Preparasi karbon aktif dari serpihan kayu eukaliptus menggunakan proses aktivasi karbonisasi-uap berkelanjutan dalam tanur putar intermiten batch (2)

Preparasi karbon aktif dari serpihan kayu eukaliptus menggunakan proses aktivasi karbonisasi-uap berkelanjutan dalam tanur putar intermiten batch (2)

analisis XRD

Gambar 4 menunjukkan pola difraksi sinar-X bahan karbon aktif serpihan kayu kayu putih yang dibuat pada suhu 500 °C, 600 °C, dan 700 °C. Dapat dilihat bahwa struktur karbon dari semua produk karbon aktif sebagian besar amorf dengan adanya beberapa bahan kristal. Ini ditunjukkan dengan pita XRD yang luas pada  ~ 26° dan ~ 44°, masing-masing, yang sesuai dengan struktur amorf yang terdiri dari lembaran mirip-grafena aromatik yang berorientasi secara acak17. Hal ini dikarenakan proses aktivasi uap menyebabkan struktur grafit menjadi hancur dan lembaran karbon yang tersisa sebagian besar tidak teratur dengan pori-pori pada luas permukaan karbon aktif uap. Hasil ini sesuai dengan hasil spektroskopi Raman.

Sifat permukaan karbon aktif uap

Gugus fungsi pada permukaan karbon aktif telah terbukti memiliki pengaruh yang besar terhadap reaksi zat polar dan non-polar. Di sisi lain, struktur berpori dari karbon aktif mengatur kapasitas adsorpsinya. Oleh karena itu, sifat pori permukaan bahan karbon aktif juga merupakan faktor penting dalam adsorpsi. Pada penelitian ini, luas permukaan dan porositas bahan karbon aktif serpihan kayu kayu putih yang dihasilkan dari aktivasi uap pada suhu yang berbeda diselidiki dan ditunjukkan pada Tabel 3. Dapat dilihat bahwa luas permukaan BET dan volume mikropori meningkat dengan meningkatnya suhu langkah aktivasi uap dari 500 hingga 700 °C. Hal ini menunjukkan bahwa peningkatan suhu aktivasi uap meningkatkan perkembangan pori-pori dan menciptakan pori-pori baru.

Hal ini disebabkan degradasi termal yang lebih luas dari karbon permukaan pada arang serpih kayu ekaliptus seiring dengan oksidasi parsial oleh uap sebagai akibat dari suhu aktivasi yang lebih tinggi. Kesimpulan ini didukung oleh hasil analisis Raman dan XRD. Selain itu, dapat dilihat bahwa kandungan pori-pori dengan dimensi pada kisaran mesopori dan makropori (17 dan 3000 ) juga meningkat dengan meningkatnya suhu aktivasi uap. 

Ini mungkin hasil dari mikropori baru yang dibuat dan pori-pori mikro yang ada diperbesar karena dinding di antara pori-pori runtuh oleh aksi uap, yang mengubahnya menjadi mesopori dan makropori. Peningkatan porositas yang dicapai dengan meningkatnya suhu aktivasi uap (500-700 °C) disebabkan oleh laju difusi molekul air yang lebih tinggi ke bagian dalam struktur arang, yang mengembangkan jaringan pori yang luas dengan oksidasi uap parsial. Selain itu, beberapa karbon permukaan didekomposisi ke tingkat yang lebih tinggi oleh degradasi termal dengan meningkatnya suhu aktivasi.

Morfologi dengan memindai mikroskop elektron

Gambar SEM dari produk karbon aktif serpih kayu ekaliptus mentah dan produk karbon aktif serpih kayu putih yang disiapkan pada suhu 500–700 °C ditunjukkan pada Gambar 5. Untuk serpih kayu mentah kayu putih, gambar SEM (Gbr. 5a) dengan jelas menunjukkan tekstur padat, struktur tidak beraturan dengan beberapa pori-pori besar, dan partikel besar di permukaannya. Namun, bahan karbon aktif juga dengan jelas menunjukkan struktur tabung besar yang dipasang di dinding dengan kandungan partikel lembaran yang sangat rendah setelah aktivasi karbonisasi-uap (Gbr. 5b-d). 

