1. Dokumen ini membahas tentang adsorpsi-desorpsi ion Cu(II) dan Ni(II) pada karbon aktif dari tempurung kelapa sawit yang dimodifikasi dengan magnetit. Tujuan penelitian ini adalah untuk membuat karbon aktif magnetit dan mempelajari proses adsorpsi-desorpsi ion logam tersebut. 2. Beberapa tahapan yang dilakukan antara lain pembuatan karbon aktif, aktivasi dengan magnetit, karakterisasi material, penentuan parameter optimum ad

1. PROGRAM PASCASARJANA MAGISTER KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2019
Seminar Hasil Penelitian
Oleh
ANNISAA SITI ZULAICHA
1727011002
ADSORPSI - DESORPSI
ION Cu(II) DAN Ni(II) PADA KARBON AKTIF DARI TEMPURUNG KELAPA
SAWIT YANG DIMODIFIKASI DENGAN MAGNETIT

2. Kemajuan industri
Krisis Lingkungan (pencemaran air)
Limbah logam berat
Seperti logam Cd, Cu,
Pb, Hg, Ni, Zn, dan As
Khususnya industri:
• mikro elektronik
• pengolahan logam
• produksi baterai
• penyepuhan
• pupuk
No Badan/ organisasi Logam
Batas maksimum
(dalam air minum)
1
World Health
Organization (WHO)
Ion Ni(II) 0,02 mg/L
2
US Environmental
Protection Agency
Ion Cu(II) 1.3 mg/L

3. ADSORPSI
KARBON AKTIF (dari
tempurung kelapa sawit)
Modifikasi
karbon
menjadi
karbon aktif
magnetit
Karbon aktif yang telah
menyerap limbah
Harus diolah
lebih lanjut
DESORPSI
Pada penelitian ini akan dipelajari proses
adsorpsi-desorpsi ion Cu(II) dan Ni(II) menggunakan karbon aktif magnetit
(KAM) meliputi kajian tentang pengaruh dosis adsorben, pH, waktu kontak,
dan konsentrasi adsorbat.

4. Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka tujuan penelitian ini
adalah sebagai berikut:
1. Membuat karbon aktif magnetit dari tempurung kelapa sawit.
2. Mempelajari proses adsorpsi ion Cu(II) dan Ni(II) menggunakan karbon aktif
magnetit (KAM) meliputi kajian tentang pengaruh dosis adsorben, pH, waktu
kontak, dan konsentrasi adsorbat serta menentukan zero point charge (pHpzc) pada
karbon aktif maupun karbon aktif magnetit.
3. Mempelajari proses desorpsi ion Cu(II) dan Ni(II) menggunakan beberapa eluen
yang berbeda.

5. Adapun manfaat penelitian ini adalah memberikan informasi tentang proses
adsorpsi logam Cu dan Ni dengan karbon aktif fisika kimia magnetit dengan
bahan dasar tempurung kelapa sawit, serta proses desorpsinya sehingga
dapat digunakan untuk mengurangi masalah pada pencemaran air khususnya
polutan logam Cu dan Ni.

6. Penelitian ini dilakukan pada bulan Maret-Juni 2019 di Laboratorium Kimia
Anorganik/Fisik Universitas lampung
Analisis Tempat
Atomic Absorbtion
Spectrophotometry (AAS)
Laboratorium kimia analitik FMIPA Universitas Gadjah Mada
X-ray diffraction
(XRD)
Institut Teknologi Sepuluh November, Surabaya
Scanning electron microscope-
energy dispersive x-ray
(SEM-EDX)
UPT Laboratorium Terpadu dan Sentra Inovasi Teknologi Universitas
Lampung (LTSIT) Unila.
BET surface area Laboratorium Teknik Kimia Insititut Teknologi Bandung (ITB)
FT- IR Laboratorium Organik Universitas Gadjah Mada

8. 1. Preparasi dan pembuatan karbon aktif
Tempurung kelapa sawit
• Dibersihkan
• Dikeringkan dibawah sinar
matahari
• Dibakar didalam drum yang
terbuat dari plat besi
• Dihaluskan
• Diayak dengan ayakan
ukuran 100 – 200 m
• Diaktivasi secara fisika /
fisika-kimia

