PENGARUH SELULOSA TERHADAP STRUKTUR KARBON ARANG BAGIAN I: PENGARUH SUHU KARBONISASI

Gustan Pari

Abstract


Tulisan ini mempelajari pengaruh selulosa terhadap struktur arang pada suhu karbonisasi yang berbeda. Arang dibuat dari hasil karbonisasi campuran simultan lignin dan selulosa dengan perbandingan 40 : 60. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh selulosa terhadap struktur arang pada suhu karbonisasi yang berbeda, yaitu 200 , 300 , 400 , 500 , 650 , 750 dan 850 C. Untuk mengetahui perubahan struktur arang yang terjadi dilakukan analisis dengan menggunakan FTIR (sinar infra merah), XRD (difraksi sinar X) dan SEM (mikroskop elektron). Hasil analisis XRD menunjukkan bahwa lebar lapisan aromatik (La) menurun dengan makin meningkatnya suhu karbonisasi, sedangkan untuk jarak antar lapisan aromatik (d) menurun dengan naiknya suhu sampai 850 C. Tinggi lapisan aromatik (L ), derajat kristalinitas (X) dan jumlah lapisan aromatik (N) meningkat dengan makin naiknya suhu karbonisasi. Spektrum FTIR menunjukkan antara suhu 500 - 750 C terjadi perubahan struktur kimia dari bahan baku secara nyata. Ikatan OH, dan C=C alifatik menurun dengan naiknya suhu, sedangkan struktur eter dan aromatik makin meningkat. Pada suhu 850 C arang yang dihasilkan mempunyai struktur aromatik yang permukaannya mempunyai gugus C-O-C dan C-H. Hasil analisis SEM menunjukkan bahwa jumlah dan diameter pori arang meningkat dengan makin naiknya suhu karbonisasi. Kualitas arang yang baik diperoleh pada suhu karbonisasi 850 C yang ditunjukkan oleh derajat kristalinitas sebesar 35,0%, tinggi lapisan aromatik 3,22 nm, lebar lapisan aromatik 9,18 nm, jumlah lapisan aromatik 9, jarak antar lapisan aromatik d(oo2)= 0,36 nm dan d(100)= 0,21 nm dengan diameter pori arang antara 2,0-2,3 mm. Arang ini mempunyai sifat keteraturan yang tertinggi, permukaannya bersifat sedikit polar, dengan struktur makropori.


Keywords


Campuran simulasi lignin dan selulosa, karbonisasi, instrumen skala nano, struktur kimia, perubahan.

References


Anonim, 2006. TAPPI T 17 m. Test Methode. Atlanta, Georgia.

Byrne C.E, Nagle D.C. (1997). Carbonized wood monolits-characterization. Carbon. 35 (2): 267-273.

Brandl, W., G. Marginean., V. Chirila, and W. Warschewski. 2004. Production and characterisation of vapour grown carbon Fiber/polypropylene composites. Carbon. 42 : 5-9.

Buekens, A., Keirsse, H., Schoeters, J and A. Verbeeck. 1985. Production of activated carbon from Euphorbia Tiraculli. Vrije Universiteit Brussel.

Ercin D, Yurum Y. (2003). Carbonisation of fir (Abies bornmulleriana) wood in an open pyrolysis system at 50 3000C. J Anal and Appl Pyrol. 67: 11-22.

Fengel, D and G. Wegener. 1995. Kayu: kimia, ultrastruktur, reaksi-reaksi. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.

Hayashi, J., T. Horikawa., I. Takeda., K. Muroyama, and F.N. Ani. 2002. Preparing activated carbon from various nutshells by chemical activation with K2CO3. Carbon 40: 2381-2386.

Huang B. Saka S. (2003). Photocatalytic Activity of TiO2 Crystallite-activated carbon composites prepared in supercritical isopropanol for the decomposition of formaldehyde. J. Wood Science. 49(1): 79-85.

