NaOH 2N, T=100 °C, t=120 minutes), chemical activation using H 3 PO 4 (30%, 1:3, b/b) and physics (furnace). The results of this research are that RHAC and TSAC activated carbon have the functional groups  O-H  (str),  C- H  (str),  C≡C,  C=C,  C-O  (str),  and  C-O-P  (str). The surface  character  of  RHAC  and  TSAC activated  carbon  is  dominated  by  the  elements  C,  O,  and  P.  The  results of  the  Fe(II)  and  Cu(II)  ion  adsorption treatment  using  RHAC  and  TSAC  activated  carbon  follow  PSO  kinetic  modeling  with  R 2 values  of  0.9221  and 0.9565 on RHAC and 0.9915 and 0.97 on TSAC. TSAC-activated carbon more selectively adsorbs Fe(II) and Cu(II) ions compared to RHAC-activated carbon with adsorption percentages reaching 97.34% and 87.82%, respectively.
Keywords: Activated carbon, adsorption, metal ions, rice husk, teak sawdust
Abstrak. Meningkatnya kebutuhan hidup manusia menyebabkan kenaikan produksi pada skala industri dan dapat berdampak pada meningkatnya kontaminasi pada lingkungan perairan. Upaya perbaikan kualitas perairan dapat dilakukan  dengan  mengambil  zat  kontaminan  menggunakan  karbon  aktif  terbarukan  yang  berasal  dari  limbah pertanian  seperti  sekam  padi dan  serbuk  gergaji  kayu  jati. Penelitian  ini  bertujuan  untuk mengkaji  kemampuan adsorpsi  karbon  aktif  dari  sekam  padi  (RHAC)  dan  serbuk  gergaji  kayu  jati  (TSAC)  pada  campuran  biner Fe(II)/Cu(II) serta tingkat selektivitas dari tiap adsorben pada ion Fe(II) dan Cu(II). Karbon aktif RHAC dan TSAC diproduksi melalui proses karbonisasi (T=400 °C, t=60 menit), refluks (NaOH 2N, T=100 °C, t=120 menit), aktivasi secara  kimia  menggunakan  H 3 PO 4 (30%,  1:3,  b/b)  dan  fisika  ( furnace ).  Hasil  penelitian  ini  adalah  karbon  aktif RHAC dan TSAC memiliki gugus fungsional O-H (str), C- H (str), C≡C, C=C, C-O (str), dan C-O-P (str). Karakter permukaan karbon aktif RHAC dan TSAC didominasi unsur C, O, dan P. Hasil perlakuan adsorpsi ion Fe(II) dan Cu(II) menggunakan karbon aktif RHAC dan TSAC mengikuti pemodelan kinetika PSO dengan nilai R 2 berturut- turut adalah 0,9221 dan 0,9565 pada RHAC serta 0,9915 dan 0,97 pada TSAC. Karbon aktif TSAC lebih selektif menjerap ion Fe(II) dan Cu(II) dibandingkan karbon aktif RHAC dengan %adsorpsi mencapai 97,34% dan 87,82%, berturut-turut.
Kata kunci: Adsorpsi, ion logam, karbon aktif, sekam padi, serbuk gergaji kayu jati
Diterima: 25 Maret 2024, Disetujui: 29 April 2024 Sitasi:   Riyanto,  C.E.,  Yonggulemba,  J.D.M.,  Stefani,  D.A.,  Brotosudarmo,  T.W.,  Anggaran,  D.,  Pradana,  Y.K.S.,  Ariesto,  Y.,
Christyawardana,  V.T.A.,  Sari,  I.,  Puspita,  N.P.W.,  dan  Lutiyono.  (2024).  Selektivitas  Adsorpsi  Campuran  Biner  Fe(II)/Cu(II) Menggunakan Karbon Aktif dari Sekam Padi dan Serbuk Gergaji Kayu Jati. KOVALEN: Jurnal Riset Kimia , 10(1): 58-68.
https://bestjournal.untad.ac.id/index.php/kovalen
 Corresponding author