Selanjutnya dapat dilihat bahwa jumlah partikel lembaran pada permukaan produk karbon aktif berkurang dengan meningkatnya suhu aktivasi uap dari 500 menjadi 700 °C. Dalam kasus karbon aktif yang dibuat dengan aktivasi uap pada 500 °C, dapat dilihat bahwa struktur tabung terhalang oleh sejumlah besar partikel lembaran. Namun, jumlah partikel lembaran yang ada pada permukaan bahan karbon yang dibuat dengan aktivasi uap pada 600 °C berkurang, dan struktur tabung menjadi tidak terhalang sebagian.

Selain itu, beberapa dinding struktur tabung retak. Selanjutnya, permukaan struktur tabung karbon aktif yang dibuat dengan aktivasi uap pada 700 °C menunjukkan jumlah partikel lembaran yang sangat rendah. Hal ini karena abu dan karbon tidak teratur, yang terbentuk dari dekomposisi bahan organik dan menyumbat pori-pori dan struktur tabung selama karbonisasi, tersapu oleh uap18 atau terbakar setelah aktivasi uap. Hal ini menyebabkan permukaan karbon aktif menjadi halus, berkerut, dan menunjukkan lubang terbuka. Hasil ini mengkonfirmasi hasil penyelidikan sifat permukaan. Selain itu, karbon aktif kukus serpihan kayu kayu putih terutama terdiri dari struktur tabung, yang seharusnya meningkatkan kecepatan difusi cairan untuk proses adsorpsi.

Jumlah karbon aktif yodium dan metilen biru

Bilangan iodin dan bilangan biru metilen dianggap sebagai ukuran kemampuan adsorpsi bahan karbon aktif dan masing-masing mewakili jumlah mikropori dan mesopori19. Dalam karya ini, diamati bahwa semua bahan karbon aktif uap menunjukkan angka biru metilen yang rendah dibandingkan dengan angka yodium (Tabel 4). Hal ini menunjukkan bahwa semua bahan karbon aktif mengandung jumlah mikropori yang tinggi dengan jumlah mesopori yang rendah, yang cocok untuk adsorpsi partikel kecil dan beberapa bahan organik besar juga. 

Selanjutnya, kedua angka meningkat dengan meningkatnya suhu aktivasi uap. Hal ini menunjukkan bahwa luas permukaan dan volume pori bahan karbon aktif uap keduanya meningkat dengan meningkatnya suhu aktivasi uap, yang sejalan dengan hasil penyelidikan sifat permukaan dan SEM. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa aktivasi uap berkontribusi terhadap pembentukan pori mikro dan mesopori pada bahan karbon aktif uap.

Dalam karya ini, nilai bilangan iodin bahan karbon aktif uap, yang disiapkan pada suhu aktivasi uap 600 °C dan 700 °C, lebih tinggi dari nilai standar industri Thailand, yang menetapkan nilai minimal 600 mg/g20.

Kesimpulan

Produksi karbon aktif dari serpihan kayu kayu putih dengan aktivasi uap di tanur putar intermiten batch 2000 kg dengan proses aktivasi karbonisasi-uap terus menerus diselidiki. Pengaruh suhu aktivasi uap 500 °C sampai 700 °C diselidiki dan terbukti dapat meningkatkan sifat produk karbon aktif untuk proses adsorpsi. Produk menunjukkan kandungan karbon tetap yang tinggi dan kandungan abu yang sangat rendah. Persentase hasil bahan karbon aktif yang diproduksi pada kisaran suhu aktivasi 500 °C hingga 700 °C adalah 21,63 ± 1,52%–31,79 ± 0,70% (432,6–635,8 kg), yang cukup untuk setiap produksi batch. 

Aktivasi uap juga telah menciptakan beberapa oksigen yang mengandung gugus fungsi permukaan dan mikropori-mesopori, yang menyediakan permukaan aktif untuk perlekatan polutan organik pada permukaan produk karbon aktif. Proses aktivasi juga meningkatkan luas permukaan dan volume pori dari bahan karbon yang dihasilkan. Selain itu, uap juga melarutkan abu dan karbon tidak teratur dari karbon aktif selama aktivasi uap. Akibatnya, bahan karbon aktif yang terbentuk pada suhu aktivasi 600 °C dan 700 °C menunjukkan angka yodium yang lebih tinggi daripada nilai yang ditetapkan oleh standar industri Thailand, yang berarti dapat diproduksi secara komersial. Namun, produk karbon aktif dari serpihan kayu kayu putih yang dibuat dengan proses aktivasi karbonisasi-uap secara terus menerus dalam penelitian ini perlu dikembangkan lebih lanjut untuk meningkatkan sifat adsorpsinya.

