## Jenis Artikel: orginial research

## Asam Fosfat sebagai Aktivator Karbon Aktif Tempurung Buah Nipah
Miftahul Husnah 1 ,  Ridwan  Yusuf Lubis 1
1 Universitas Islam Negeri  Sumatera Utara Medan
Corresponding e-mail : miftahulhusnah@uinsu.ac.id

## KATA  KUNCI:
Karbon Aktif, Asam Posfat, Aktivator, Tempurung Buah Nipah
Diterima: 30 Juni 2022 Direvisi: 30 Juli 2022 Diterbitkan: 30 Juli 2022

## Jurnal Phi
ABSTRAK. Telah  dilakukan  penelitian  pembuatan  karbon  aktif  dari tempurung  buah  nipah  dengan  menggunakan  aktivator  asam  posfat. Tempurung  buah  nipah  dapat  digunakan  untuk  menghasilkan  karbon aktif setelah melalui proses aktivasi secara fisika dan kimia, hal ini terlihat dari  mayoritas  hasil  pengujian  yang  telah  memenuhi  standar arang aktif teknis. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karbon aktif tempurung buah  nipah  dengan  aktivator  H 3 PO 4 .  Proses  karbonisasi  dilakukan menggunakan  oven  dengan  suhu  500  ºC  dalam  waktu  1  jam.  Proses aktivasi  karbon  dilakukan  menggunakan.  Aktivasi  kimia  dilakukan menggunakan  larutan  H 3 PO 4 direndam  selama  24  jam  dengan  variasi konsentrasi 0,  2,  4,  dan 6  M.  Analisis yang dilakukan  meliputi uji kadar air,  kadar  zat  mudah  menguap,  kadar  abu,  dan  kadar  karbon.  Hasil pengukuran  nilai  kadar  air 5,45-7,72%,  kadar zat  mudah  menguap  22,56- 36,10%,  kadar abu 11,21-26,45%,  dan  kadar  karbon  Terikat  37,45-66,23%. Seiring  dengan  peningkatan  konsentrasi aktivasi  maka cenderung terjadi penurunan  pada  nilai  kadar  air,  kadar  zat  mudah  menguap,  dan  kadar abu. Serta  terjadi  kenaikan pada nilai  kadar  karbon  terikat. Karbon aktif tempurung  buah  nipah  dengan  karakteristik  yang  optimum  dihasilkan pada konsentrasi aktivasi 6 M

