Electronic Theses and Dissertation

Merkuri merupakan salah satu logam berat yang paling berbahaya yang terdapat di perairan. Salah satu alternatif untuk mereduksinya adalah dengan metode adsorpsi menggunakan adsorben hasil pirolisis kakao yang dilakukan pada penelitian ini. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengkaji kemampuan adsorben hasil pirolisis kulit kakao dalam menyerap ion merkuri. Kulit kakao setelah dikeringkan kemudian dipirolisis dalam reaktor pirolisis selama 1,5 jam. Suhu pirolisis divariasikan masing-masing 300oC, 340oC, dan 380oC. Adsorben kemudian diayak dengan ayakan 100 mesh, selanjutnya dilakukan uji karakteristik terhadap adsorben. Hasil penelitian menunjukkan bahwa adsorben hasil pirolisis kulit kakao dapat digunakan sebagai adsorben untuk menyerap ion merkuri karena memenuhi syarat standar mutu yang ditetapkan oleh SNI 06-3730-1995 untuk kadar air, kadar abu dan daya serap iodin, serta memiliki gugus fungsi O-H, C=O, C=C, C≡C, C=H sebagai gugus aktif dalam menyerap ion merkuri, memiliki morfologi permukaan dengan porositas yang tinggi, dan ukuran partikel yang kecil, serta menunjukkan bahwa karbon aktif yang terbentuk bersifat amorf sehingga mudah berinteraksi dengan logam. Adsorben kemudian digunakan untuk mereduksi ion merkuri. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kapasitas penyerapan meningkat secara signifikan pada waktu kontak 15 sampai 60 menit, yaitu sebesar 0,055 mg/g; 0,074 mg/g; 0,096 mg/g, dan 0,099 mg/g. Selanjutnya meningkat pada waktu 60 sampai 90 menit dengan kapasitas penyerapan sebesar 0,106 mg/g. Suhu pirolisis pembuatan adsorben juga berpengaruh terhadap adsorpsi ion merkuri. Pada suhu 300oC, 340oC, dan 380oC berturut-turut diperoleh kapasitas adsorpsi sebesar 0,149 mg/g, 0,152 mg/g dan 0,155 mg/g. Penelitian ini dilakukan pada kisaran pH 6 sampai 8 dan diperoleh kapasitas adsorpsi paling tinggi pada pH 8 yaitu sebesar 0,16 mg/g, selanjutnya pada pH 7 sebesar 0,074 mg/g, dan kapasitas terendah pada pH 6 sebesar 0,024 mg/g. Uji kinetika adsorpsi menunjukkan bahwa adsorben hasil pirolisis kulit kakao dalam menyerap ion merkuri mengikuti model pseudo second orde. RSM Box Behnken Design berhasil digunakan untuk mendapatkan kapasitas adsorpsi ion merkuri yang optimum pada 3 variabel input. Hasil menunjukkan bahwa ketiga variabel mempengaruhi respon yang diselidiki. Model menyarankan bahwa kapasitas adsorpsi ion merkuri optimum diantaranya adalah pada kondisi suhu pirolisis adsorben 340oC, pH 8, dan waktu kontak 90 menit. Setelah dilakukan validasi diperoleh kapasitas adsorpsi sebesar 0,148 mg/g.

Kata Kunci: merkuri, adsorpsi, pirolisis, kulit kakao, response surface methodology.

Mercury is the one of the most dangerous heavy metals found in waters. One alternative to reduce it by adsorption method using an adsorbent derived from the pyrolysis of cocoa shells which was carried out in this study. The aim of this study is to examine the ability of the adsorbent derived from the pyrolysis of cocoa shells to absorb mercury ions. After washing and drying the cocoa shells, they were placed in the pyrolysis reactor for 1.5 hours at 300oC, 340oC, and 380oC. Then, adsorbent was ground and sieved through a mechanical sieve with a mesh size of 100. Finally, the adsorbent was tested for its characteristics. The results showed that the adsorbent can be used to absorb mercury ions because it meets the requirements specified in SNI 06-3730-1995 for water content, ash content, and iodine absorption. The adsorbent produced by pyrolysis of cocoa shells contain O-H, C=O, C=C, C≡C, C=H groups as active groups for mercury ion absorption, it also had a surface morphology with high porosity and small particle size and indicated that the activated carbon formed was amorphous, making it easier to interacts with metals. The adsorbent was used to reduce the mercury ions. The result showed that the absorption capacity was increase as contact time increase. Contact times of 15 to 60 minutes resulted in significant increase in absorption capacity, namely 0,055 mg/g, 0,074 mg/g, 0,096 mg/g, and 0,099 mg/g. Then, it increased gradually over 60 minutes and 90 minutes with an absorption capacity of 0.106 mg/g. The pyrolysis temperature also affected the adsorption of mercury ions. At 300oC, 340oC, and 380oC, the adsorption capacity was 0.149 mg/g, 0.152 mg/g, and 0.155 mg/g. This research was conducted at 6 to 8 pH range. The highest adsorption capacity was obtained at pH 8, which was 0.16 mg/g, then at pH 7 of 0.074 mg/g, and at pH 6 of 0,024 mg/g. In this study, the adsorption of mercury ions with the adsorbent followed pseudo-second-order models with an R2 value of 0.9929. RSM Box Behnken Design was successfully used to obtain the optimum adsorption capacity of mercury ions at 3 input variables. The result showed that the three variables affected the response investigated. The model suggests that the optimum adsorption capacity of mercury ions was at 340oC, pH 8 and contact time of 90 minutes with a predicted adsorption capacity of 0.194 mg/g. After validation, the adsorption capacity of 0.148 was obtained. Key words: mercury, adsorption, pyrolysis, cacao shells, response surface methodology.