ARANG AKTIF SERBUK KAYU JATI MENGGUNAKAN AKTIVATOR H 3 PO 4 DAN MODIFIKASI TiO 2
Lestari Sriani Wijaya 1) , Diki Sany Afuza 2) , Ely Kurniati 3)
(1,2,3) Program Studi Teknik Kimia Universitas Pembangunan Nasional ”Veteran” Jawa Timur Jalan Raya Rungkut Madya No.1 Gunung Anyar, Kota Surabaya, Jawa Timur 60249, Indonesia
Penulis korespondensi: lestariwijaya62@gmail.com

## Abstrak
Arang  aktif  ialah  material  arang  yang  memiliki  pori-pori  yang  luas  permukaannya  besar  sehingga sering  dimanfaatkan. Tujuan  dilakukannya percobaan ini yaitu untuk mengetahui proses pembuatan serbuk kayu  jati  dengan  menggunakan  aktivator  H3PO4  dan  modifikasi  titanium  dioksida.  Proses  yang  digunakan dalam pembuatan arang aktif serbuk kayu jati menggunakan proses pirolisis. Serbuk gergaji ditimbang dengan rasio  berat  awal  sebesar  200  gram,  300  gram  dan  400  gram.  Proses  aktivasi  arang  aktif  serbuk  kayu  jati dilakukan aktivasi secara kimia dan tanpa aktivasi. Pada proses aktivasi kimia arang aktif yang didapatkan dari proses pirolisis direndam dengan menggunakan agen aktivasi asam fosfat dengan rasio konsentrasi yaitu sebesar 5%, 10%, 15%, 20% dan 25%. Setelah dilakukan proses aktivasi menggunakan asam fosfat, kemudian dilakukan  modifikasi  atau  penambahan  titanium  dioksida  dengan  rasio  perbandingan  (4:1).  Penelitian  ini memberikan hasil optimum pada berat awal 200 gram dengan konsentrasi sebesar 15% didapatkan kadar air sebesar 8,75% dan kadar abu sebesar 15,84%. Hasil uji EDX diperoleh penyusun komponen kimia arang aktif ialah  arang (C)  sebesar  22,27%  berat,  Oksigen (O)  sebesar  33,26%  berat,  Alumunium  (Al)  sebesar  0,93% berat, Silikon (Si) sebesar 2,01% berat, Fosfor (P) sebesar 3.12% berat dan Titanium (Ti) sebesar 38,4% berat.
Kata kunci: arang aktif; asam fosfat; titanium dioksida; kayu jati

## MANUFACTURING OF ACTIVE CARBON TEAK SAWDUST USING
H 3 PO 4 ACTIVATOR AND TiO 2 MODIFICATION

## Abstract
Activated charcoal is a charcoal material that has pores with a large surface area so it is often used. The purpose of this experiment is to determine the process of making teak wood powder using H3PO4 activator and  titanium  dioxide  modification.  The  process  used  in  the  manufacture  of  teak  wood  powder  activated charcoal  using  the  pyrolysis  process.  Sawdust  was  weighed  with  an  initial  weight  ratio  of  200  grams,  300 grams  and  400  grams.  The  activation  process  for  activated  charcoal  from  teak  wood  powder  is  chemically activated  and  without  activation.  In  the  chemical  activation  process,  activated  charcoal  obtained  from  the pyrolysis process is immersed using phosphoric acid activation agent with concentration ratios of 5%, 10%, 15%, 20% and 25%. After the activation process was carried out using phosphoric acid, then modification or addition  of  titanium  dioxide  was  carried  out  in  a  ratio  (4:1). This  study  gave  optimum  results  at  an  initial weight of 200 grams with a concentration of 15%, the moisture content was 8.75% and the ash content was 15.84%. EDX test  results obtained that the chemical  components of  activated charcoal  are charcoal  (C) by 22.27% by weight, Oxygen (O) by 33.26% by weight, Aluminum (Al) by 0.93% by weight, Silicon (Si) by 2, 01% by weight, Phosphorus (P) by 3.12% by weight and Titanium (Ti) by 38.4% by weight .
Keywords: activated carbon; phosphoric acid; titanium dioxide; teak wood

