Effectiveness of activated carbon from rubber seed shell  as adsorbent of liquid waste of heavy metal

Yulia Eva Robenita; Andika Munandar; Tarmizi Taher

doi:10.46223/HCMCOUJS.tech.en.14.2.2918.2024

14(2)2024

Effectiveness of activated carbon from rubber seed shell as adsorbent of liquid waste of heavy metal

Author - Affiliation:

Yulia Eva Robenita - Sumatra Institute of Technology , Indonesia

Andika Munandar - Sumatra Institute of Technology , Indonesia

Tarmizi Taher - Sumatra Institute of Technology , Indonesia

Corresponding author: Andika Munandar - andika.munandar@tl.itera.ac.id

DOI:10.46223/HCMCOUJS.tech.en.14.2.2918.2024

Submitted: 21-08-2023
Accepted: 28-11-2023
Published: 04-09-2024

Abstract

Iron or Fe is classified as a metal that has low toxicity, but if the concentration exceeds the quality standard, it can potentially cause pollution to the environment. This study aims to make activated carbon from rubber seed coat shells as an adsorbent for artificial Fe liquid waste using Fe2(SO4)3. 05 grams of activated carbon was activated using a ratio of 2:1, 3:1, 4:1 (NaOH: charcoal), and then an FTIR test was carried out to see the characteristics of the activated carbon. Measurement of Fe concentration using UV-VIS spectrophotometry, with various concentrations of 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 4, 6, and 10 mg/L. After that, an analysis of the effect of contact time with the addition of activated carbon as an adsorbent for heavy metal Fe liquid waste was carried out, using variations of 05, 10, 15, 20, 30, 45, 90, and 120 minutes. An analysis of the effect of Fe concentration, with various concentrations of 10, 20, 30, 40, and 50 mg/L. Obtained from the linear equation of the calibration curve y = 0.0679x - 0.0013 with a correlation coefficient of 0.9996. The results of the third FTIR test showed that the ratio of NaOH and carbon activators did not change significantly. The functional groups that appeared were O-H, C=O carboxylate, C-C-C, aromatic C-H, aromatic C=C, C-O, and Si-O. Activated carbon 2:1, 3:1, and 4:1 have an absorption percentage of 86.72%, 89.45% and 96.37%. The greatest absorption efficiency is at a ratio of 4:1, optimum at 90 minutes. Sample 2:1 has an adsorption capacity of 0.163 mg/g, sample 3:1 of 0.259 mg/g, and 4:1 of 1.340 mg/g. The greatest adsorption capacity of activated carbon is at a ratio of 4:1, adsorption occurs physically (Freundlich) with a multilayer layer.

Keywords

activation; activated carbon; adsorption; Fe liquid waste; rubber seed shell

Full Text:

PDF

Cite this paper as:

Robenita, Y. E., Munandar, A., Taher, T. (2024). Effectiveness of ctivated carbon from rubber seed shell as adsorbent of liquid waste of heavy metal. Ho Chi Minh City Open University Journal of Science – Engineering and Technology, 14(2), 3-18. doi:10.46223/HCMCOUJS.tech.en.14.2.2918.2024

References

Ahriani, A., Zelviani, S., Hernawati, H., & Fitriyanti, F. (2021). Analisis nilai absorbansi untuk menentukan kadar flavonoid daun jarak merah (Jatropha Gossypifolia L.) menggunakan spektrofotometer UV-VIS. JFT: Jurnal Fisika Dan Terapannya, 8(2), 56-64.

Amri, T. A., Priyanto, A., Ramadhan, F., & Gustantia, Y. P. (2017). Potensi limbah tongkol jagung dan sabut buah pinang sebagai adsorben. Prosiding 2th Celscitech-UMRI, 2(1), 23-30.

Anzar, E. (2018). Pengolahan limbah cair dengan metode elektorkoagulasi menggunakan alat jartest untuk penurunan kadar logam fe pada laboratorium pengendalian pencemaran. Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan, 1(1), 23-27.

Asbhani (2004). Pemanfaatan limbah ampas tebu sebagai karbon aktif untuk menurunkan kadar besi pada air sumur. Jurnal Teknik Sipil, 13(1), 105-114.