9. 2. Proses aktivasi karbon aktif tempurung kelapa sawit
100 gram karbon tempurung kelapa sawit
• ditanur pada suhu 700 ºC selama 1 jam
• didiamkan sampai dingin
• dipisahkan antara karbon aktif dan abu.
Karbon aktif fisika (KAF)
Aktivasi Fisika Aktivasi Kimia
25 gram karbon aktif hasil aktivasi fisika
• direndam dalam 50 mL larutan H3PO4 10% selama
24 jam
• disaring dan dicuci dengan akuades hingga pH 6
• dikeringkan dalam oven pada suhu 1000C selama
1 jam.
Karbon aktif fisika kimia
(KAFK)

10. 3. Pembuatan Magnet
Larutan FeCl3
(1,8 gram FeCl3
dalam 130 mL
aquades)
Larutan FeSO4
(3,66 gram
FeSO4.7H2O
dalam 15 mL
aquades) • dicampurkan dan
diaduk pada suhu 60-
800C selama 30
menit.
50 mL Aquades (60C)
• diaduk selama 30
menit
• ditambahkan NaOH
10 M secara perlahan
hingga pH 13
• diaduk selama 1 jam
• didiamkan selama
24 jam
• disaring dan
dibilas sampai pH
netral
• Dikeringkan dalam oven pada
suhu 50C selama 5 jam.
Magnetit

11. 4. Pembuatan Karbon Aktif Magnetit
Larutan FeCl3
Larutan FeSO4
• diaduk selama 30
menit
• ditambahkan NaOH
10 M secara perlahan
hingga pH 13
• diaduk selama 1 jam
• didiamkan selama
24 jam
• disaring dan
dibilas sampai pH
netral
• Dikeringkan
dalam oven
pada suhu 50C
selama 5 jam.
Karbon Aktif
Fisika/Kimia Magnetit
5 gram KAF/KAK
C : Fe
Jumlah FeCl3
dalam 130 ml
aquades (gram)
Jumlah FeSO4.7H2O
dalam 15 ml
aquades (gram)
1 : 0,05 ( 5%) 0,33 0,67
1 : 0,10 (10%) 0,67 1,34
1 : 0,20 (20%) 1,33 2,6
• dicampurkan dan
diaduk pada suhu 60-
800C selama 30
menit.
50 mL Aquades (60C)

12. Karakterisasi Bahan yang di karakterisasi Fungsi
XRD Magnetit, KAF, KAFK, KAFKM
Mengidentifikasi kristalinitas material pada
adosrben
SEM-EDX
Karbon sebelum aktivasi, KAF,
KAFK, KAFKM
Mengetahui morfologi permukaan
adsorben dan mengidentifikasi komposisi
unsur pada karbon aktif
BET surface area KAF, KAFK, KAFKM
Mengukur luas permukaan karbon aktif,
volume pori, dan model adsoprsi-desorpsi
FT-IR
Karbon sebelum aktivasi, KAF,
KAFK, KAFM, KAFKM
Mengidentifikasi gugus fungsi pada
permukaan karbon aktif.

13. 5. Penentuan zero point charge (pHpzc) pada karbon aktif dan karbon aktif magnetit.
5 mL larutan
NaCl 0,01 M
yang divariasi
pH nya (3, 4, 5,
6, 7, 8, 9 dan 10)
0,01 gram
KAFK / KAFKM
• Diaduk selama 48 jam
Supernatan
• Diukur pH nya
• Diplot pH awal larutan
terhadap pH
pHpzc

14. a. Pembuatan Larutan Induk Ion Ni(II) dan Cu(II) 250 ppm
Larutan ion Ni(II)
1,24 g serbuk Ni(NO3)2.6H2O
• dimasukkan kedalam labu takar
1000 mL
• dilarutkan dengan aquades
hingga tanda tera
• dihomogenkan.
Larutan Induk Ion Ni(II) 250 ppm
0,98 g serbuk CuSO4.5H2O
• dimasukkan kedalam labu takar
1000 mL
• dilarutkan dengan aquades
hingga tanda tera
• dihomogenkan.
Larutan Induk Ion Cu(II) 250 ppm
Larutan ion Cu(II)