## PENDAHULUAN
Kekayaan  alam  di  Indonesia  melimpah terutama yang mengandung kandungan arang seperti salah satu contohnya yaitu kayu jati. Kayu jati ialah jenis  kayu  yang  diminati  guna  bahan  untuk memproduksi furniture .  Proses  pembuatan furniture
ini  banyak  menimbulkan  limbah  padat  yang  berupa serbuk  gergaji  kayu  serta  pemanfaatannya  belum dioptimalkan,  oleh  karenanya  sebagian  besar pengolahannya masih dibakar dan dibuang. Komponen  yang  terkandung  dalam  kayu  jati  di antaranya:  lignin  24,74%-28,07%;  holoselulosa 70,19-72,24%;  hemiselulosa  27,07-31,97%;  dan
selulosa  40,26-43,12%.  Kandungan  dalam  kayu  jati berupa lignin, hemiselulosa, dan selulosa mempunyai persentase  bahan  yang  baik  untuk  menghasilkan arang  aktif.  Kandungan  pada  serbuk  kayu  jati  ialah ide  dalam  membuat  arang  aktif.  Kandungan  lignin, hemiselulosa,  dan  selulosa  kayu  jati  mampu menghasilkan arang aktif sebab prsentase bahan yang terkandung  terbilang  baik.  Kandungan  tersebut juga menjadi  ide  dalam  membuat  arang  aktif.  Kekuatan adsorpsi fisik dari arang aktif cenderung sangat kuat dibandingkan  volume  penyerap  paling  tinggi.  Luas permukaan  arang mencapai  di  atas  1000  m 2 /g, pori- pori  yang  terdapat  dalam  arang  aktif  memiliki kegunaan  dalam  menyerap/adsorpsi.  Arang  aktif selain penerapannya  dalam dunia  industri, bisa pula dipergunakan  dalam  mengolah  limbah  dan  proses pemurnian  air.  Melalui  proses  aktivasi  dan pengarangan, dihasilkan arang aktif dari bahan yang mengandung  banyak  arang.  Melalui  proses  aktivasi kimia  dan  aktivasi  fisika  berupa  pemanasan  suhu 800ºC-1000ºC.  Selanjutnya  ini  disertai  dengan aktivasi  dengan  oksigen,  arang  dioksida,  dan  uap (Erawati and Helmy, 2018).
Arang  aktif  ialah  suatu  senyawa  arang  yang berbentuk  amorf  dengan  kisaran  500-2.000  m 2 /g untuk porositas serta luas area tingginya (Bansal and Goyal, 2005). Arang aktif bisa diproduksi dari serbuk gergaji  yang  sudah  melewati  proses  pirolisis, kemudian  dilakukan  perencaman  pada  bahan  peng- aktif. Secara umum penggunaan bahan pengaktif ini diantaranya NaOH, Ca(OCl) 2 , H 3 PO 4 , H 2 SO 4 , ZnCl 2 , NaCl.  Pembuatan  arang  aktif  secara  kimiawi dilakukan melalui perendaman dalam suatu activating agent dengan tujuan melakukan pelarutan atas  pengotor  pada  pori-pori  arang  aktif,  sehingga bisa  menjadi  lebih  besar  ukuran  pori  dan  luas permukaan.  Penelitian-penelitian  yang  telah  dilaku- kan  menunjukkan  bahwa  arang  aktif  dari  serbuk gergaji  berpeluang  cukup  besar  dengan  kisaran rendemen antara 54,12 hingga 64,41% (Aruan, 2013)
Biomassa bisa dipergunakan atas bahan untuk produksi  arang  dengan  pemanasan  bersuhu  tinggi. Sesudahnya,  melalui  proses  aktivasi,  arang  dirubah menjadi  arang  aktif.  Terkait  hal  ini,  proses  aktivasi ialah  suatu  proses  guna  menghilangkan  hidroarang yang  ada  di  permukaan  arang,  oleh  karenanya porositas  arang  bisa  meningkat  (Cooney,  1980). Melalui proses kimia dan proses aktivasi fisik, maka arang  aktif  bisa  diaktifkan.  Pelaksanaan  proses aktivasi fisika bisa dengan memberikan gas CO 2 atau uap air, sementara secara kimia yaitu menambahkan suatu  zat  kimia  (Jamilatun,  2014).  Aktivasi  kimia bisa  dilakukan  melalui  menambahkan  bahan  kimia ketika  pirolisis  atau  dengan  menambahkan  bahan kimia setelah arang terbentuk.
Sudah dilaksanakan sebelumnya atas peneliti- an  terkait  pembuatan  arang  aktif  serbuk  kayu  jati menggunakan  zat  aktivator  H 3 PO 4 dan  modifikasi TiO 2 memberikan  hasil  pada  berat  awal  200  gram
dengan  konsentrasi  H 3 PO 4 15%  ialah  konsentrasi terbaik dengan kadar air sebesar 8,75% dan kadar abu sebesar 15,84%. Pada terdahulu yang dilakukan oleh (Sahara,  Sulihingtyas  dan  Mahardika,  2017) didapatkan hasil untuk pembuatan arang aktif dengan zat  aktivator  H 3 PO 4 memberikan  hasil  untuk  berat awal  300  gram  dengan  konsentrasi  15%  yaitu konsentrasi  optimum  dengan  kadar  abu  sejumlah 5,67%  dan  kadar  air  sejumlah  4,67%.  Kemudian penelitian  (Yuliusman,  2015)  didapatkan  hasil pembuatan arang aktif dengan bahan baku batu bara yang  termodifikasi  TiO 2 memberikan  hasil  bahwa penambahan  TiO 2 dapat  memperluas  luas  permu- kaan,  namun  penelitian  ini  menyarankan  untuk menggunakan  metode  serta  analisa  lain.  Penelitian tersebut mengungkapkan  bahwa  dengan meningkat- nya  temperatur  pengeringan  dan  konsentrasi  zat aktivator sangat berpengaruh terhadap kadar air serta kadar abu.
Arang  aktif  bubuk  yang  berkualitas  baik apabila  mengacu  SNI  06-3730-1995  terkait  teknis arang aktif, mempunyai kadar arang minimum 65%, kadar  abu  maksimum  10%.  Kadar  zat  terbang maksimum  25%,  serta  kadar  air  maksimum  15%. Arang aktif yang baik apabila ditinjau dari segi daya serap,  mempunyai  daya  serap  metilen  biru  minimal senilai  120  mg/g  serta  mempunyai  daya  serap  I 2 minimal  senilai  750  mg/g  (Sudrajat,  2011). Umumnya  arang  aktif  digunakan  oleh  pabrik  untuk mengolah  limbah  cair,  pemurnian  gas,  atau pemurnian  aur.  Arang  aktif  ini  memiliki  kegunaan cukup  besar  dalam  industri  sebab  bisa  menyerap logam berat, warna gas, dan bau. Proses industri yang meluas  apda  perkembangannya  akan  menjadikan risiko  pencemaran  lingkungan  meningkat,  sehingga kebutuhan  akan  arang  aktif  akan  meningkat  pula (Muhayyat, 2014).
Mengacu  pemaparan  latar  belakang  tersebut, maka  diperlukan  untuk  diadakannya  penelitian terkait  aktivasi  arang  dari  serbuk  kayu  jati  dengan berbagai konsentrasi aktivator H 3 PO 4 dan mengguna- kan  modifikasi  TiO 2 sehingga  diperoleh  arang  aktif yang  berkualitas  sesuai  standar  SNI.  Tujuan  dari penelitian  ini  yaitu  mengkaji  pengaruh  banyaknya feed masuk  untuk  randemen  dan  konsentrasi  asam fosfat terhadap arang aktif dari serbuk kayu jati yang dihasilkan, mengetahui proses pembuatan arang aktif dari  serbuk  kayu  jati  menggunakan  aktivator  asam fosfat,  dan  mengetahui  morfologi  permukaan  arang aktif setelah di aktivasi dan sebelum aktivasi.