## Riyanto et al.

## LATAR BELAKANG
Kebutuhan  masyarakat  pada  barang  jadi maupun  non-jadi  yang  terus  meningkat menyebabkan  perkembangan  industri  pada masa kini menjadi sangat masif. Hasil samping yang tidak terpakai dari sisa produksi di industri akan  keluar  menjadi  limbah  dan  berpotensi terjadinya kontaminasi pada lingkungan khususnya perairan (Dong et al. , 2016; Singha &  Guleria,  2014).  Kontaminan  (polutan) tersebut  dapat  berupa  senyawa  anorganik maupun  organik  yang  tidak  bereaksi  atau bahkan  dapat  bereaksi  dengan  senyawa beracun  lainnya  dalam  limbah.  Berbeda dengan polutan organik yang mudah terdegradasi, polutan anorganik memiliki karakter  yang  susah  terdegradasi  di  perairan (Cherono et  al. ,  2021).  Polutan  anorganik umumnya  berasal  dari  ion  logam  transisi, seperti ion Fe(II) dan Cu(II) (Saha et al. , 2003).
Upaya  untuk  memisahkan  polutan  dari perairan  dapat  dilakukan  melalui  proses tradisional  seperti  presipitasi  kimia,  koagulasi, reverse  osmosis ,  ekstraksi  pelarut,  dan pertukaran  ion.  Akan  tetapi  proses  tersebut memiliki  kelemahan  dalam  hal  banyaknya penggunaan reaktan dan kuantitas energi yang diperlukan (Raji et al. , 2023). Proses lain yang cukup  menjanjikan  adalah  metode  adsorpsi karena  proses  yang  sederhana,  rentang  pH proses  yang  luas,  dan  biaya  yang  rendah (Madhubashani et al. , 2021; Raji et al. , 2023).
Material adsorben yang potensinya cukup baik  adalah  karbon  aktif.  Luas  permukaan karbon  aktif  berkisar  antara  300 –  3500  m 2 /g, sehingga sangat baik dalam menjerap gas dan senyawa  kimia  secara  selektif,  berdasarkan ukuran  atau  volume  pori-pori  dan  luas permukaan.  Kapasitas  adsorpsi  karbon  aktif sangat  besar,  yaitu  25-1000%  berat  karbon
aktif (Akhsanti et al. , 2010; Sembiring & Sinaga, 2003).  Akan  tetapi,  sumber  karbon  aktif menjadi  tantangan  baru  dimana  karbon  aktif komersial  memiliki  biaya  produksi  yang  tinggi. Oleh  karena  itu,  perlu  pengembangan  karbon aktif  yang  terbarukan  dari  limbah  pertanian yang  mengandung  selulosa,  hemi-selulosa, pektin,  dan  ekstrak  tanaman  lainnya  (Bello et al. , 2013; Chikri et al. , 2020; Raji et al. , 2023).
Limbah pertanian yang berpotensi sebagai bahan  karbon  aktif  adalah  sekam  padi  dan serbuk  gergaji  kayu  Jati.  Tanaman  padi menghasilkan beras dan kulitnya yang dinamakan  sekam  padi.  Ketika  bulir  padi digiling,  sekitar  78%  beratnya  akan  menjadi beras  dan  22%  akan  menjadi  sekam  padi (limbah).  Sekam  padi  merupakan  bahan berligno-selulosa  yang  sama  seperti  bahan biomassa  dengan  kandungan  50%  selulosa, 25-30% lignin, dan 15-20% silika (Sanka et al. , 2020). Bahan lainnya yaitu serbuk gergaji kayu jati  mengandung  berbagai  komponen  seperti holoselulosa  70,19-72,24%;  selulosa  40,26- 43,12%;  hemiselulosa  27,07-31,97%;  dan lignin  24,74-28,07%  (Erawati  &  Helmy,  2018). Tingginya kandungan selulosa dan lignin pada kedua  bahan  tersebut  menunjukkan  potensi untuk  dijadikan  adsorben  polutan  logam berbasis  karbon  aktif  (FitzPatrick et  al. ,  2010;
Maulana et al. , 2020; Xiao et al. , 2012).
Berdasarkan  masalah  yang  muncul  dari limbah industri dan potensi dari sekam padi dan serbuk  gergaji  kayu  jati  sebagai  karbon  aktif yang  terbarukan,  belum  pernah  dilakukan pemanfaatan  karbon  aktif  dari  kedua  bahan tersebut  untuk  menjerap  dua  ion  seperti  ion Fe(II)  dan  Cu(II)  dalam  larutan  homogen (biner).  Oleh  karena  itu,  penelitian  ini  akan berfokus  pada  pemanfaatan  selulosa  pada sekam  padi  dan  serbuk  gergaji  kayu  jati
Riyanto et al.
sebagai  karbon  aktif  yang  selektif  pada penjerapan  ion  Fe(II)  dan  Cu(II)  dalam campuran larutan biner.

## BAHAN DAN METODE

## Bahan dan Peralatan
Bahan  baku  serbuk  gergaji  kayu  jati diambil  dari  industri  mebel  daerah  Kemiri (Salatiga)  dan  sekam  padi  dari  penggilingan gabah daerah Watuagung (Kabupaten Semarang).  Bahan  kimia  yang  digunakan meliputi  FeSO 4 •7H 2 O  (Merck),  CuSO 4 •5H 2 O (Merck),  reaktan  Ferrover  (HACH),  reaktan Cuver  (HACH),  akuades.  Peralatan  meliputi Spektrofotometer FTIR (Shimadzu Prestige 21, UGM),  Spektrometer  SEM-EDX  (SEM  Quanta FEG 450, RTI Pertamina), dan Spektrofotometer UV-Vis (PG T60 Instruments, UKSW).