## 1. Pendahuluan
Karbon  aktif  adalah  adsorben  yang  efektif  untuk  menghilangkan  zat  organik  terlarut  dari  air  dan  air  yang tercemar.  Adsorpsi  pada  karbon  aktif  merupakan  metode  yang  sangat  menarik  saat  ini  untuk  menghilangkan polutan  organik  yang  telah  lama  terkandung  dalam  air  limbah  ( Snoeyink  dan  Weber  ,  1967). Karbon  aktif merupakan  karbon  berpori  yang  memiliki  luas  permukaan  sekitar  300  sampai  2000  m²/g,  besarnya  pori  dan luas  permukaan  spesifik  yang  tinggi  membuat  karbon  aktf  tidak  hanya  digunakan  sebagai  adsorben  air  limbah tetapi juga  dapat  digunakan  sebagai  elektroda pada  superkapasitor  ( Song  dkk.,  2019) .
Karbon  aktif  merupakan  material  berpori  yang  mengandung  90-95%  karbon,  yang  ditingkatkan kemampuan  adsorbsinya  dengan  melakukan  proses  karbonisasi  dengan  pemanasan  pada  suhu  yang  tinggi  dan proses  aktivasi  dengan  menggunakan  gas  CO  2,  uap  air,  bahan-bahan  kimia,  ataupun  proses  aktivasi  fisika, sehingga  pori-porinya  terbuka  sehingga  daya  adsorpsinya  menjadi  lebih  tinggi  terhadap  zat,  warna,  dan  bau (Hakim  dkk.,  2022).  Sampel  karbon  yang  telah  diaktivasi  akan  memiliki  luas  permukaan  yang  tinggi,  karena jumlah  pori-porinya  yang  meningkat.  Karbon  aktif  dapat  diperoleh  dari  berbagai  bahan  baik  itu  bahan tanaman  yang  mengandung  karbon.  Beberapa  contoh  bahan-bahan  yang  mengandung  karbon  tinggi  sepert;  : batu  bara,  lignit,  kayu,  gambut,  dan  tempurung  kacang.  Selain  itu,  terdapat  pula  bahan  alami  yang  bisa digunakan  sebagai sumber  karbon seperti tempurung  buah nipah.
Nipah  ( Nypa  fruticans )  merupakan  tanaman  yang  dapat  hidup  di  sekitar/pinggir  pantai  atau  muara. Berat  buah  nipah  kurang  lebih  5  kg  serta  limbah  kulit  buahnya  sekitar  3  kg.  Berat  rata-rata  satu  buah  nipah adalah  sebesar  147,87  g  dan  terdiri  atas  sabut  dan  tempurung  buah  nipah  sebesar  112,2  g  (75,88%)  serta daging  buah  nipah  sebesar  35,67  g  (24,12%).  Kulit  buah  nipah  mengandung  selulosa  dan  lignin  yang  tinggi, masing-masing  sebesar 36,5 dan 27,3%  (Safariyanti  dkk., 2018).
Beberapa  penelitian  pembuatan  karbon  aktif  dari  tempurung  buah  nipah  diantaranya  Safariyanti  dkk (2018)  yang  memperoleh  hasil  tempurung  buah  nipah  dapat  digunakan  sebagai  bahan  karbon  aktif  dengan jari-jari  karbon  aktif  9  kali  lebih  besar  dibandingkan  sebelum  diaktivasi,  Hakim  dkk  (2022)  yang  memperoleh karbon  aktif  dari  tempurung  buah  nipah  yang  memenuhi  SNI  06-3730-1995,  dan  penelitian  yang  dilakukan oleh Radam  dan  Kanti (2021)  yang  menguji  muti  karbon  aktif  dari  tempurung  buah  nipah).  Sehingga penggunaan  bahan  baku  tempurung  buah  nipah  diharapkan  mampu  meningkatkan  nilai  tambah  dari  limbah buah  nipah,  baik  dari  segi pemanfaatan,  biaya  ataupun  kualitas  karbon  aktif  yang  diperoleh.
Hal  penting  dalam  pembuatan  karbon  aktif  adalah  pemilihan  aktivator  yang  digunakan  pada  proses aktivasi.  Salah  satu  contoh  aktivator  kimia  yaitu  asam  posfat  (H 3 PO 4 ).  Asam  posfat  dipilih  sebagai  aktivator karena  tidak  mencemari  lingkungan    dan    proses    penetralan  produk    karbon    aktif    yang  mudah  yaitu hanya  dengan  pencucian  menggunakan  air  (Husin  dan Hasibuan ,  2020).  Pada  penelitian  Esterlita  dan  Herlina (2015)  yang  membuat  karbon  aktif  dengan  membandingkan  aktivator  ZnCl2,  KOH,  dan  H 3 PO 4 ,  diperoleh kesimpulan  bahwa  karbon  aktif  yang  memiliki  kadar  air  ,  bilangan  penyerap  iodin  terbaik  yaitu  karbon  aktif yang  diaktivasi  menggunakan  H 3 PO 4 .
Berdasarkan  uraian  latar  belakang  maka  dilakukan  penelitian  mengenai   pengaruh  konsentrasi  aktivator H 3 PO 4 terhadap  karbon  aktif  buah  nipah  sehingga  bisa  mengasilkan  karbon  aktif  yang  kualitas  nya  bagus  dan memenuhi  standar  SNI.  Pengujian  yang  dilakukan  yaitu  uji  kadar  air,  kadar  zat  mudah  menguap,  kadar  abu, dan kadar  karbon terikat.