## METODE PENELITIAN

## Bahan
Penelitian  ini  memanfaatkan  bahan  berupa limbah  serbuk  kayu  jati  yang  diperoleh  dari Kecamatan  Tulangan,  Kabupaten  Sidoarjo,  Jawa Timur, sedangkan asam fosfat (H 3 PO 4 ) 85%, titanium
dioksida  (TiO 2 )  90%, dan  aquadest  (H 2 O) diperoleh dari Nirwana Abadi, Surabaya.

## Alat
Alat  yang  dipakai  antara  lain  satu  set  alat pirolisator  (Gambar  1),  neraca  analitik,  oven,  labu ukur,  pipet  tetes,  gelas  ukur,  beaker  glass,  kertas saring dan ayakan ukuran 100 mesh
Gambar 1 . Satu Set Alat Pirolisator Keterangan Alat:
1.  Reaktor 2.  Tutup reaktor pirolisis 3.  Pipa penyalur asap 4.  Penampung tar 5.  Inlet water 6.  Outlet water 7.  Kondensor
8.  Penyangga reaktor
9.  Penyangga kondensor
10.  Asap cair
11.  Kompor
12.  Termocouple

## Prosedur Persiapan Bahan Baku
Serbuk gergaji yang bervariasi yaitu sebanyak 200,  300  dan  400  (gram)  dilakukan  pengeringan dalam waktu  2 jam pada  suhu  110°C  menggunakan oven.  Kemudian  dipirolisis  selama  1  jam  dengan suhu pemanasan sebesar 250°C.