Bahan dan metode

Serpihan kayu eukaliptus yang dikeringkan dengan sinar matahari (Gbr. 6a) tanpa kulit (ukuran 25 mm × 37,5 mm × 5 mm) dikumpulkan dari pabrik kayu di Provinsi Chaiyaphum, Thailand. Sebuah massa 2000 kg serpihan kayu kayu putih (sekitar 40% dari kapasitas kiln) dimuat ke dalam rotary kiln (diameter 2,6 m dan panjang 6,6 m (Gbr. 6c) dengan ban berjalan (Gbr. 6b) diikuti dengan sistem fan blowing.Kemudian, rotary kiln ditutup dan serpihan kayu dibakar dalam tungku kayu di bawah rotary kiln (Gbr. 6d) dengan kecepatan putaran kiln 0,25 rpm.Suhu dalam reaktor kiln diukur dengan dua termokopel yang terletak di bagian depan dan ujung kiln (Gbr. 6e). 

Laju pemanasan adalah 2,5 °C/menit sampai suhu yang diinginkan (500 °C, 600 °C, dan 700 °C) tercapai. Setelah itu, aktivasi uap terus menerus dilakukan dengan memasukkan uap dari boiler (ukuran kapasitas 1500 kg) ke dalam kiln pada tekanan tidak lebih dari 3 bar selama sekitar 2 jam menggunakan rasio berat 1:1 uap: serpihan kayu mentah. produk meninggalkan reaktor melalui pipa knalpot dengan diameter 25 mm (Gbr. 6f) dan dibiarkan keluar ke atmosfer setelah melewati co ndenser dan pemisah cair-gas. Setelah aktivasi uap pada suhu yang diinginkan selama 2 jam, tungku kayu dan uap dimatikan dan kiln dibiarkan dingin semalaman. Bahan karbon aktif dikeluarkan dari kiln dan digiling untuk karakterisasi.

LAYANAN ADY WATER

Jual zeolit untuk filter air jenis Batu, Pasir, dan Tepung. Kemasan zeolit per karung 20 kilogram dan eceran 4 kilogram. Sudah suplai zeolit ke industri Food and Beverage, berbagai BUMN, kebutuhan softener (Pelunak Air / Pengurang Kesadahan Air) rumah tangga. Ready Stock, kemampuan suplai hingga puluhan ton rutin per bulan

Jual karbon aktif dengan merek import: HAYCARB, JACOBI, CALGON, dan NORIT. Merek karbon aktif lokal: KARBON AKTIF ADY WATER. Kemasan karbon aktif 25 kg per karung untuk karbon import, untuk karbon lokal 25 kg per karung dan 20 kg per karung. Menyediakan karbon aktif lokal eceran kiloan, untuk import tidak eceran. Fungsi karbon aktif untuk filter air bersih, filter air minum, filter air aquarium, filter air kolam, filter air proses industri, filter air lingkungan, dekolorisasi, gula rafinasi, pemulihan emas (gold recovery), menghilangkan klorin, bau pada air, dll.

Nomor WA Sales Yang Mudah Dihubungi

Senang dapat membantu Anda, Semoga kami dapat segera menyelesaikan masalah air yang sedang Anda hadapi. Terimakasih

1. Ghani 0821 2742 4060

2. Yanuar 0812 2165 4304

3. Rusmana 0821 2742 3050

4. Fajri 0821 4000 2080

5. Kartiko 0812 2445 1004

6. Andri 0812 1121 7411

Alamat kantor/gudang Ady Water yang bisa dikunjungi langsung. 

Silahkan Bapak/Ibu mengunjungi alamat kantor/gudang kami. Kami akan melayani Anda dengan senang hati dan semoga dapat membantu masalah air yang sedang Anda hadapi. 

1. Alamat Bandung:

Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194

2. Alamat Jakarta Timur

Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830

3. Alamat Jakarta Barat

Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480

Katalog Ady Water

http://bit.ly/KatalogAdyWater