## 2. METODE
Proses  penelitian  ini  terdiri  atas  beberapa  tahapan.  Tahap-tahap  penelitian  ini  secara  umum  ditunjukkan dalam  diagram  ikan  pada  Gambar  1.
Gambar 1. Bagan Alir  penelitian
Prosedur  yang  dilakukan  untuk  pembuatan  karbon  aktif  tempurung  buah  nipah  yaitu  karbonisasi tempurung  buah  nipah  dan  aktivasi  karbon  tempurung  buah  nipah.  Selanjutnya  dilakukan  uji  sifat  fisis  dan karakterisasi  sampel.

## 2.1 Karbonisasi  Tempurung  Buah  Nipah
Proses  preparasi  tempurung  buah  nipah  mengacu  pada  penelitian  Safariyanti  dkk  (2018),  dimulai  dengan pemisahan  buah  nipah  dari  kulitnya  dan  diambil  hanya  tempurung  buah  nipahnya.  Setelah  itu  tempurung buah  nipah  dibersihkan  dengan  air  dan  dijemur  selama  ±  7  hari.  Selanjutnya  dilakukan  proses  karbonisasi tempurung  buah  nipah  dengan  cara  dipanaskan  selama  1  jam  menggunakan furnace dengan  temperatur 500˚C .  Karbon  yang  dihasilkan  didinginkan  lalu  disaring  dengan  ayakan  100 mesh untuk  mendapatkan karbon dengan ukuran  yang seragam  (Mulyati,  2017).

## 2.2 Aktivasi  Karbon  Tempurung  Buah  Nipah
Proses  aktivasi  karbon  mengacu  pada  penelitian  Hasanah  dkk  (2022).  Karbon  yang  telah  diayak  diaktivasi dengan  cara  direndam  dengan  larutan  H 3 PO 4 pada  variasi  konsentrasi  0,  2,  4,  dan  6  M  direndam  selama  24  jam dengan  perbandingan  1:5.  Karbon  aktif  yang  diperoleh  kemudian  dicuci  dengan  akuades  sampai  pH  netral. Berikutnya,  karbon  aktif  dikeringkan  menggunakan  oven  selama  2  jam  dengan  suhu  105  ºC,  kemudian didinginkan  dan  disimpan  di  dalam  desikator.  Karbon  aktif  selanjutnya  karbon  telah  di  aktivasi  dilakukan pengujian  dengan  uji  kadar  air,  uji kadar  Zat udah  menguap,  uji  kadar  abu dan  uji  kadar  karbon  terikat.

## 3. HASIL  DAN  PEMBAHASAAN

## 3.1 Kadar  Air
Salah  satu  sifat  dari  karbon  aktif  yang  mempengaruhi  kualitas  karbon  aktif  yaitu  kadar  air.  Tujuan  penetapan kadar  air  untuk  mengetahui seberapa  banyak  air yang  dapat  teruapkan  agar  air  yang  terikat  pada  karbon  aktif tidak  menutupi  pori  dari  karbon  aktif  tersebut.  Hasil  pengukuran  kadar  air  karbon  aktif  tempurung  buah nipah  dapat  dilihat  pada Gambar  2.
Gambar 2. Grafik Nilai  Kadar Air  Karbon Aktif
Pada  Gambar  2  menunjukkan  di  antara  empat  konsentrasi  yang  berbeda,  kadar  air  yang  tinggi  dimiliki pada  sampel  aktivator  konsentrasi  H 3 PO 4 0  M  yaitu  dengan  nilai  7,72%,  karena  tidak  ada  aktivator  H 3 PO 4 didalam  larutan  sehingga  menyebabkan  kadar  air  yang  terkandung  tinggi,  dan  yang  paling  terendah didapatkan  pada  sampel  aktivator  konsentrasi  H 3 PO 4 6  M,  yaitu  dengan  nilai  5,45%.  Hasil  ini  sejalan  dengan penelitian  yang  telah  dilakukan  oleh  Fanani  dan  ulfindrayani  (2019),  dimana  terjadi  penurunan  kadar  air  pada karbon  aktif  seiring  bertambahnya  berat  rasio  aktivator  H 3 PO 4 dengan  kadar  air  terendah  yaitu  6,6%.  Kadar  air yang  rendah  menunjukan  keberhasilan  proses  aktivasi  yaitu  mengikat  molekul  air  yang  terkandung  dalam bahan.  Keberadaan  agen  aktivator  dalam  hubungannya  terhadap  kadar  air  adalah  sebagai  agen  penghidrasi. Pada  penelitian  yang  telah  dilakukan  oleh    Laos  dkk  (2016)  penurunan  kadar  air  sangat  dipengaruhi  oleh faktor  hubungan  antara  temperatur  dan  konsentrasi  aktivator.  Hasil  yang  diperoleh  dari  variasi  konsentrasi H 3 PO 4 0, 2, 4, dan 6 M,  telah memenuhi  SNI  No.06-3730-1995  dengan  standar  maksimum15%.