## Prosedur

## Refluks dan karbonisasi
Sekam  padi  dicuci  kemudian  dikeringkan dalam  oven  pada  suhu  60-80  °C  selama  24 jam, setelah kering sekam padi dihaluskan dan diayak  menggunakan  ayakan  30 mesh yang selanjutnya disebut sebagai GRH ( Ground Rice Husk ).  NaOH  2N  (200  mL)  ditambahkan  ke dalam kolf yang berisi 50 g GRH dan direfluks pada suhu 100 °C selama 2 jam lalu dinetralkan menggunakan HCl 1N dan akuades hingga pH 7, selanjutnya dioven pada suhu 100 °C selama
24  jam  yang  mana  selanjutnya  disebut  BRH ( Base  Rice  Husk ).  Metode  ini  juga  dilakukan pada  sampel  serbuk  gergaji  kayu  jati  dan diperoleh  sampel  akhir  dengan  kode  sampel BTS ( Base Teak Sawdust ). Disiapkan BRH dan BTS,  dilakukan  karbonisasi  dengan  suhu  400 °C  selama  1  jam  menggunakan furnace ,  hasil karbon yang diperoleh dinamakan BCRH ( Base
Carbonized  Rice  Husk )  dan  BCTS  ( Base
Carbonized  Teak  Sawdust ),  berturut-turut (Riyanto et al. , 2021). Hasil akhir sampel BCRH dan BCTS kemudian diayak dengan ayakan 60
mesh lalu disimpan.

## Aktivasi
Dilakukan aktivasi pada BCRH dan BCTS seberat  5,00  g  karbon  menggunakan  H 3 PO 4
30% dengan rasio impregnasi 1:3
(karbon:H 3 PO 4 ,  b/b)  selama  24  jam.  Hasil kemudian  disaring  dan  endapan  dikeringkan dengan oven pada suhu 100 °C selama 24 jam. Karbon  aktif  kemudian  diaktivasi  dengan menggunakan alat furnace pada suhu 600-700 °C  selama  1  jam.  Karbon  aktif  kemudian dinetralkan  (pH=7)  dengan  menggunakan NaOH  dan  akuades.  Setelah  mencapai  pH netral,  karbon  aktif  dikeringkan  dengan  oven pada suhu 100 °C selama 24 jam. Karbon aktif yang diperoleh dihaluskan dan diayak menggunakan  ayakan  berukuran  60 mesh .
Hasil  metode  aktivasi  diberi  kode  sampel RHAC ( Rice Husk Activated Carbon ) dan TSAC ( Teak Sawdust Activated Carbon ) (Hananto et al. ,  2022;  Riyanto et  al. ,  2022;  Riyanto et  al. , 2021).
Aplikasi
adsorpsi campuran biner Fe(II)/Cu(II)
Proses kinetika adsorpsi dilakukan melalui penambahan 100 mg karbon aktif pada 25 mL larutan  ion  Fe(II)/Cu(II)  konsentrasi  2  mg/L selama 20-90 menit melalui metode pengadukan  (Riyanto et  al. ,  2021;  Riyanto  & Prabalaras,  2019;  Zhang et  al. ,  2013).
Pengukuran  sampel  uji  (larutan  ion  logam) dalam penelitian ini dilakukan dengan penambahan reaktan HACH sesuai jenis logam yang  diuji,  lalu  dihomogenisasi  menggunakan vortex .  Pengujian  kandungan  ion  logam dilakukan menggunakan spektrofotometer UV- Vis (λ ion Fe(II)= 516 nm, λ ion Cu(II)= 560 nm).
Riyanto et al.
Selektivitas adsorpsi ditentukan berdasarkan nilai
persen adsorpsi menggunakan rumus berikut (Kul et al. , 2023):
( ) 0 e 0 C - C % Adsorpsi= x100%
C
(1)
Data  adsorpsi  yang  diperoleh  lalu  diplot pada  6  (enam)  pemodelan  kinetika  adsorpsi yaitu Orde 0, Orde 1, Pseudo Orde 2, Elovich, Bangham, dan Webber Morris.
Kinetika Orde 0
t e 0 Q =Q +k t (2)
Q t (mg/g) adalah kapasitas adsorpsi pada waktu  t  (menit),  Q e (mg/g)  menunjukkan kapasitas adsorpsi saat kesetimbangan, dan k 0 ada konstanta laju Orde 0 (Medhi et al. , 2020).
Kinetika Orde 1
t 1 o
LnC = -k t +LnC
(3)
Nilai  k 1 yaitu  tetapan  laju  reaksi  Orde  1 (m/s), C t yaitu konsentrasi adsorbat pada waktu t  dan  C o yaitu  konsentrasi  mula-mula.  Nilai  k 1 didapatkan  dari  gradien  plot  ln  C o /C t vs  t (Kurniawati et al. , 2016).
Kinetika Pseudo Orde 2
2 t e 2 e t 1 1 = t + ( )
Q Q k Q
(4)
Nilai  k 2 yaitu  tetapan  laju  reaksi  pseudo orde  2  (g/mg.min),  Q t yaitu  nilai  kapasitas adsorpsi pada waktu t, dan Q e yaitu kapasitas adsorpsi  dalam  kesetimbangan.  Plot  yang digunakan  pada  persamaan  ini  yaitu  t/Q t vs  t (Wang & Guo, 2020).
Kinetika Elovich
= t 1 1
Q Ln( αβ)+ Ln t β β (5)
Nilai β yaitu konstanta desorpsi (g/mg), α yaitu  konstanta  laju  dari  kinetika  Elovich (mg/g∙min),  Q t yaitu  kapasitas  adsorpsi  pada waktu t, dan t adalah waktu kontak (menit) (Tan & Hameed, 2017).
Kinetika Bangham
t 3 LnQ = Lnt +Lnk 
(6)
Nilai  Q t adalah  jumlah  adsorbat  pada waktu t dan k 3 adalah konstanta Bangham. Plot linear  yang  digunakan  adalah  Ln  t  vs  Ln  Q t (Largitte & Pasquier, 2016).
Kinetika Webber Morris
t 4 Q =k t +B (7)
Nilai k 4 adalah konstanta laju dari kinetika Weber- Morris  (mg/(g∙min 0,5 )  dan  B  adalah kapasitas  adsorpsi  (mg/g)  (Tan  &  Hameed, 2017).