15. b. Penentuan pengaruh Dosis Adsorben
Karbon Aktif *
25 mL Larutan**
Karbon Aktif Variasi Dosis adsorben (mg)* Larutan (100 ppm)**
KAFKM 100, 200, 300, 400, 500
Ion Cu(II)
Ion Ni(II)
• diaduk
selama 1
jam
• disentrifugas
i
• Filtrat diukur
konsentrasinya dengan
AAS

16. b. Penentuan Pengaruh pH
Karbon Aktif
dengan dosis
optimum
25 mL Larutan ion
logam dengan
variasi pH **
Karbon Aktif Variasi pH** Larutan (100 ppm)**
KAFKM 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, dan 10
Ion Cu(II)
Ion Ni(II)
• diaduk
selama
1 jam
• disentrifugas
i
• Filtrat diukur
konsentrasinya dengan
AAS
• Penurunan pH dilakukan dengan penambahan HCl 0,1
M dan peningkatan pH dilakukan dengan
penambahan NaOH 0,1 M

17. c. Penentuan Pengaruh Waktu Kontak
25 mL Larutan ion
logam dengan pH
optimum**
• diaduk
dengan
variasi
waktu*
• disentrifugas
i
• Filtrat diukur
konsentrasinya dengan
AAS
Karbon Aktif
dengan dosis
optimum
Karbon Aktif Variasi Waktu Kontak (menit)* Larutan (100 ppm)**
KAFK
0, 15, 30, 60, dan 90
Ion Cu(II)
Ion Ni(II)
KAFKM
Ion Cu(II)
Ion Ni(II)

18. d. Penentuan Pengaruh Konsentrasi
Karbon Aktif
dengan dosis
optimum
25 mL Larutan dengan pH
optimum dan variasi
konsentrasi**
• diaduk
dengan
waktu
optimum
• disentrifugas
i
• Filtrat diukur
konsentrasinya dengan
AAS
Karbon Aktif Variasi Konsentrasi (ppm)** Larutan**
KAFK
0, 50, 100, 150, 200, & 250
Ion Cu(II)
Ion Ni(II)
KAFKM
Ion Cu(II)
Ion Ni(II)

19. Karbon Aktif
dengan dosis optimum
25 mL larutan
dengan pH dan
konsentrasi optimum*
+
Filtrat
• Dianalisis menggunakan AAS
Hasil
• Diaduk dengan waktu kontak optimum
• Disentrifugasi
Endapan
• Dielusi**
• Diaduk (250 rpm, 30 menit)
• Disentifugasi
Filtrat
Hasil
Larutan (ppm)
Ion Ni(II)
Ion Cu(II)
Eluen
Aquades
Etanol 96%
HCl (50 mL 0,1 M)
EDTA (50 mL 0,1 M)
e. Proses Adsorpsi - Desorpsi
• Dianalisis menggunakan AAS

20. a) b) c)
Gambar 1. Hasil preparasi sampel (a) tempurung kelapa sawit, (b) karbon tempurung kelapa sawit kasar,
(c) karbon tempurung kelapa sawit halus.

21. a) b)
Gambar 2. Hasil aktivasi karbon (a) karbon aktif fisika (KAF), (b) karbon aktif fisika kimia (KAFK)

22. a) b) c)
Gambar 3. Hasil pembuatan karbon aktif fisika kimia magnetit (KAFKM) a) 5, b) 10, dan c) 20%

23. Gambar 4. Grafik antara pH awal dan ∆pH pada penentuan pHpzc
KAFK dan KAFKM
KAFKM KAFK
pH awal pH akhir pH
pH
awal
pH
akhir
pH
3,07 5,98 2,91 3,00 3,64 0,64
4,02 7,15 3,13 4,00 4,72 0,72
5,00 6,65 1,65 5,01 6,53 1,52
6,00 7,66 1,66 6,02 6,02 0,00
7,06 7,96 0,90 7,01 5,45 -1,56
8,05 7,32 -0,73 8,02 6,43 -1,59
9,04 7,32 -1,72 9,03 6,74 -2,29
10,00 7,68 -2,32 10,01 7,60 -2,41

24. a)
b)
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
keV
0
20
40
60
80
100
cps/eV
C
O
c)
d)
Gambar 5. Hasil karakterisasi SEM
EDX dengan pembesaran 5000 x pada
permukaan (a,c) karbon sebelum
aktivasi dan (b,d) KAF.