## 3.2 Kadar  Zat Mudah  Menguap  (ZMM)
Kadar  zat  mudah  menguap  atau  juga  yang  sering  disebut  kadar  zat  terbang  merupakan  kandungan  senyawa yang  menguap  akibat  pemanasan  yang  diberikan  selain  kandungan  air  pada  karbon  aktif  (Manurung  dkk, 2018).  Berdasarkan  hasil  pengukuran  ZMM  dari  karbon  aktif  tempurung  buah  nipah  didapatkan  data  grafik nilai  kadar  zat mudah  menguap  seperti pada Gambar  3.
Gambar  3  menunjukkan  bahwa  semakin  tinggi  penambahan  aktivator  larutan  kimia  H 3 PO 4 menyebabkan penurunan  kadar  zat  mudah  menguap.  Kadar  zat  terbang  yang  tinggi  menunjukkan  bahwa  permukan  arang aktif  mengandung  zat  terbang  yang  berasal  dari  hasil  interaksi  antara  karbon  dengan  uap  air.  Nilai  zat  mudah menguap  terendah  sebesar  22,56%  pada  sampel  6M,  hasil  ini  jaul  lebih  kecil  dibandingkan  penelitian sebelumnya  yang  dilakukan  oleh  Ghafarunnisa  dkk  (2017)  yang  memperoleh  karbon  aktif  yang  diaktivasi dengan  H 3 PO 4 sebesar  39,1%  -  45%.  Semakin  rendah  kadar  zat  mudah  menguap  akan  meningkat  penyerapan dari  arang  aktif  dan  akan  terjadi  peningkatan  pada  karbon  terikat.  Karbon  aktif  variasi  4M  dan  6M  telah memenuhi  SNI No.06-3730-1995  dengan standar  maksimum  25%.
Gambar 3. Grafik Nilai  Kadar ZMM Karbon Aktif

## 3.3 Kadar  Abu
Berdasarkan  hasil  pengukuran  kadar  abu  dari  karbon  akif  tempurung  buah  nipah  didapatkan  data  grafik  nilai kadar  abu seperti Gambar  4.
Gambar 4. Grafik Nilai  Kadar Abu  Karbon Aktif
Dari  Gambar  4  dapat  dilihat  bahwa  meningkatnya  jumlah  aktivator  menyebabkan  kecenderungan penurunan  nilai  kadar  abu  pada  karbon  aktif.  Nilai  kadar  abu  paling  rendah  pada  sampel  konsentrasi  aktivator H 3 PO 4 6  M  sebesar  11,21%  meskipun  nilai  tersebut  tidak  memenuhi  standar  SNI  No.  06-3730-1995  yaitu  max 10%,  sedangkan  nilai kadar  abu  tertinggi  diperoleh  pada  sampel  0  M  sebesar  26,45%.  Penurunan  kadar  abu
pada  karbon  aktif  dikarenakan  beraksinya  aktivator  dengan  mineral-mineral  yang  terdapat  pada  karbon, sehingga  memperluas  permukaan  karbon  aktif  tempurung  buah  nipah  akibat  dari  banyaknya  pori -pori  yang dihasilkan  yang  akan berdampak  pada  daya adsorbs  karbon aktif  (Zulfadhli,  2017).