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Karakter Gugus Fungsional Karbon Aktif
Karbon aktif yang diperoleh pada penelitian  ini  dianalisis  dengan  FTIR  ( Fourier Transform  Infra  Red )  untuk  mengetahui karakter  gugus  fungsional  yang  dimiliki.  Hasil analisis FTIR disajikan pada Gambar 1.
Gambar 1. Spektra  FTIR  karbon  aktif:  (a) komersial/standard; (b) RHAC; dan (c) TSAC
Pada karbon aktif standard (a) ditemukan serapan pada bilangan gelombang 3510, 2931, 2291, 1635, dan 1126 cm -1 yang berturut-turut merupakan  vibrasi  dari  gugus  O-H  (str),  C-H (str), C≡C, C=C, dan C-O (str) (Cherono et al. , 2021;  Mistry,  2009).  Pada  karbon  aktif  RHAC (b) dan TSAC (c) terjadi beberapa serapan baru yaitu pada rentang bilangan gelombang 400 –
Riyanto et al.
1200 cm -1 . Serapan pada bilangan gelombang
995  dan  1002  cm -1 diprediksi  sebagai  vibrasi dari  gugus  P=O  dan  C-O-P  (str)  (Luo et  al. , 2018;  Riyanto et  al. ,  2021).  Vibrasi  ini  dapat muncul  sebagai  akibat  proses  aktivasi  karbon aktif  menggunakan  H 3 PO 4 .  Selain  itu,  muncul serapan  baru  pada  bilangan  gelombang  470 cm -1 (b) yang diprediksi sebagai vibrasi Si-O-Si
(str)  (Mistry,  2009;  Yin et  al. ,  2019).  Adanya vibrasi Si-O-Si (str) merupakan hasil konfirmasi
bahwa RHAC masih mengandung gugus silika (Sanka et al. , 2020).

## Karakter Permukaan Karbon Aktif
Hasil  uji  permukaan  pada  RHAC  dan TSAC  menggunakan  instrumen Scanning Electron  Microscope –  Energy  Dispersive  X- Ray (SEM-EDX)  untuk  mengetahui  morfologi permukaan serta kandungan unsur di permukaan karbon aktif disajikan pada Gambar 2.
Gambar 2 .  Citra SEM pada permukaan RHAC (a) dan TSAC (b) pada perbesaran 10.000x serta hasil uji EDX komposisi unsur pada RHAC (c) dan TSAC (d).
Berdasarkan  Gambar  2,  diketahui  bahwa kandungan unsur tertinggi pada RHAC adalah unsur  oksigen  sebesar  46,5%  (%w)  dan  pada TSAC  adalah  unsur  karbon  sebesar  55,4% (%w).  Pada  kedua  jenis  karbon  aktif  tersebut, sebaran  distribusi  unsur  di  permukaannya didominasi oleh unsur karbon dan oksigen.
Adanya unsur Si pada RHAC memperkuat karakter  adanya  vibrasi  Si-O-Si  dari  analisis
gugus  fungsional  menggunakan  FTIR  (Yin et al. ,  2019).  Hasil  EDX  menunjukkan  adanya unsur P pada RHAC dan TSAC, hal ini sejalan dengan  proses  sintesis  karbon  aktif  yang menggunakan  H 3 PO 4 .  Selain  itu,  ditemukan juga deteksi unsur Na yang diprediksi sebagai residu  proses  refluks  yang  berasal  dari senyawa  NaOH  (Riyanto et  al. ,  2022;  Riyanto et al. , 2021).
a
b
c d
Riyanto et al.
Tabel 1 . Distribusi  unsur  permukaan  RHAC dan TSAC Unsur % Unsur (Wt) RHAC TSAC C (Karbon) 25,7 55,39 O (Oksigen) 46,5 32,45 P (Fosfor) 11,0 12,16 Si (Silikon) 13,7 - Na (Natrium) 3,1 -