25. e) g)
f)
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
keV
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
cps/eV
C
O
Fe
Fe
h)
Gambar 6. Hasil karakterisasi SEM
EDX dengan pembesaran 5000 x pada
permukaan (e,g) KAFK, dan (f,h)
KAFKM.

26. a) b)
c) d)
Gambar 7. Difraktogram dari
a) KAF, b) KAFK, c) magnetit, dan
d) KAFKM.
Muncul puncak-puncak baru pada daerah
2Ɵ masing-masing sebesar 39,09 dan
60,746o menandakan karbon aktif telah
terlapisi oleh magnetit

27. a) b)
c)
Gambar 8. Pola isoterm adsorpsi-desorpsi pada
a) KAF, b) KAFK, dan c) KAFKM.
Tipe isoterm adsorpsi desorpsi

29. Gambar 9. Spektrum FT-IR
dari adsorben a) karbon, b)
KAF, c) KAFK, d) KAFM
dan e) KAFKM
Fe - O
O - H C - H C - C
C = O C - O

30. Gambar 10. Kurva pengaruh dosis adsorben pada adsorpsi
ion Cu(II) dan Ni(II)
Adsorpsi ion Cu(II) optimum
pada 0,4 gram KAFKM
dengan % adsorpsi sebesar
99,597%
Adsorpsi ion Ni(II) optimum
pada 0,5 gram KAFKM
dengan % adsorpsi sebesar
99,110%

31. Gambar 11. Kurva pengaruh pH pada adsorpsi ion Cu(II) dan Ni(II) dalam larutan
Pengaruh pH pada adsorpsi
ion Cu(II) dan Ni(II) tidak
terlalu siginifikan.
Persentase adsorpsi ion Cu(II)
dan Ni(II) rata-rata mencapai
99,452 dan 98,331%.

32. Gambar 12. Kurva pengaruh waktu kontak
terhadap adsorpsi ion a) Cu(II) dan b) Ni(II)
dalam larutan
Semakin lama waktu kontak antara adsorben dan adsorbat maka adsorpsi
semakin meningkat.
Waktu Larutan KAFK KAFKM
90 menit
Ion Cu(II) 48,025% 84,970%
Ion Ni(II) 32,122% 65,185%

33. Gambar 13. Pola kinetika pseudo orde satu pada KAFKM terhadap adsorpsi
ion a) Cu(II) dan b) Ni(II) dalam larutan

34. Gambar 14. Pola kinetika pseudo
orde dua untuk adsorpsi Cu(II) pada
a) KAFK dan b) KAFKM
Gambar 15. Pola kinetika pseudo
orde dua untuk adsorpsi Ni(II) pada
c) KAFK dan d) KAFKM

35. Proses adorpsi baik ion Cu(II) ataupun Ni(II) dalam larutan dengan
KAFK maupun KAFKM cenderung mengikuti kinetika adsorpsi
pseudo orde dua karena nilai koefisien korelasi (R2 ) mendekati 1

36. Gambar 16. Pengaruh konsentrasi terhadap jumlah ion a) Cu(II) dan b) Ni(II) teradosorpsi (Q)

37. Gambar 17. Pola isoterm adsorpsi Langmuir pada KAFK dan
KAFKM terhadap ion Cu(II) dalam larutan
Gambar 18. Pola isoterm adsorpsi Langmuir pada KAFK dan
KAFKM terhadap ion Ni(II) dalam larutan
Gambar 19. Pola isoterm adsorpsi Freundlich pada KAFK
dan KAFKM terhadap ion Cu(II) dalam larutan
Gambar 20. Pola isoterm adsorpsi Freundlich pada KAFK dan
KAFKM terhadap ion Ni(II) dalam larutan

38. Tabel 5. Parameter isoterm adsorpsi Langmuir dan Freundlich larutan ion Cu(II) dan Ni(II)
terhadap KAFK dan KAFKM

39. 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
keV
0
10
20
30
40
50
cps/eV
C
O
Fe
Fe
Cu
Cu
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
keV
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
cps/eV
C
O
Ni
Ni Fe
Fe
a)
b)
c)
d)
Gambar 21. Hasil karakterisasi
SEM EDX dengan pembesaran
5000 x pada permukaan (a,c)
KAFKM setelah adsorpsi ion
Cu(II) dan (b,d) KAFKM
setelah adsorpsi ion Ni(II).

