Metode Penentuan Kapasitas Air Karbon Aktif

Metode Penentuan Kapasitas Air Karbon Aktif

Karbon aktif adalah bahan karbon berpori yang diolah secara khusus, terutama terdiri dari karbon. Bahan ini memiliki struktur pori yang berkembang baik dan luas permukaan spesifik yang besar (berkisar antara 500–1700 m²/g), yang dapat secara efektif menghilangkan zat berbahaya dari gas atau cairan melalui adsorpsi fisik dan kimia.

Bahan ini diproduksi dari bahan baku yang mengandung karbon seperti kayu, tempurung kelapa, dan batu bara melalui proses karbonisasi dan aktivasi. Umumnya berbentuk bubuk hitam, granular, atau kolumnar, dan banyak digunakan dalam pengolahan air, pemurnian udara, dekolorisasi makanan, pemurnian farmasi, dan bidang lainnya.

Tujuan Percobaan

Tujuan pengujian kapasitas air karbon aktif adalah untuk mengevaluasi kapasitas adsorpsinya terhadap molekul air, sehingga mencerminkan tingkat perkembangan struktur pori dan hidrofilisitas permukaannya. Indeks ini berfungsi sebagai referensi penting untuk menilai kinerjanya dalam aplikasi seperti pengolahan air dan pemurnian udara.

Mencerminkan volume pori total: Molekul air terutama mengisi mikropori dan mesopori karbon aktif. Kapasitas adsorpsi yang lebih tinggi menunjukkan struktur pori yang lebih berkembang dan umumnya luas permukaan spesifik yang lebih besar.

Memprediksi kinerja aplikasi praktis: Dalam skenario pemurnian udara, pelembapan, dan pengolahan air limbah, kapasitas air dapat dengan cepat menunjukkan potensi adsorpsi karbon aktif terhadap zat polar.

Membantu kontrol kualitas: Sebagai metode pengujian cepat dalam produksi, metode ini digunakan untuk memantau konsistensi produk dan stabilitas batch.

Sampel dan Instrumen Percobaan

Sampel: Karbon aktif

Instrumen: ST-62 Penguji Kapasitas Air Karbon Aktif, sesuai dengan GB/T 7702.5

Prosedur Percobaan

1. Pra-perlakuan dan Pengeringan Sampel

Sampel sesuai dengan GB/T 7702.1. Tempatkan sampel karbon aktif secara merata dalam botol timbang bersih dengan ketebalan sampel tidak lebih dari dua pertiga wadah. Masukkan botol yang tidak tertutup ke dalam oven pengering pada suhu 105°C±5°C dan keringkan selama 2 jam. Keluarkan, tutup rapat, pindahkan ke desikator, dan dinginkan hingga suhu kamar selama tidak kurang dari 30 menit untuk menyiapkan sampel uji yang benar-benar kering.

• Penimbangan Sampel Kering Mutlak

Panaskan, kalibrasi, dan nolkan neraca analitik. Timbang secara akurat massa sampel karbon aktif kering mutlak sebagai m¹ dengan akurasi 0,0001 g dan catat datanya. Siapkan dua sampel paralel untuk pengujian simultan guna memastikan pengulangan pengujian memenuhi persyaratan standar nasional.

3. Perendaman Air Jenuh Karbon Aktif

Masukkan karbon aktif kering mutlak yang telah ditimbang ke dalam gelas kimia bersih. Tambahkan air suling secukupnya untuk merendam sampel sepenuhnya, dengan ketinggian cairan setidaknya 20 mm di atas permukaan sampel. Biarkan berdiri dan rendam pada suhu kamar dan tekanan atmosfer hingga saturasi air pori penuh. Aduk perlahan 2–3 kali selama perendaman untuk memastikan adsorpsi air yang seragam dan cukup.

4. Filtrasi Vakum untuk Menghilangkan Air Bebas Permukaan

Pindahkan karbon aktif jenuh air ke corong Buchner yang dilapisi kain saring. Nyalakan pompa vakum untuk filtrasi tekanan negatif yang stabil hingga tidak ada lagi tetesan berkelanjutan. Hilangkan air bebas pada permukaan partikel sambil mempertahankan hanya air yang teradsorpsi di dalam pori-pori untuk memastikan akurasi pengujian.

5. Penimbangan Sampel Jenuh

Setelah filtrasi, segera pindahkan karbon aktif jenuh kembali ke botol timbang asli dan segel untuk mencegah penguapan kelembaban. Gunakan neraca terkalibrasi yang sama untuk menimbang secara akurat massa total sampel jenuh sebagai m² hingga 0,0001 g, dan catat sepenuhnya semua data sampel paralel.

Hasil Percobaan

Kapasitas air yang terukur dari batch karbon aktif granular berbasis batu bara ini adalah 37,0%, yang sesuai dengan spesifikasi teknis produk yang relevan. Kinerja penyerapan air dan retensi air sampel dinyatakan memenuhi syarat.