## Tahap Aktivasi Arang Serbuk Kayu Jati
Arang  hasil  dari  proses  pirolisis  di  haluskan menggunakan  mortar  dan  dilakukan  pengayakan menggunakan  ayakan  sebesar  100  mesh,  direndam arang dalam aktivator H 3 PO 4 dengan kemurnian 85% dilarutkan kedalam 150 ml aquadest  selama 24 jam dengan  variasi  konsentrasi  yaitu  25%,  20%,  15%, 10%, dan 5%. Selanjutnya arang aktif disaring serta dilakukan pencucian menggunakan aquades, berikutnya dilakukan pengeringan dengan waktu 15
menit  dalam  oven  bersuhu  110 o C,  selanjutnya diletakkan dalam desikator.
Tahap  Modifikasi  Arang  Aktif  dengan  Titanium Dioksida (TiO 2 ) Dioksida  dengan  persentase  kemurnian  90% dilarutkan dalam 100 ml aquadest dan diaduk selama 10 menit. Larutan Titanium Dioksida dan arang yang telah  diaktivasi  memiliki  perbandingan  arang  aktif dengan Titanium Dioksida yaitu sebesar (4:1).  Lalu arang  aktif  yang  sudah  dicampur  dengan  titanium dioksida di saring dan dilakukan  pengeringan  dalam waktu 15 menit dengan oven bersuhu 110 o C.

## Karakterisasi Arang Aktif
Standar  Nasional  Indonesia  06-3730-1995 tentang  teknis  arang  aktif  dijadikan  sebagai  acuan dalam proses analisis arang aktif.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pelaksanaan  analisis  penelitian  ini  pada produk  yang  dihasilkan  dengan  uji  kadar  air  dan kadar abu kemudian menggunakan instrumen SEM- EDAX.

## Pembuatan Arang dari Serbuk Kayu Jati
Dari  pirolisis  200  gram  sampel  serbuk  kayu jati pada suhu 250℃ dengan waktu 1 jam didapatkan hasil  arang  sekitar  25  gram.  arang  yang  didapat kemudian di haluskan lalu diayak dengan ayakan 100 mesh.  Pengayakan  bertujuan  guna  menghasilkan arang dengan ukuran partikel yang seragam.

## Aktivasi Arang
Pelaksanaan  aktivasi  arang  bisa  melalui perendaman dengan bahan kimia, pada penelitian ini digunakan asam fosfat (H 3 PO 4 ).
Modifikasi  Arang  Aktif  dengan  Titanium Dioksida (TiO 2 )
Setelah  mendapatkan  arang  aktif  yang teraktivasi  dengan  H 3 PO 4 serta  sudah  kering  maka dilakukan  aktivasi  kembali  menggunakan  TiO 2, dengan  perbandingan  arang  aktif  dengan  TiO 2 ialah 4:1.  Setelah  diaktivasi  arang  aktif  yang  didapatkan selanjutnya  dikarakterisasi  denagn  tujuan  guna melihat  karakteristik  yang  dihasilkan  dan  diperban- dingkan dengan karakter arang sesuai SNI 06-3730- 1995  tentang  arang  aktif  secara  teknis.  Sifat  dari komposit dari TiO 2 -arang aktif adalah kombinasi dari sifat  kimia  ataupun  fisis  dari  nanopartikel TiO 2 dan arang. Dilakukan komposit TiO 2 dan arang aktif guna metode penyerapan sebab pemanfaatan dari ini bisa menjadikan aktivitas fotokatalisis meningkat. Kom- binasi  antara  fotokatalisis  dan  proses  adsorben terbukti  dapat  mendegradasi  senyawa-senyawa organik  dari  komponen  biner  dan  tunggal  seperti fenol,  metal  orange,  aseton,  toluene,  dan  propi-
1 2 4 3 6 5 8 7 9 10 11 250°C 12
zamida.  Dua  material  yang  dimanfaatkan  bersifat tidak  sama  seperti  arang  aktif  dan  TiO 2 menjadi komposit  yang  bisa  dipergunakan  dalam  proses penyerapan  zat  warna  seperti  Rhodamin  B.  TiO 2 diduga hanya terdisepersi pada permukaan pori-pori saja  dan  tidak  masuk  ke  dalamnya,  oleh  karenanya luas permukaan dapat meningkat.

## Hasil Analisa Awal
Pada penelitian pembuatan arang aktif serbuk kayu  jati  menggunakan  aktivator  asam  fosfat termodifikasi  titanium  dioksida  ini  dilakukan  di Graha Riset UPN Veteran Jawa Timur. Kondisi yang dijalankan  berjumlah  15  variabel  dan  kondisi  yang ditetapkan berjumlah 2 yaitu berat awal serbuk kayu jati  dan  konsentrasi  aktivator  asam  fosfat.  Pada penelitian  yang  telah  dilakukan,  didapatkan  hasil analisa bahan baku awal seperti pada Tabel 1.
Tabel 1 . Analisa Limbah Serbuk Kayu Jati (%) Selulosa                            47,5%
Hemiselulosa                    29,6%
Lignin                               29,9 %