40. Gambar 22. Persentase desorpsi ion Cu(II) dengan beberapa jenis eluen
Desorpsi ion Cu(II) pada KAFK dan
KAFKM paling besar pada penggunaan
HCl 0,1 M, yaitu 45,40 dan 72,30%

41. Gambar 23. Persentase desorpsi ion Ni(II) dengan beberapa jenis eluen
Desorpsi ion Ni(II) pada KAFK dan
KAFKM paling besar pada
penggunaan HCl 0,1 M, yaitu 24,41
dan 70,84%

42. 1. Karbon aktif dari tempurung kelapa sawit yang dimodifikasi dengan megnetit telah berhasil dilakukan,
ditandai dengan muculnya puncak Fe pada karakterisasi menggunakan EDX untuk adsorben KAFKM.
Selain itu, difragtogram KAFKM muncul puncak-puncak pada daerah 2Ɵ sebesar 39,09 dan 60,746o
yang sama dengan puncak difragtogram magnetit yang membuktikan bahwa magnetit (Fe3O4) telah
melapisi permukaan karbon aktif.
2. Nilai pHpzc pada KAFK dan KAFKM masing-masing adalah 6 dan 8.
3. Persen adsorpsi ion Cu(II) dan Ni(II) pada KAFKM optimum dengan dosis 0,4 dan 0,5 gram sebesar
99,60 dan 99,11%.
4. Laju adsorpsi ion Cu(II) dan Ni(II) terhadap KAFK dan KAFKM cenderung mengikuti persamaan
kinetika pseudo orde dua serta model isoterm adsorpsi cenderung pada isoterm adsorpsi Langmuir
dengan nilai koefisien korelasi masing-masing mendekati 1.

43. 5. Kapasitas adsorpsi ion Cu(II) oleh KAFK dan KAFKM pada konsentrasi awal 250 mg/L
dan waktu kontak 90 menit, rata-rata sebesar 7,147 dan 12,938 mg/g. Kapasitas adsorpsi
ion Ni(II) oleh KAFK dan KAFKM pada konsentrasi awal 250 mg/L dan waktu kontak 90
menit, rata-rata sebesar 3,176 dan 8,594 mg/g adsorben.
6. Hasil desorpsi menggunakan eluen HCl pada penelitian ini menghasilkan tingkat desorpsi
paling baik untuk ion Cu(II) dan Ni(II) pada KAFK yaitu 45,409 dan 24,419% serta pada
KAFKM sebesar 72,309 dan 70,844%.

44. 1. Melakukan uji adsorpsi pada karbon aktif magnetit terhadap logam berat selain
Cu dan Ni.
2. Menggunakan bahan awal selain FeSO4•7H2O dan FeCl3 sebagai sumber
magnetit yaitu campuran antara FeCl3 dan FeCl2.
3. Menggunakan eluen lain untuk proses desorpsi.

45. SEMIRATA & ICST 2019 _ July 6th -7th, 2019
COATING OF ACTIVATED CARBON FROM OIL PALM SHELLS WITH
MAGNETITE PARTICLES AND ADSORPTION TESTS ON Cu(II) IONS IN
SOLUTION
Oleh:
Annisaa Siti Zulaicha*, Buhani, & Suharso
*Email : annisaazulaicha@gmail.com
1
Magister Program of Chemistry
Lampung University
SEMIRATA (ANNUAL MEETING AND SEMINAR) & INTERNATIONAL
CONFERENCE ON SCIENCE AND TECHNOLOGY (ICST)

46. The authors would like to thank the Directorate of Research and
Community Service, Directorate General for Research and Development,
Ministry of Research, Technology and Higher Education of the Republic of
Indonesia who have funded this research in accordance with contract
number: 179/SP2H/LT/DPRM/2019. The authors give a high appreciation to
Technical Service Unit of the Integrated Laboratory and the Technology
Innovation Center–University of Lampung