## Aplikasi Kinetika Adsorpsi Campuran Biner Fe(II)/Cu(II)
Hasil  perlakuan  kinetika  adsorpsi  ion Fe(II)/Cu(II)  menggunakan  RHAC  dan  TSAC disajikan pada 6 pemodelan yaitu Orde 0, Orde 1,  Pseudo  Orde  2,  Elovich,  Bangham,  dan Webber-Morris (Gambar 3). Berdasarkan hasil ploting yang dilakukan, dapat diketahui bahwa proses adsorpsi ion Fe(II)/Cu(II)  menggunakan karbon  aktif  RHAC  maupun  TSAC  mengikuti pemodelan  kinetika  Pseudo  Orde  2  (PSO). Penentuan  ini  dilakukan  dengan  menghitung nilai linearitas dari pemodelan kinetika adsorpsi dimana  nilai  linearitas  (R 2 )  tertinggi  diperoleh pada pemodelan kinetika PSO dengan nilai R 2 > 0,9000 (Ho, 2006).
Pemodelan kinetika PSO memiliki pendekatan bahwa proses adsorpsi berlangsung secara kimia ( chemisorption ) dan
laju  adsorpsi  bergantung  pada  kapasitas adsorpsi  bukan  konsentrasi  adsorbat  (Ho  & McKay,  1999;  Sahoo  &  Prelot,  2020). Berdasarkan  pemodelan  PSO  ini,  dapat ditentukan parameter kinetika lainnya yaitu Q e dan  k 2 dimana  Qe  adalah  kapasitas  adsorpsi saat  keadaan  kesetimbangan  dan  k 2 adalah konstanta  laju  reaksi  PSO.  Nilai  Q e tertinggi diperoleh
pada adsorpsi ion Cu(II)
menggunakan TSAC yaitu  0,4092 mg/g. Pada penentuan  parameter  k 2 ,  diperoleh  nilai konstanta  laju  positif  dan  negatif.  Nilai konstanta  negatif  pada  adsorpsi  ion  Fe(II) menggunakan  RHAC  (-0,9405  g/mg.min)  dan adsorpsi  ion  Cu(II)  menggunakan  TSAC  (- 2,7372 g/mg.min) menunjukkan bahwa karbon aktif  telah  mencapai  titik  jenuh  (kapasitas) untuk penjerapan (Nurhasni et al. , 2012).
Hasil  penelitian  ini  sejalan  dengan penelitian  (Demiral  &  Güngör,  2016)  untuk kajian  adsorpsi  ion  Cu(II)  menggunakan karbon aktif dari ampas anggur dan  penelitian (Maneechakr  &  Karnjanakom,  2017)  untuk adsorpsi  ion  Fe(II)  dan  Cr(VI)  menggunakan karbon aktif. Kedua penelitian tersebut mendapatkan  hasil  bahwa  plot  pemodelan kinetika  adsorpsi  yang  paling  sesuai  adalah kinetika Pseudo Orde 2 (PSO).
Tabel 2. Parameter kinetika adsorpsi ion Fe(II)/Cu(II) menggunakan RHAC dan TSAC
Kinetic Parameter RHAC TSAC Fe(II) Cu(II) Fe(II) Cu(II) Orde 0 R 2 0,2982 0,0953 0,6399 0,0202 k 0 -0,0007 0,0001 0,0007 -0,0002 Q e (mg/g) 0,1873 0,1189 0,3066 0,4285 Orde 1 R2 0,3032 0,0965 0,5986 0,0136 k 1 (m/s) -0,003 0,0003 0,0450 -0,0013 Pseudo Orde 2 R 2 0,9221 0,9565 0,9915 0,9700 k 2 (g/mg.min) -0,9405 3,0352 0,4711 -2,7372 Q e (mg/g) 0,1180 0,1322 0,3848 0,4092
Riyanto et al.
Kinetic Parameter RHAC TSAC Fe(II) Cu(II) Fe(II) Cu(II) Elovich R 2 0,3152 0,0757 0,6151 0,0190 β (g/mg) -31,25 18,1818 31,4465 -131,5789 α (mg/g∙min) -5,7459x10 -6 9,9966x10 5 32,0342 -1,6717x10 -28 Bangham R 2 0,2975 0,0701 0,6191 0,0218 k 3 0,3252 0,1074 0,2387 0,4521 ϑ -0,2002 0,0402 0,0934 -0,0197 Webber-Morris R 2 0,3053 0,0881 0,6343 0,0199 k 4 -0,0093 0,0018 0,0096 -0,0023 B 0,2189 0,1133 0,2743 0,4361
Gambar 3. Plot  pemodelan  kinetika  adsorpsi  ion  Fe(II)/Cu(II)  menggunakan  RHAC  dan  TSAC:  (a) Orde 0; (b) Orde 1; (c) Pseudo Orde 2; (d) Elovich; (e) Bangham; dan (f) Webber-Morris
a
b c d e f