Astawan, I. K. S., Agustina, L., & Susi. (2018). Utilization of rubber seed shell and (Havea brasiliensis) and kemiri shell (Aleurites moluccana) as biobriket raw material. Jurnal Pertanian, 43(2), 111-122.

Badan Standardisasi Nasional. (1995). Arang aktif teknis. Indonesia: Badan Standardisasi Nasional.

Bangun, T. A., Zaharah, T. A., & Shofiyani, A. (2016). Pembuatan arang aktif dari cangkang buah karet untuk adsorpsi Ion Besi (II) dalam larutan. Jurnal Kimia Khatulistiwa, 5(3), 18-24.

Bempa, H. S., & Kunusa, W. R. (2020). Karbon aktif teraktivasi ZnCl₂ sebagai adsorben logam Fe (III) di limbah laboratorium universitas negeri gorontalo. Jurnal Kimia, 3(Iii), 17-26.

Christmann, K. (2010). Adsorption. lecture series 2010/2011: “Modern methods in heterogeneous catalysis research”. Berlin, Gernamy: Institut für Chemie und Biochemie, Freie Universität.

Desi, Suharman, A. & Vinsiah, R. (2015). Pengaruh variasi suhu karbonisasi terhadap daya serap karbon aktif cangkang kulit buah karet (Havea brasilliensis). Prosiding Semirata, 294-303.

Dewi, D. K. I. C., Effendi, A. A. P., Saputro, E. A., & Sumada, K. (2020). Adsorpsi Fe III dari Larutan Fe₂(SO₄)₃ dengan kitosan cangkang kupang putih. Jurnal Teknik Kimia, 14(April), 58-62.

Fanani, N., & Ulfindrayani, I. F. (2019). Synthesis of Activated Carbon (AC) from bamboo waste as a support of Zinc Oxide (ZnO) Catalyst Konversi. Jurnal Konversi, 8(2), 108-112. doi:10.20527/k.v8i2.7183

Fauziah, N. (2009). Pembuatan arang aktif secara langsung dari kulit acasia mangium wild dengan aktivasi fisika dan aplikasinya sebagai adsorben (Skripsi tidak diterbitkan). Institut Pertanian Bogor University, Bogor, Indonesia.

Ganing, M. (2022). Pengaruh konsentrasi aktivator NaOH pada arang aktif tongkol jagung terhadap adsorpsi Pb₂+. Jurnal Teknologi Kimia Mineral, 1(1), 76-80.

Giyatmi, Fallihah, T., & Swantomo, D. (2020). Penurunan kadar cu dalam limbah cair industri perak menggunakan adsorben abu layang. Jurnal Teknik Kimia, 1, 1-7.

Hadijah, S., Bempa, L., & Kunusa, W. R. (2020). Karbon aktif teraktivasi ZnCl₂ sebagai adsorben logam Fe (III) di limbah laboratorium Universitas Negeri Gorontalo. Journal of Chemistry, 3(Iii), 17-26.

Hamad, B. K., Noor, A., Afida, A. R., & Asri, M. N. M. (2010). High removal of 4-chloroguaiacol by high surface area of oil palm shell-activated carbon activated with NaOH from aqueous solution. Desalination Journal, 257(2010), 1-7. doi:10.1016/j.desal.2010.03.007

Handayani, C., Mushlih, M., & Lestari, J. (2018). Validasi Metode Analisa Kadar Logam Fe pada Rambut Masyarakat di Sekitar Kawasan Industri Semen. Jurnal Katalisator, 3(1), 36-42.

Hanum, F. (2017). Adsorpsi zat warna metilen biru dengn karbon aktif dari kulit durian menggunakan KOH dan NaOH sebagai aktivator. Jurnal Teknik Kimia, 6(1), 49-55.

Hidayah, Suhendar, D., Sudiarti, T., & Maesaroh, E. (2019). Studi keadaan oksidasi besi pada air hujan. Jurnal al-Kimiya, 6(1), 15-21.

Indrawati, T., Ma, A., & Puspawiningtiyas, E. (2014). Penurunan Kadar Cr (VI) pada limbah cair laboratorium menggunakan serbuk besi limbah industri elektroplating. Prosiding Seminar Nasional Hasil, Vi, 298-305.

Irawan, C. (2018). Pengaruh konsentrasi adsorbat terhadap efektivitas penurunan logam fe dengan menggunakan fly ash sebagai adsorben. Jurnal Seminastika, 291-293.