## 3.4 Kadar  Karbon  Terikat
Penentuan  kadar  karbon  terikat  kadar  dalam  karbon  aktif  tempurung  buah  nipah  pada  penelitian  ini  berfungsi untuk  mengetahui  kadar  karbon  murni  yang  terkandung.  Fraksi  karbon  dalam  arang  aktif  merupakan  hasil dari  proses  pengarangan  selain  air,  abu,  dan  zat  mudah  menguap.  Berdasarkan  hasil  yang  diperoleh, didapatkan  hasil  pengukuran  kadar  karbon  terikat  dari  karbon  aktif  tempurung  buah  nipah  pada  Gambar  5.
Gambar  5  menunjukan  bahwa  seiring  bertambahnya  aktivator  dalam  aktivasi  maka  nilai  kadar  karbon semakin  meningkat.  Kadar  karbon  terikat  yang  tinggi  diperoleh  pada  sampel  konsentrasi  aktivator  H 3 PO 4 6  M, hal  ini  disebabkan  karena  karbon  zat  mudah  menguap  dan  kadar  abu  pada  proses  yang  dihasilkan  pada sampel  konsentrasi  aktivator  H 3 PO 4 6  M  lebih  tinggi  dari  pada  sampel  0,  2,  dan  4.  Kadar  karbon  terikat  pada penelitian  ini  untuk  sampel  konsentrasi  aktivator  H 3 PO 4 6  M  telah  memenuhi  syarat  kualitas  karbon  terikat persyaratan  SNI  tahun  1995  tentang  arang  aktif  teknis,  arang  aktif  dalam  bentuk  serbuk  yang  baik  memiliki kadar  karbon  minimal  65%.  Menurut  Hendrawan  dkk  (2019),  banyaknya  fraksi  karbon  yang  terikat  dalam arang  menunjukkan  bahwa  kadar  karbon  terikat  akan  semakin  meningkat,  dikarenakan  dehidrasi  terjadi secara sempurna.
Gambar 5. Grafik Nilai  Kadar Karbon Terikat  Karbon Aktif

## 4. KESIMPULAN
Hasil  karakterisasi  karbon  aktif  tempurung  buah  nipah  dengan  aktivator  H 3 PO 4 telah  memenuhi  SNI  No.  06- 3730-1995  tentang  standar  arang  aktif  teknis,  dengan  hasil  pengukuran  karbon  aktif  dari  tempurung  buah nipah  dengan  aktivator  H 3 PO 4 memiliki  karektiristik  nilai  kadar  air  5,45-7,72%,  kadar  zat  mudah  menguap 22,56-36,10%,  kadar  abu  11,21-26,45%,  dan  kadar  karbon  37,45-66,23%.  Seiring  dengan  penambahan  aktivator H 3 PO 4 maka  akan  terjadi  penurunan  pada  nilai  kadar  air,  kadar  zat  mudah  menguap,  dan  kadar  abu  serta terjadi  peningkatan  pada  nilai  kadar  karbon  terikat.  Sehingga  karakteristik  yang  paling  optimum  diperoleh pada  konsentrasi aktivator  H 3 PO 4. 6 M.

## Keterlibatan  Penulis
MH  melakukan  analisis  data,  menulis  manuskrip  original,  menulis  manuskrip  revisi,  melakukan  akuisisi,  dan memberi  gagasan  pokok  ide  penelitian.  RYL  merancang  alat  dan  insturumen  dan  memberi  gagasan  pokok  ide penelitian.