## Riyanto et al.

## Selektivitas Adsorpsi Ion Fe(II)/Cu(II)
Berdasarkan  karakter  gugus  fungsional dan permukaan karbon aktif RHAC dan TSAC yang diperoleh lalu dilakukan kajian selektivitas adsorpsi ion Fe(II)/Cu(II) menggunakan karbon aktif RHAC dan TSAC (Tabel 3 dan Gambar 4).
Karbon  aktif  RHAC  mampu  menjerap  ion Fe(II)  dan  Cu(II)  dengan  nilai  persentase tertinggi  masing-masing  yaitu  52,80%  (t  =  20 menit) dan 28,35% (t = 70 menit). Berdasarkan hasil  tersebut  dapat  diketahui  bahwa  karbon aktif  RHAC  lebih  selektif  dalam  menjerap  ion Fe(II)  dibandingkan  ion  Cu(II).  Hasil  serupa juga  diperoleh  pada  adsorpsi  ion  Fe(II)  dan Cu(II) menggunakan karbon aktif TSAC dimana nilai  persentase  tertinggi  pada  masing-masing ion adalah 97,34% (t = 80 menit) dan 87,82% (t =  60  menit).  Dengan  demikian,  karbon  aktif TSAC  juga  lebih  selektif  untuk  menjerap  ion Fe(II) dibandingkan Cu(II).
Tabel 3. Persentase adsorpsi ion Fe(II)/Cu(II)
Waktu (menit) %Adsorpsi Fe(II) Cu(II) RHAC TSAC RHAC TSAC 20 52,80 82,25 24,18 82,27 30 33,30 91,08 23,79 78,90 40 40,42 85,38 22,99 86,23 50 45,40 85,38 22,80 76,72 60 35,15 90,65 22,80 87,82 70 45,82 96,20 28,35 70,97 80 32,73 97,34 26,17 83,85 90 31,73 93,92 23,19 79,89
Berdasarkan nilai persentase yang diperoleh  pada  adsorpsi  ion  Fe(II)  dan  Cu(II) menggunakan  karbon  aktif  RHAC  dan  TSAC, dapat diketahui bahwa karbon aktif TSAC lebih selektif  dalam  menjerap  ion  Fe(II)  dan  Cu(II) dibandingkan  karbon  aktif  RHAC.  Hasil  ini merupakan  konfirmasi  dari  hasil  pemodelan
kinetika  adsorpsi  dimana  nilai  kapasitas adsorpsi  karbon  aktif  TSAC  lebih  besar dibandingkan  karbon  aktif  RHAC.  Di  sisi  lain, kapasitas  adsorpsi  karbon  aktif  RHAC  yang lebih rendah dapat terjadi karena adanya unsur lainnya  seperti  Natrium  (Na)  dan  Silikon  (Si) sesuai hasil EDX (Tabel 1).
Gambar 4. Perbandingan persentase kapasitas adsorpsi
ion
Fe(II)/Cu(II) menggunakan RHAC dan TSAC

## KESIMPULAN
Proses  adsorpsi  ion  Fe(II)  dan  Cu(II) menggunakan  karbon  aktif  RHAC  dan  TSAC mengikuti  pemodelan  kinetika  PSO  dengan nilai R 2 berturut-turut adalah 0,9221 dan 0,9565 pada RHAC serta 0,9915 dan 0,97 pada TSAC. Karbon  aktif  TSAC  lebih  selektif  menjerap  ion Fe(II)  dan  Cu(II)  dibandingkan  karbon  aktif RHAC  dengan  %adsorpsi  mencapai  97,34% dan 87,82%, berturut-turut.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Peneliti  mengucapkan  terima  kasih kepada Universitas Kristen Satya Wacana atas bantuan pendanaan penelitian meliputi pembelian  bahan  kimia  ( reagent )  dan  analisis material  karbon  aktif  RHAC/TSAC  melalui Skema  Hibah  Penelitian  Fundamental  Tahun Anggaran  2023  (No.  Kontrak:  055/SPK- PF/RIK/7/2023).