## Kadar Air
Kadar  air  ditentukan  guna  melihat  sifat higroskopis  dari  arang  aktif  tersebut,  sebagaimana pada Tabel 2.
Tabel 2. Analisa Kadar Air (%)
Hubungan  konsentrasi  zat  aktivator  H 3 PO 4 dengan kadar air arang aktif bisa digambarkan pada grafik pada Gambar 2.
Kadar  air  yang  ditunjukkan  oleh  arang  aktif dalam  penelitian  ini  melebihi  arang  aktif  tanpa aktivasi, namun bertambah besarnya konsentrasi zat aktivator akan menjadikan semakin rendah kadar air dalam  arang  aktif.  Penurunan  kadar  air  disebabkan oleh  pengikatan  molekul  air  pada  arang  aktif  oleh aktivator  yang  menjadikan  membesarnya  pori-pori. Ini  dikarenakan  antara  arang  aktif  dengan  air berkonak  selama  proses  pembilasan  dan  kurangnya penguapan air selama oven. Kadar air yang menurut berkaitan  erat  denagn  suhu.  Bertambah  tingginya suhu  pengeringan  maka  kandungan  air  dalam  arang aktif  semakin  sedikit,  oleh  karenanya  menjadikan besarnya pori-pori. Bertambah besarnya pori-pori ini akan  semakin  meningkatkan  luas  permukaan  arang
aktif,  dengan  demikian  terjadi  peningkatan  kemam- puan adsorpsi arang aktif (Meilanti,2017). Kadar air sebagaimana  pemaparan  dari  Hendaway  (2003) dipengaruhi  oleh  sifat  higroskopis  arang,  lamanya proses pendinginan, dan uap air di udara
Gambar  2. Grafik  Hubungan  antara  Konsentrasi Asam Fosfat dan Kadar Air Arang Aktif

## Kadar Abu
Pembuatan  arang  aktif  dari  bahan  alam tidak memuat kandungan unsur arang saja melainkan juga terdapat  unsur  mineralnya.  Kadar  abu  ini  akan memperlihatkan  kandungan  mineral  dalam  arang aktif ditampilkan pada Tabel 3.
Tabel 3. Hasil Karakterisasi Kadar Abu (%)
Hubungan  konsentrasi  zat  aktivator  H 3 PO 4 dengan  kadar  abu  arang  aktif  dapat  dilihat  pada Gambar 3.
Kadar abu pada arang aktif penelitian ini lebih tinggi  daripada  arang  aktif  tanpa  aktivasi,  namun bertambah  tingginya  konsentrasi  zat  aktivator  maka kadar  abu  yang  dihasilkan  semakin  rendah.  Hal  ini dikarenakan  pada  arang  aktif  kadar  abu  diusahakan seminimal mungkin sebab akan mengurangi kemam- puan data penyerapan baik berbentuk larutan ataupun gas. Peningkatan kadar abu  bisa dikarenakan  garam mineral yang terbentuk selama proses pirolisis yang jika  diteruskan  maka  partikel  halus  dari  garam mineral  tersebut  akan  terbentuk  (Sulaiman,  2017). Menurut Conrad (1931) asam fosfat bisa mengakibat- kan logam mengalami korosi. Sehingga, akan terjadi korosi pada logam dalam arang ketika proses aktivasi dengan  asam  fosfat,  oleh  karenanya  akan  semakin
5 6 7 8 9 10 11 5 10 15 20 25 K ada r A ir ( % ) Konsentrasi Asam Fosfat (%) 200 gr 300 gr 400 gr
Tanpa Aktivasi Berat Awal (gram) Konsentrasi 𝐇
𝟑 𝐏𝐎 𝟒 (%) + TiO 2
5% 10% 15% 20% 25% 200 9.97 8.95 8.75 9.82 9.78 300 0.76 9.55 8.67 8.82 9.23 400 10.67 20.29  10.08 9.88 9.94 Tanpa Aktivasi 6.22 Berat Awal (gram) Konsentrasi H 3 PO 4 (%) + TiO 2 5% 10% 15% 20% 25% 200 18.38  18.93  15.84  19.21 18.07 300 20.55  19.28  16.98  17.28 19.11 400 21.29  21.04  20.65  19.28 19.39 Tanpa Aktivasi 10.58
rendah  kadar  abu  arang  aktif  dibandingkan  dengan arang  tidak  aktif.  Kegagalan  ini  disebabkan  oleh distribusi energi yang tidak merata (api dari kompor) sehingga  arang  membentuk  lebih  banyak  abu, kemudian  pada  saat  proses  pengambilan  arang  dari pirolisator  arang  tersebut  bersentuhan  dengan  udara membentuk abu, kemudian pada saat proses pirolisis udara  memasuki  perangkat  pirolisis.  karena  reaktor pirolisis tidak tertutup rapat.
Gambar  3. Grafik  Hubungan  Antara  Konsentrasi Asam Fosfat dan Kadar Abu Arang Aktif
Tabel 4. Hubungan Antar Rendemen (%b/b)
Semakin  tinggi  konsentrasi  H 3 PO 4 dan  berat TiO 2 yang  digunakan  maka  semakin  rendah rendemen  arang  aktif  yang  dihasilkan.  Pada penelitian ini nilai randemen naik turun dikarenakan faktor  dari  berat  arang  setelah  di  rendam  H 3 PO 4 selama  24  jam  dan  berat  TiO 2 yang  digunakan berbeda.  Pembuatan  arang  aktif  serbuk  kayu  jati menggunakan  aktivator  H 3 PO 4 dan  modifikasi  TiO₂ terbaik dengan mengguna-kan berat awal sebesar 200
gram  dengan  konsentrasi  asam  fosfat  sebesar  15% terdapat  kadar  air  sebesar  8,75%  dan  kadar  abu sebesar 15,84%. Sedangkan pada saat teraktivasi oleh H 3 PO 4 sebelum  dilakukan  modifikasi  dengan  TiO₂ memberikan hasil terbaik pada berat awal 300 gram dengan  konsentrasi  15%  dengan  kadar  abu  senilai 5,67% dan kadar air senilai 4,67%. Rendemen arang aktif  tidak  memiliki  mutu  sesuai  dengan  Standar Nasional  Indonesia,  sehingga  rendemen  arang  aktif yang  dihasilkan  dapat  dianggap  guna  nilai  tambah suatu  produk.  Menurut  Hendra  (2007),  bahwa rendemen  yang  rendah  pada  pembuatan  arang  aktif dikarenakan  melekatnya  senyawa  non  arang  pada permukaan arang.
(a)
(b)
Gambar  4. Hubungan  Antara  Berat  Awal  (gr) Dengan  Randemen  (a)  Setelah Aktivasi  H 3 PO 4 (%  b/b)  (b)Setelah Modifikasi TiO 2 (% b/b)