## Daftar  Pustaka
Esterlita,  M.  O.,  &  Herlina,  N.  2015.  Pengaruh  penambahan  aktivator  ZnCl2,  KOH,  dan  H3PO4  dalam  pembuatan  karbon aktif  dari  pelepah  aren (Arenga  Pinnata). Jurnal  Teknik  Kimia  USU .  Vol.  4(1),  47-52.
Fanani,  N.,  &  Ulfindrayani,  I.  F.  2019.  Sintesis  dan  Karakterisasi  Karbon  Aktif  dari  Limbah  bambu  Menggunakan  Aktivator Asam  Pospat  (H3PO4).  In Prosiding  Seminar  Nasional  Sains  dan  Teknologi  Terapan .  Vol.  1(1).  741-746. Hakim,  D. A., Rahayu, T. E. P. S., & Fitriana, D. 2022. Adsorpsi Gas  H2S dengan Karbon Aktif dari Tempurung Buah Nipah Teraktivasi Natrium Hidroksida. Rekayasa Hijau:  Jurnal  Teknologi Ramah Lingkungan .  Vol. 6(1), 85-95. Hasanah,  H.,  Sirait,  R.,  &  Lubis,  R.  Y.  2022.  Pengaruh  Konsentrasi  Aktivator H 3 PO 4 Terhadap  Karbon  Aktif  Ampas Tebu. JOURNAL ONLINE OF PHYSICS . Vol. 8(1), 11-15.
Hendrawan,  Y.,  Sutan,  S.  M.,  &  YR,  R.  K.  2019.  Pengaruh  Variasi  Suhu  Karb onisasi  dan  K onsentrasi  A ktivator  terhadap Karakteristik  K arb on  Aktif  dari  A mpas  Tebu  (Bagasse)  Menggunakan  A ctivating  Agent  NaCl. Jurnal  Ke te knikan Pertanian  Tropis  dan  Biosistem .  Vol.  5(3), 200-207. Husin,  A.,  &  Hasibuan,  A.  2020.  Studi  pengaruh  variasi  konsentrasi  asam  posfat  (H3PO4)  dan  waktu  perendaman  karb on terhadap  karakteristik  karbon  aktif  dari  kulit  durian. Jurnal  Teknik  Kimia  USU .  Vol.  9(2),  80-86.
Laos,  L.  E.,  Masturi,  M.,  &  Yulianti,  I.  2016.  Pengaruh  suhu  aktivasi  terhadap  daya  serap  karbon  aktif  kulit  kemiri. In Prosiding  Seminar  Nasional  Fisika  (E-journal). Vol.  5. 135-140. Manurung,  M.,  Ratnayani,  O.,  &  Prawira,  R.  A.  2018.  Sintesis  dan  K arakterisasi  A rang  dari  Limbah  Bambu  dengan  A ktivator ZnCl2. Cakra  Kimia  (Indonesian  E-Journal  of  Applied  Chemistry) .  Vol. 7 (2),  122-129.
Mulyati,    T.    A.    2017.    Preparasi    dan    karakterisasi    karbon    aktif    dari  limbah  ampas    tebu    menggunakan  aktivator KOH. Indonesian  Chemistry  and  Application  Journal .  Vol.  1(2), 61-67.
Radam,  R.,  &  Kanti,  R.  2021.  Uji  Mutu  Arang  Tempurung  Buah  Nifah  (Nyfa  Fruticans  Wurmb)  Sebagai  Sumber  Energi Alternatif.  In Prosiding  Seminar  Nasional  Lingkungan  Lahan  Basah. Vol.  6(1).
Safariyanti,  S.  J.,  Rahmalia,  W.,  &  Shofiyani,  A.  2018.  Sintesis  dan  Karakterisasi  Karbon  aktif  dari  Tempurung  Buah  Nipah (Nypa  fruticans)  Menggunakan  Aktivator  Asam  Klorida. Jurnal  Kimia  Khatulistiwa , 7 (2).
Snoeyink,  V.  L.,  &  Weber,  W.  J.  1967.  The  surface  chemistry  of  active  carbon;  a  discussion  of  structure  and  surface functional groups. Environmental Science & Technology . Vol. 1(3), 228-234.
Song, X., Ma, X., Li, Y., Ding, L., & Jiang, R. 2019. Tea waste derived microporous active carbon with enhanced double -layer supercapacitor behaviors. Applied Surface Science . Vol. 487, 189-197. Zulfadhli,  M.  2017.  Pembuatan  Karbon  Aktif  Dari  Cangkang  Buah  Karet  ( Hevea  Brasillie nsis )  Dengan  Aktivator  H3PO4  dan Aplikasinya  Sebagai  Penjerap  Cr  (VI). Jurnal  Teknik  Kimia  USU .  Vol. 6 (1),  23-28.