Karim, M. A., Juniar, H., & Ambarsari, M. F. P. (2018). Adsorpsi ion logam fe dalam limbah tekstil sintesis dengan menggunakan metode batch. Jurnal Distilasi, 2(2), 68-81. doi:10.32502/jd.v2i2.1205

Khasanah, S. R. N., & Sumarto, M. S. (2018). Validation comparison of iron ion analysis by visible light spectrophotometry with KSCN and 1,10-Orthophenanthroline Complexes. Jurnal Pendidikan Kimia, 7, 105-114.

Kurniasari, L., Riwayati, I., & Suwardiyono, S. (2012). Pektin sebagai alternatif bahan baku biosorben logam berat. Jurnal Momentum, 8(1), 1-5.

Kurniawan, M. W., Purwanto, P., & Sudarno, S. (2013). Strategi pengelolaan air limbah sentra UMKM batik yang berkelanjutan di kabupaten sukoharjo. Jurnal Ilmu Lingkungan, 11(2), 62-72.

Kurniawati, S., & Sugiarso, D. (2016). Perbandingan Kadar Fe (II) dalam tablet penambah darah. Jurnal Sains dan Seni Institut Teknologi Seni, 5(1), 3-7.

Larasati, A., & Notodarmojo, S. (2014). Kesetimbangan dan kinetika penyisihan orthofosfat dari dalam air dengan metode adsorpsi-desorpsi. Jurnal Teknik Lingkungan, 20(1), 38-47. doi:10.5614/jtl.2014.20.1.5

Las, T., Firdiyono, F., & Hendrawan, A. (2011). Adsorpsi unsur pengotor larutan natrium silikat menggunakan zeolit alam karangnunggal. Jurnal Valensi, 2(2), 368-378.

Lyubchik, S., Lyubchik, A., Lygina, O., Lyubchik, S., & Fonseca, I. (2011). Comparison of the thermodynamic parameters estimation for the adsorption process of the metals from liquid phase on activated carbons. Retrieved March 10, 2023 from https://www.researchgate.net/publication/22191

Masrianti, R., & Fatimura, M. (2018). Pemanfaatan karbon aktif sebagai penyerap ion besi. Journal Redoks, 3(2), 51-54.

Melati, E. K. A. (2023). Desilikasi zeolit alam lampung sebagai adsorben ion amonium dalam air. Teknik Lingkungan (Skripsi tidak diterbitkan). ITERA, Lampung, Indonesia.

Muniandy, L., Adam, F., Mohamed, R. A., & Ng, E. (2014). Microporous and mesoporous materials the synthesis and characterization of high purity mixed microporous / mesoporous activated carbon from rice husk using chemical activation with NaOH and KOH. Microporous Mesoporous Materials Jounal, 197(2014), 316-323.

Novita, P. H. E., & Wahyuningsih, S. (2018). Variasi komposisi input proses anaerobik untuk produksi biogas pada penanganan limbah cair kopi. Jurnal Agroteknologi, 12(1), 43-57.

Nursia, Syahbanu, I., & Shofiyani, A. (2018). Adsorpsi senyawa fenolik dalam asap cair pada arang aktif dari cangkang luar buah karet. Journal Kimia Khatulistiwa, 7(4), 60-65.

Oktasari (2017). Adsorpsi ion logam fe dalam limbah air asam tambang sintesis menggunakan metode batch (Skripsi tidk diterbitkan). UMP, Palembang, Indonesia.

Pari, G., Santoso, A., & Hendra, D. (2006). Manufacturing and application of activated charcoal as reductor of plywood formaldehyde emission. Jurnal Penelitian Hasil Hutan, 24(5), 425-436.

Patil, K. S., & dan Kulkarni, B. S. (2012). Development of high surface area activated carbon from waste material. International Journal Advanced Engineering Research dan Studies, 1(2), 199-113.

Pezoti, O., Cazetta, A. L., Bedin, K. C., Souza, L. S., Martins, Al. C., Silva, T. L., … Almeida, V. C. (2015). NaOH-activated carbon of high surface area produced from guava seeds as a high-efficiency adsorbent for amoxicillin removal: Kinetic, isotherm and thermodynamic studies. Chemical Engineering Journal, 288, 778-788. doi:10.1016/j.cej.2015.12.042

Refianti, V. A. (2018). Pengaruh konsentrasi NaOH pada aktivasi arang tempurung kelapa untuk adsorpsi hipoklorit (Skripsi Jurusan Kimia). UB, Malang, Indonesia.

