Optimasi Kondisi Adsorpsi Arang Aktif dari Kulit Pisang Kepok sebagai Adsorben Logam Pb melalui Sistem Kolom

Abstract

Pencemaran logam Pb di lingkungan merupakan salah satu masalah yang memerlukan penanganan efektif, salah satu metode yang dapat diterapkan adalah adsorpsi. Kulit pisang kepok merupakan limbah biomassa yang dapat dikonversi menjadi arang aktif untuk dijadikan sebagai adsorben logam Pb. Penelitian ini bertujuan menyintesis dan mencirikan arang aktif dari kulit pisang kepok dan mengoptimasi kondisi adsorpsi logam Pb pada sistem kolom. Arang aktif KOH 2 M ditetapkan sebagai adsorben terbaik dan hasil karakterisasi menunjukkan luas permukaan spesifik 12,028 m²/g dan diameter pori 5,414 nm. Optimasi kondisi adsorpsi menggunakan RSM dengan formulasi massa adsorben 0,6 g, laju alir 4,5 ml/menit dan konsentrasi awal 20 mg/L menunjukkan kapasitas adsorpsi maksimal 28,105 ± 0,4 mg/g. Kurva breakthrough kondisi optimum menunjukkan bentuk sigmoid dengan waktu breakthrough pada menit ke-104 dan waktu jenuh pada menit ke-290. Pemodelan kurva breakthrough menurut Thomas, Adam-Bohart, dan Yoon-Nelson menghasilkan nilai R2 urut sebesar 0,99; 0,89; dan 0,99.

Environmental pollution caused by heavy metal especially lead is a problem that requires effective management, one of the methods that can be implemented is adsorption. Kepok banana peels are type of biomass that can be converted into activated carbon for lead adsorbent. This study aimed to synthesize and characterize activated carbon from kepok banana peels and optimize lead adsorption conditions in column system. KOH 2 M activated carbon was determined to be the best adsorbent, showing a specific surface area of 12.028 m²/g and a pore diameter of 5.414 nm. Optimization of adsorption conditions using RSM with formulation of mass of adsorbent 0.6 g, flow rate 4.5 mL/min, and an initial concentration 20 mg/L exhibited maximum adsorption capacity of 28.105 ± 0.4 mg/g. The breakthrough curve under optimal conditions shows a sigmoid shape with a breakthrough time at 104 min and a saturation time at 290 min. Breakthrough curve modeling using Thomas, Adam-Bohart, and Yoon-Nelson methods shows R² of 0.99, 0.89, and 0.99, respectively.