## Riyanto et al.

## DAFTAR PUSTAKA
Akhsanti,  R.  Y.,  Lusiana,  R.  A.,  &  Khabibi,  K.
(2010). Pemanfaatan Karbon Aktif Serbuk
Gergaji  Kayu  Jati  untuk  Menurunkan Chemical Oxygen Demand (COD)
Limbah Cair Industri Tekstil. Jurnal Kimia Sains  Dan  Aplikasi , 13 (2),  66 –70. https://doi.org/10.14710/jksa.13.2.66-70
Bello,  O.  S.,  Bello,  I.  A.,  &  Adegoke,  K.  A. (2013).  Adsorption  of  Dyes  Using Different  Types  of  Sand:  A  Review.
Sabinet  African  Jorunals , 66 ,  117 –129. https://doi.org/10.10520/EJC134491
Cherono,  F.,  Mburu,  N.,  &  Kakoi,  B.  (2021). Adsorption  of  lead,  copper  and  zinc  in  a multi-metal  aqueous  solution  by  waste rubber tires for the design of single batch adsorber. Heliyon , 7 (11), e08254. https://doi.org/10.1016/J.HELIYON.2021. E08254
Chikri,  R.,  Elhadiri,  N.,  Benchanaa,  M.,  &  El maguana, Y. (2020). Efficiency of sawdust as  low-cost  adsorbent  for  dyes  removal. Journal of Chemistry , 2020 . https://doi.org/10.1155/2020/8813420
Demiral, H., & Güngör, C. (2016). Adsorption of copper(II)  from  aqueous  solutions  on activated  carbon  prepared  from  grape bagasse. Journal  of  Cleaner  Production , 124 , 103 –113.
https://doi.org/10.1016/J.JCLEPRO.2016 .02.084
Dong,  C.,  Zhang,  F.,  Pang,  Z.,  &  Yang,  G. (2016).  Efficient and selective adsorption of  multi-metal  ions  using  sulfonated cellulose  as  adsorbent. Carbohydrate
Polymers , 151 , 230 –236.
https://doi.org/10.1016/J.CARBPOL.2016 .05.066
Erawati, E., & Helmy, E. R. (2018). Pembuatan Karbon Aktif dari Serbuk Gergaji Kayu Jati (Tectona  grandis  L.f.)  (Suhu  dan  Waktu Karbonasi). Urecol  (University  Research Colloquium) , 105 –112.
FitzPatrick,  M.,  Champagne,  P.,  Cunningham, M.  F.,  &  Whitney,  R.  A.  (2010).  A biorefinery processing perspective: Treatment  of  lignocellulosic  materials  for the  production  of  value-added  products. Bioresource  Technology , 101 (23),  8915 – 8922. https://doi.org/10.1016/J.BIORTECH.201 0.06.125
Hananto, F. T. ., Riyanto, C. A., & Aminu, N. A. (2022). Pengaruh  Metode  Pre-Aktivasi
dan  Rasio  Impregnasi  Asam  Fosfat terhadap Karakteristik Karbon Aktif Sekam  Padi .  Universitas  Kristen  Satya Wacana.
Ho,  Y.  S.  (2006).  Second-order  kinetic  model for the sorption of cadmium onto tree fern: A  comparison  of  linear  and  non-linear methods. Water  Research , 40 (1),  119 –
125.
https://doi.org/10.1016/J.WATRES.2005.
10.040
Ho, Y. S., & McKay, G. (1999). Pseudo-second order  model  for  sorption  processes. Process  Biochemistry , 34 (5),  451 –465. https://doi.org/10.1016/S0032- 9592(98)00112-5
Kul,  A.  R.,  Koyuncu, H.,  Turan,  A.,  &  Aldemir, A.  (2023).  Comparative  Research  of Isotherm,  Kinetic,  and  Thermodynamic Studies  for  Neutral  Red  Adsorption  by Activated  Carbon  Prepared  from  Apple Peel. Water,  Air,  and  Soil  Pollution ,
234 (6), 1 –26.
https://doi.org/10.1007/s11270-023- 06392-8
Kurniawati, P., Wiyantoko, B., Kurniawan, A., & Purbaningtias, T. E. (2016). Kinetic study of Cr(VI) Adsorption on Hydrotalcite Mg/Al with  Molar  Ratio  2:1. Eksakta , 13 (1 –2),
11 –21. https://doi.org/10.20885/eksakta.vol13.is s1-2.art2
Largitte, L., & Pasquier, R. (2016). A review of the  kinetics  adsorption  models  and  their application to the adsorption of lead by an activated  carbon. Chemical  Engineering Research  and  Design , 109 ,  495 –504. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2016.02.0 06
Luo,  Y.,  Li,  D.,  Sun,  X.,  Cao,  Q.,  &  Liu,  X.
(2018).  The  Performance  of  Phosphoric Acid  in  the  Preparation  of  Activated Carbon-containing  Phosporus  Species from  Rice  Husk  Residue. Journal  of Materials Science . https://doi.org/10.1007/s10853-018-
03220-x
Madhubashani,  A.  M.  P.,  Giannakoudakis,  D. A.,  Amarasinghe,  B.  M.  W.  P.  K., Rajapaksha,  A.  U.,  Pradeep  Kumara,  P. B.  T.,  Triantafyllidis,  K.  S.,  &  Vithanage, M.  (2021).  Propensity  and  appraisal  of biochar  performance  in  removal  of  oil spills: A comprehensive review. Environmental  Pollution , 288 ,  117676. https://doi.org/10.1016/J.ENVPOL.2021. 117676