Riyanto, C. A., Kurniawan, E., & Aminu, N. R. (2021). Pengaruh NaOH dan suhu aktivasi terhadap karakteristik karbon aktif sekam padi teraktivasi H₃PO₄. Journal of Natural and Applied Sciences, 1(2), 59-68. doi:10.33369/rjna.v1i2.16864

Rosalina, H., Tedja, T., Riani, E., & Sugiarti, S. (2016). Pengaruh aktivasi fisika dan kimia arang aktif buah bintaro terhadap daya serap logam berat krom. Jurnal Biopropal Industri, 7(1), 35-45.

Sa’diyah, K., Suharti, P. H., Hendrawati, H., Pratamasari, F. A., & Rahayu, O. M. (2021). Utilization of wood sawdust as activated carbon through pyrolysis and chemical activation process. Journal Chemical Engineering Research Article, 4(2), 90-99. doi:10.25273/cheesa.v4i2.8589

Said, A. E. A., Aly, A. A. M., El-wahab, M. M. A., & Soliman, S. A. (2012). Potential application of propionic acid modified sugarcane bagasse for removing of basic and acid dyes from industrial wastewater. Jurnal Resources and Enviroment, 2(3), 93-99.

Suryadi, I., Soetaredjo. F. E., Santoso, S. P., Putro, J. N., Yuliana, M., Irawaty, W., … Lunardi, V. B. (2021). Adsorpsi fase cair: Kesetimbangan, kinetika, dan termodinamika (1st ed.). Surabaya: Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya.

Suryani, M. I., Paramita, A., Susilo, H., & Maharsih (2022). Analisis penentuan kadar besi (Fe) dalam air limbah tambang batu bara. Indonesian Journal Of Laboratory, 5(1), 7-15.

Susilawati, N., & Andriyanie, F. (2019). Pengaruh waktu kontak dan aktivasi ampas tebu terhadap kapasitas adsorpsi logam Cr Dan Mn. Prosiding Seminar Nasional II Hasil Litbangyasa Industri, 277-284.

Syauqiah, I., Amalia, M., & Kartini, H. A. (2011). Analisis waktu dan kecepatan pengaduk pada proses adsorpsi limbah logam berat dengan arang aktif. Jurnal Info Teknik, 12(1), 11-20.

Trina, I., Supriyanto, R., Rinawati, R., & Buhani, B. (2022). Potensi karbon aktif kayu bakau sebagai Solid Phase Extraction (Spe) pada pengaruh pemekatan konsentrasi fenol. Analytical and Environmental Chemistry Journal, 7(2), 103-114.

Udyani, K., Purwaningsih, D. Y., Setiawan, R., & Yahya, K. (2019). Pembuatan karbon aktif dari arang bakau menggunakan gabungan aktivasi kimia dan fisika dengan microwave. Jurnal Media Komunikasi Teknologi, 23(1), 39-46.

Wibowo, S., Syafi, W., & Pari, G. P. (2011). Karakterisasi permukaan arang aktif tempurung biji nyamplung. Makara of Technology Series Journal, 15(1), 17-24. doi:10.7454/mst.v15i1.852

Wicaksana, A., & Rachman, T. (2018). Isotherm freundlich, kinetics model and definition rate adsorption of Fe with activated carbon from coffee waste angew. Journal Chemurgy, 6(11), 951-952.

Yagub, M. T., Sen, T. K., Afroze, S., & Ang, H. M. (2014). Dye and its removal from aqueous solution by adsorption: A review. Advances in Colloid and Interface Science, 209, 172-184.

Yuliastri, R. F. (2018). Pengolahan limbah laboratorium kimia dengan. Jurnal Fakultas Teknik, 5(1), 72-81.

Zulfadhli, M., & Iriany, I. (2017). Activated carbon production from rubber shell (Hevea brasilliensis) using H₃PO₄ activator and its aplication as Cr(VI) adsorber. Jurnal Teknik Kimia, 6(1), 23-28.

DOI: https://doi.org/10.46223/HCMCOUJS.tech.en.14.2.2918.2024