## Analisis SEM-EDAX
Dari  hasil  analisa  karakterisasi  arang  aktif yang diaktivasi dengan H 3 PO 4 dan titanium dioksida dengan  berat  awal  200  gram  konsentrasi  15% mempunyai karakteristik yang terbaik dan memenuhi baku mutu teknis arang aktif pada SNI 06-3730-1995 tentang  arang  aktif  teknis.  Oleh  karenanya,  asam fosfat  dan  titanium  dioksida  konsentrasi  15%  ialah konsentrasi  optimum  untuk  aktivasi  arang  aktif.
10 12 14 16 18 20 22 5 10 15 20 25 K ada r A b u (% ) Konsentrasi Asam Fosfat (%) 200 gr 300 gr 400 gr Tanpa Aktivasi 0 20 40 60 80 5 10 15 20 25 R an de m en S et el ah A kt iv as i H 3 PO 4 Berat Awal (gram) 200 gr 300 gr 400 gr 0 20 40 60 80 100 5 10 15 20 25 R an de m en S et el ah M o di fi ka si T iO 2 Berat Awal (gram) 200 gr 300 gr 400 gr Bahan
(Gram) Sampel Randemen Setelah Aktivasi H 3 PO 4 (% b/b) Randemen Setelah Aktivasi TiO 2 (% b/b) 200 1 15,2711 81,9319 2 20,1784 62,1682 3 20,5342 64,0059 4 28,9125 45,4816 5 30,5544 44,8150 300 1 30,5276 29,2711 2 22,5013 39,9769 3 33,1789 27,9928 4 39,3893 25,2456 5 60,1871 17,1482 400 1 21,0343 36,6855 2 26,6363 29,0849 3 33,0772 24,5166 4 40,0495 21,7461 5 36,0228 24,8000
Analisis  morfologi  pori arang aktif serbuk kayu jati non aktivasi dan dengan aktivasi H 3 PO 4 serta aktivasi TiO 2 mempergunakan scanning electron miscroscope dengan perbesaran 2500x. Morfologi pori arang aktif bisa dilihat pada Gambar 5.
(a)
(b)
Gambar  5. Hasil  Uji  SEM-EDAX  Arang  Aktif Serbuk  kayu  jati  (a)  Aktivasi  H 3 PO 4 dan aktivasi TiO 2 (b) Tanpa Aktivasi
Tujuan  penggunaan  SEM  ialah  untuk mengetahui perbedaan bentuk permukaan pori arang serbuk kayu jati sebelum dan sesudah aktivasi. Pada penelitian  ini  dilakukan  karakterisasi  menggunakan SEM-EDAX  sehingga  terlihat  gambaran  keadaan permukaan pori yaitu jumlah pori yang terbentuk dan ukuran  rongga  pori  serta  unsur-unsur  yang  terkan- dung didalamnya.
Berdasarkan  Gambar  5  terlihat  perbedaan morfologi  pori  permukaan  arang  serbuk  kayu  jati tanpa  aktivasi  dengan  arang  serbuk  kayu  jati  yang diaktivasi  kimia.  Pada  gambar  terlihat  adanya pengaruh  aktivasi  kimia  dimana  arang  aktif  yang diaktivasi dengan H 3 PO 4 dan aktivasi TiO 2 memiliki pori-pori  yang  lebih  besar  daripada  arang  tanpa aktivasi  kimia.  Hal  ini  dikarenakan  pori-pori  arang
tanpa  aktivasi,  sebagian  besar  pori-pori  masih tertutup oleh hidrogen dan senyawa organik lainnya yang komponennya terdiri dari abu, air, nitrogen, dan belerang  (Sudrajat,  2006).  Bentuk  permukaan  pori ialah salah satu faktor yang berperan dalam kemam- puan  suatu  adsorben  untuk  mengadsorbsi.  Pori-pori yang  terdapat  pada  arang  aktif  dapat  meningkatkan kemampuan  untuk  mengadsorbsi  adsorbat  karena pori-pori tersebut ialah celah-celah yang memperluas permukaan  arang  aktif  (La  Hasan,2014).  Pada Gambar  (a)  arang  dengan  aktivasi  H 3 PO 4 dan  TiO₂ pada kondisi optimum feed masuk sebesar 200 gram dengan  konsentrasi  zat  aktivator  15%.  Dari  gambar tersebut terlihat bahwa arang aktif memiliki struktur berongga  menyerupai  pori-pori.  Pori-pori  tersebut rata-rata memiliki diameter sebesar 13,825