## Riyanto et al.
Maneechakr,  P.,  &  Karnjanakom,  S.  (2017).
Adsorption behaviour of Fe(II) and Cr(VI) on  activated  carbon:  Surface  chemistry, isotherm,  kinetic  and  thermodynamic studies. The Journal of Chemical Thermodynamics , 106 , 104 –112. https://doi.org/10.1016/J.JCT.2016.11.02
1
Maulana, L. F., Imami Ghozali, H., Fikri, M. H., Agustina,  E.  I.,  &  Ali,  M.  (2020).
Pemanfaatan Limbah Serbuk Kayu Didesa  Ranjok  Kecamatan  Gunung  Sari Kabupaten Lombok Barat Menjadi Biomass  Pellet  Sebagai  Sumber  Energi Terbarukan. Jurnal  PEPADU , 1 (1),  133 – 138.
Medhi, H., Chowdhury, P. R., Baruah, P. D., & Bhattacharyya,  K.  G.  (2020).  Kinetics  of Aqueous Cu(II) Biosorption onto Thevetia peruviana  Leaf  Powder. ACS  Omega , 5 (23),
13489 –13502.
https://doi.org/10.1021/ACSOMEGA.9B0 4032/ASSET/IMAGES/MEDIUM/AO9B04 032_M024.GIF
Mistry,  B.  D.  (2009). A  Handbook  of Spectroscopic  Data  Chemistry  (UV,  IR, PMR, 13CNMR and Mass Spectroscopy) (V.-(Gujarat)  B.K.M.  Science  College (ed.); 2009th ed.). Oxford Book Company.
Nurhasni,  N.,  Firdiyono,  F.,  &  Sya’ban,  Q. (2012).  Penyerapan  Ion  Aluminium  dan Besi  dalam  Larutan  Sodium  Silikat Menggunakan  Karbon  aktif. Jurnal  Kimia VALENSI , 2 (4). https://doi.org/10.15408/jkv.v2i4.269
Raji,  Z.,  Karim,  A.,  Karam,  A.,  &  Khalloufi,  S. (2023).  Adsorption  of  Heavy  Metals: Mechanisms,  Kinetics,  and  Applications of  Various  Adsorbents  in  Wastewater Remediation —A  Review. Waste  2023, Vol.  1,  Pages  775-805 , 1 (3),  775 –805. https://doi.org/10.3390/WASTE1030046
Riyanto, C.  A., Kurniawan, E.,  &  Aminu, N. R. (2021).  Pengaruh  NaOH  dan  Suhu Aktivasi  Terhadap  Karakteristik  Karbon Aktif  Sekam  Padi  Teraktivasi  H3PO4. Rafflesia  Journal  of  Natural  and  Applied
Sciences , 1 (2), 59 –68. https://doi.org/10.33369/rjna.v1i2.16864
Riyanto, C. A., Pattiserlihun, A., Kurniawan, E., Andiani,  B.  Y.,  &  Perdani,  F.  P.  (2022). Surface analysis of activated carbon from rice  husk  based  on  carbonization  and activation method. Proceeding of the 1St
International Conference on Standardization and Metrology (Iconstam) 2021 , 2664 (1),
020005.
https://doi.org/10.1063/5.0103325
Riyanto,  C.  A.,  &  Prabalaras,  E.  (2019).  The Adsorption  Kinetics  and  Isoterm  of Activated  Carbon  from  Water  Hyacinth Leaves  (Eichhornia  crassipes)  on  Co(II). Journal  of  Physics:  Conference  Series , 1307 (1). https://doi.org/10.1088/1742- 6596/1307/1/012002
Riyanto, C. A., Raharjianti, B. M., & Aminu, N. R.  (2021).  Studi  Kinetika  dan  Isoterm Adsorpsi  Ion  Fe  (III)  dan  Mn  (II)  pada Karbon  Aktif  Batang  Eceng  Gondok. Jurnal Riset Teknologi Industri , 15 (1), 44 –
55.
https://doi.org/10.26578/JRTI.V15I1.6633
Saha,  B.,  Tai,  M.  H.,  &  Streat,  M.  (2003).
Adsorption  of  Transition  Metals  from
Aqueous Solutions by Modified Activated
Carbons. Chemical Engineering Research  and  Design , 81 (10),  1343 – 1353.
https://doi.org/10.1205/02638760377133 9555 Sahoo,  T.  R.,  &  Prelot,  B.  (2020).  Adsorption processes
for the removal of contaminants from wastewater: the perspective  role  of  nanomaterials  and nanotechnology. Nanomaterials  for  the
Detection  and  Removal  of  Wastewater Pollutants , 161 –222. https://doi.org/10.1016/B978-0-12- 818489-9.00007-4
Sanka, P. M., Rwiza, M. J., & Mtei, K. M. (2020). Removal  of  Selected  Heavy  Metal  Ions from  Industrial  Wastewater  Using  Rice and Corn Husk Biochar. Water, Air, & Soil Pollution  2020  231:5 , 231 (5),  1 –13. https://doi.org/10.1007/S11270-020- 04624-9
Sembiring, M. T., & Sinaga, T. S. (2003). Arang Aktif (Pengenalan
dan
Proses
Pembuatannya) .
Singha,  A.  S.,  &  Guleria,  A.  (2014).  Chemical modification  of  cellulosic  biopolymer  and its  use  in  removal  of  heavy  metal  ions from wastewater. International Journal of Biological Macromolecules , 67 , 409 –417. https://doi.org/10.1016/J.IJBIOMAC.2014 .03.046
Tan, K. L., & Hameed, B. H. (2017). Insight into the  adsorption  kinetics  models  for  the removal  of  contaminants  from  aqueous solutions. Journal  of  the  Taiwan  Institute of  Chemical  Engineers , 74 ,  25 –48. https://doi.org/10.1016/j.jtice.2017.01.024
Wang, J., & Guo, X. (2020). Adsorption kinetic
Riyanto et al.
models: Physical meanings, applications,
and solving methods. Journal of Hazardous Materials , 390 (November
2019),
122156.
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.12 2156
Xiao, H., Peng, H., Deng, S., Yang, X., Zhang, Y.,  &  Li,  Y.  (2012).  Preparation  of activated carbon from edible fungi residue by
microwave
assisted
K2CO3 activation —Application in reactive black 5 adsorption from aqueous solution. Bioresource  Technology , 111 ,  127 –133.
https://doi.org/10.1016/J.BIORTECH.201 2.02.054
Yin, Y., Yin, H., Wu, Z., Qi, C., Tian, H., Zhang, W.,  &  Hu,  Z.  (2019). Si  Content  Using Combined Second-Derivative . 1 –12.
Zhang,  Y.,  Pan,  K.,  &  Zhong,  Q.  (2013). Characteristics  of  Activated  Carbon  and Carbon  Nanotubes  as  Adsorbents  To Remove  Annatto  (Norbixin)  in  Cheese
Whey. Journal  of  Agricultural  and  Food
Chemistry , 61 (38), 9230 –9240. https://doi.org/10.1021/jf402537y