Hiemenz, P.C. 1986. Polymer chemistry: The basic concepts. Marcel Dekker, Inc. New York (USA) - Basel (W. Germany).

Iguchi M. 1997. Practice of polymer X-ray diffraction (Short-course textbook). Bandung Institute of Technology, Bandung.

Jimenez A. Iglesias M.J. Defarge F.L. Ruiz I.S. (1999). Effect of the increase in temperature on the evolution of the physical and chemical structure of vitrinite. J Anal and Appl Pyrol. 50: 117-148.

Kercher A. Nagle D.C. (2003). Microstructural evolution during charcoal carbonization by X-ray diffraction analysis. Carbon 41: 15-27.

Kimura Y. Sato, T. Kaito C. (2004). Production and structural characterization of carbon soot with narrow UV absorption feature. Carbon. 42: 33-38.

Kubo, S., Uraki, Y and Y. Sano. Caralytic graphitization of hardwood acetic acid lignin with nickel acetate. J. Wood Science. 49 (2): 188-192.

Lopez, M.C.B., A.M. Alonso, and J.M.D. Tascon. 2000. N2 and CO2 adsorption on activated carbon fibers prepared from nomex chars. Carbon 38: 1177-1182.

Menendez J.A. Menendez E.M. Iglesias M.J. Garcia A. Pis J.J. (1999). Modification of the surface shemistry of active carbons by means of microwave induced treatments. Carbon. 37: 1115-1121.

Novicio L.P. Hata T. Kajimoto T. Imamura Y. Ishihara S. (1998). Removal of mercury from aqueous solutions of mercuric chloride using wood powder carbonized at high temperature. J. Wood Research. No 85: 48-55.

Ota, M. and H. M. Mozammel (2003). Chemical kinetics of Japanese cedar, cypress, fir and spruce and characterization of charcoal. J. Wood Science. 49 (1): 248-254.

Pearle, I.A. 1967. The chemistry of lignin. Marcel Dekker, Inc. New York (USA).

Pari,G., Sofyan, K., Syafii, W., Buchari dan H. Yamamoto. 2006. Kajian struktur arang dari lignin. Jurnal Penelitian Hasil Hutan 24 (1): 9-20.

Puziy, A.M., Poddubnaya, O.I., Alonso, A.M., Garcia, F.S. and J.M.D. Tascon. 2003. Synthetic Carbons Activated with Phosphoric Acid III. Carbons Prepared in Air. Carbon. 41: 1181-1191.

Serrano, V.G., Villegas, J.P., Florindo, A.P., Valle, C.D and C.V Calahorro. 1996. FT- IR Study of Rockrose and of Char and Activated Carbon. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 36: 71-80.

Schukin L.I., Kornnievich M.V. Vartapetjan R.S. Beznisko. S.I. (2002). Low temperature plasma oxidation of activated carbons. Carbon. 40:2021-2040.

Sjostrom, E. 1995. Kimia Kayu. Dasar-dasar dan penggunaan. Penerbit : Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.

Sugamoto, K., Matsushita, Y. and T. Matsui. 2003. Preparation and Analysis of Carbonization Products Prepared from Sugi (Cryptomeria japonica D. Don) Wood. Proceedings of The IAWPS 2003. International Conference on Forest Products Better Utilization of Wood for Human, Erath and Future. Daejeon, Korea.

Yoon, S.H., C.W. Park., H. Yang., Y. Korai., I. Mochida., R.T.K. Baker and N.M. Rodriguez. 2004. Novel carbon nanofibers of high graphitization as anodic materials for lithium ion secondary batteries. Carbon 42: 21-32.




DOI: https://doi.org/10.20886/jphh.2011.29.1.33-45

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


JURNAL PENELITIAN HASIL HUTAN INDEXED BY:

More...


Copyright © 2015 | Jurnal Penelitian Hasil Hutan (JPHH, Journal of Forest Products Research)
eISSN : 2442-8957, pISSN : 0216-4329
JPHH is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.