mikrometer.  Pada  Gambar  (b)  arang  tanpa  aktivasi dengan  feed  masuk  sebesar  200  gram.  Dari  gambar tersebut  menunjukkan  bahwa  pori-pori  arang  ber- diameter rata-rata sebesar 9,1 mikrometer. Sehingga dapat disimpulkan bahwa arang dengan penambahan zat  aktivator  dapat  memperluas  luas  permukaan sehingga  dapat  meningkatkan  kemampu-an  untuk mengadsorpsi  adsorbat  karena  pori  tersebut  ialah celah  yang  memperluas  permukaan  arang  aktif karena  jika  arang  aktif  memiliki  luas  permukaan besar  akan  memberikan  bidang  kontak  yang  lebih besar  antara  adsorben  dan  adsorbatnya.  Luas permukaan dan ukuran pori mesopori sangat penting. Luas  permukaan  yang  besar  memungkinkan  untuk mengikat  di  sejumlah  besar  situs  aktif  yang didistribusikan dalam kerangka bahan berpori. Pori- pori  besar  dapat  mengatasi  batasan  difusi  pori  dan memberikan  kecepatan  tinggi  jalur  untuk  molekul gas.  Hal  ini  dijelaskan  dengan  menggunakan  teori umum  polimerisasi  silika.  Polimerisasi  kondensasi silika  dalam  larutan  berair  melibatkan  mekanisme ionik, yang terutama dipengaruhi oleh pH dan adanya counterion.  Dengan  cara  ini  gel  3  dimensi  jaringan yang dihasilkan mengandung banyak mikroporositas dengan  luas  permukaan  yang  tinggi.  Laju  reaksi kondensasi  untuk  membentuk  agregat  klaster  silika berpori tiga dimensi lebih cepat ketika pH meningkat. Agregasi  yang  lebih  cepat  menyebabkan  partikel primer  tumbuh  sebelum  gel  terbentuk  dan  partikel primer  menjadi  kurang  bercabang.  Akibatnya,  gel memiliki permukaan yang lebih rendah area dengan ukuran  pori  yang  lebih  besar  dan  volume  pori  yang lebih  kecil  setelah  pengeringan.  Silika  mesopori dengan struktur pori terkontrol dapat disiapkan baik tanpa  atau  dengan  penambahan  template.  Untuk metode  tanpa  penambahan  template,  struktur  pori ialah  disetel  dengan  mengubah  parameter  pemro- sesan  seperti  precursor  konsentrasi  dan  pH.  Untuk metode  dengan  penambahan  template,  struktur  pori disetel  dengan  menggunakan  templat,  biasanya surfaktan  atau  polimer,  untuk  membentuk  nano- komposit  dan  setelah  dihilangkan  membentuk  pori silica  struktur.  Metode  ini  sangat  bergantung  pada
kemampuan silika untuk berasosiasi dengan organik untuk  membentuk  bahan  hibrida  organik/silika. Reaksi  asam  silikat  dengan  polimer  organik  sangat rumit.  Pemisahan  fasa  sangat  sensitif  untuk  yang relatif kecil perubahan kondisi reaksi. (Rahman et al. , 2015)
Setelah  dilakukan  uji  EDAX  diperoleh  hasil bahwa  penyusun  komponen  kimia  arang  aktif  ialah arang (C) sebesar 22,27% berat, Oksigen (O) sebesar 33,26% berat, Alumunium (Al) sebesar 0,93% berat, Silikon (Si) sebesar 2,01% berat, Fosfor (P) sebesar 3.12% berat dan Titanium (Ti) sebesar 38,4% berat. Sedangkan hasil uji EDAX pada penelitian sebelum- nya yang menggunakan kayu nangka ialah arang (C) sebesar  81,33%  berat  dan  oksigen  sebesar  17,99% berat.

## SIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  yang  dilakukan  yaitu Pembuatan arang aktif serbuk kayu jati menggunakan aktivator H 3 PO 4 dan modifikasi TiO₂ terbaik dengan menggunakan  berat  awal  sebesar  200  gram  dengan konsentrasi  asam  fosfat  sebesar  15%  terdapat  kadar air  sebesar  8,75%  dan  kadar  abu  sebesar  15,84%. Sedangkan  pada  saat  teraktivasi  dengan  H 3 PO 4 sebelum  dilakukan  modifikasi  dengan  TiO₂  mem- berikan  hasil  terbaik  pada  berat  awal  300  gram dengan  konsentrasi  15%  dengan  kadar  air  sebesar 4,67%  dan  kadar  abu  sebesar  5,67%.  Jadi,  penam- bahan  dengan  TiO₂  memberikan  hasil  yang  kurang baik karena terdapat kenaikan nilai kadar air dan nilai kadar abu yang melebihi standar dari  SNI 06-3730- 1995 untuk kadar air maksimal 15% serta kadar abu 10%  dan  standar  SII  No.  0258-79  untuk  kadar  air maksimal 10% serta kadar abu 10%.

## SARAN
Perlu  dilakukan  penelitian  lebih  lanjut  untuk melihat tingkat adsorpsi  dari arang aktif mengguna- kan  bahan  lain  yang  memiliki  kandungan  selulosa, hemiselulosa  dan  lignin  dan  melakukan  aktivasi arang dengan zat aktivator yang berbeda.

## DAFTAR PUSTAKA
Aruan  (2013)  ‘Aruan,  2013,’Pembuatan  Bio  Oil dengan  Bahan  Baku  Tandan  Kosong  Kelapa Sawit  Melalui  Proses  Pirolisis  Cepat  dengan Kapasitas 12.000 ton/tahun’’, pp. 1–64.
Bansal, R. C. dan Goyal, M. (2005) Activated carbon adsorption , Activated Carbon Adsorption . doi: 10.1680/bwtse.63341.147. Cooney, D. O. (1980) Activated Charcoal in Medical Applications , Annals  of  Pharmacotherapy . doi: 10.1177/106002809502901129.
Erawati,  E.  dan  Helmy,  E.  R.  (2018)  ‘Pembuatan Arang  Aktif  dari  Serbuk  kayu  jati  (Tectona grandis  L.f.)  (Suhu  dan  Waktu  Arangasi)’, Urecol (University Research Colloquium) , pp. 105–112.
Jamilatun  (2014)  ‘C  selama  120  menit.  Pengujian kadar  abu  dengan  menimbang  arang  aktif sebanyak  1  gram  lalu  memasukkan  pada furnace dengan suhu 500’, pp. 31–38.
Muhayyat, M. S. (2014) ‘Prarancangan Pabrik Arang Aktif  dari  BFA  dengan  Aktifasi  Kimia Menggunakan KOH Kapasitas 2.500
Ton/Tahun’, lim(2009), pp. 1–25. Rahman,  N.  A.  dkk. , (2015)  ‘Synthesis  of mesoporous  silica  with  controlled  pore structure from bagasse ash as a silica source’, Colloids  and  Surfaces  A:  Physicochemical and Engineering Aspects . Elsevier B.V., 476, pp. 1–7. doi: 10.1016/j.colsurfa.2015.03.018.
Sahara, E.-, Sulihingtyas, W. D. dan Mahardika, I. P.
A.  S.  (2017)  ‘Pembuatan  Dan  Karakterisasi Arang  Aktif  Dari  Batang  Tanaman  Gumitir (Tagetes  Erecta)  Yang  Diaktivasi  Dengan H3PO4’, Jurnal  Kimia ,  pp.  1–9.  doi: 10.24843/jchem.2017.v11.i01.p01.
Sudrajat,  R.  dan  G.  P.  (2011) ARANG  AKTIF: Teknologi Pengolahan Dan Masa Depannya . Badan Penelitian Dan Pengembangan Kehutanan.
Yuliusman  (2015)  ‘Pembuatan  Arang  Aktif  Dari Batu  Bara  Peringkat  Rendah’, Seminar Nasional Sains dan Teknologi , 10(2), pp. 1–7.