PENGARUH DOPING SULFUR PADA KARAKTERISTIK KARBON BERPORI DARI LIMBAH KAYU MAHONI UNTUK APLIKASI PENANGKAP KARBON DIOKSIDA

Abdul Lathif, Shofwah Rihadatul Aisy, Budi Adiperdana, Ayi Bahtiar

Abstrak


Emisi karbon dioksida (CO2) menjadi salah satu penyumbang utama pemanasan global, perubahan iklim, serta dapat berdampak pada gangguan sistem pernapasan manusia. Penangkapan karbon adalah metode yang berperan penting dalam mengurangi emisi gas CO2 karena tersedia secara luas, porositas yang tinggi, fisikokimia yang tinggi, sintesis sederhana dan bermiaya murah, serta tidak menghasilkan polutan. Dalam penelitian ini, disintesis karbon berpori yang didoping atom sulfur (S) yang berasal dari limbah kayu mahoni menggunakan metode one step carbonization, dimana proses aktivasi dan doping pada sampel dilakukan secara sekaligus masing-masing menggunakan KOH sebagai aktivator dan sodium tiosulfat (Na2S2O3) sebagai sumber doping S. Variasi massa dari komposisi biomassa:KOH:sodium tiosulfat yang dilakukan adalah (1:1:0), (1:1:0,5) dan (1:1:1), yang berturut-turut diberi nama CS-0, CS-0,5 dan CS-1. Hasil EDS menunjukkan bahwa doping atom S telah berhasil dilakukan pada karbon berpori yang ditandai dengan terukurnya kandungan persen atomik dari S pada sampel CS-0,5 dan CS-1, masing-masing sebesar 11,57% dan 33,46%. Hasil FTIR juga menunjukkan adanya gugus fungsi C=S pada bilangan gelombang 1080 cm-1. Hasil pengukuran BET menunjukkan bahwa sampel CS-0,5 memiliki luas permukaan dan volume total pori sebesar 385,814 m2/g dan 0,425 cm3/g, yang lebih tinggi jika dibandingkan karbon tanpa doping (CS-0). Doping S yang tinggi pada sampel CS-1 mengakibatkan pori-pori tertutup oleh atom S sebagaimana hasil dari foto SEM, dan juga ditunjukkan oleh luas permukaan dan volume total pori yang rendah, yaitu 115,235 m2/g dan 0,200 cm3/g. Dengan demikian sampel CS-0,5 dengan rasio raw material:KOH:sodium tiosulfat (1:1:0,5)  memiliki potensi paling tinggi sebagai material karbon berpori untuk aplikasi penangkap karbon dioksida.

Teks Lengkap:

PDF

Referensi


Y. Li, T. Zhang, Y. Wang, and B. Wang, “Transformation of waste cornstalk into versatile porous carbon adsorbent for selective CO2 capture and efficient methanol adsorption,” J. Environ. Chem. Eng., vol. 9, no. 5, (2021), p. 106149, doi: 10.1016/j.jece.2021.106149.

G. Nazir, A. Rehman, and S. J. Park, “Role of heteroatoms (nitrogen and sulfur)-dual doped corn-starch based porous carbons for selective CO2 adsorption and separation,” J. CO2 Util., vol. 51, (2021), p. 101641, doi: 10.1016/j.jcou.2021.101641.

C. Ma, T. Lu, J. Shao, J. Huang, X. Hu, and L. Wang, “Biomass derived nitrogen and sulfur co-doped porous carbons for efficient CO2 adsorption,” Sep. Purif. Technol., vol. 281, (2022), p. 119899, doi: 10.1016/j.seppur.2021.119899.

W. Shi, J. Yu, H. Liu, D. Gao, A. Yuan, and B. Chang, “Hierarchically nanoporous carbon for CO2 capture and separation: Roles of morphology, porosity, and surface chemistry,” ACS Appl. Nano Mater., vol. 6, no. 9 (2023), pp. 7887–7900, doi: 10.1021/acsanm.3c01040.

D. Saha, G. Orkoulas, and D. Bates, “One-step synthesis of sulfur-doped nanoporous carbons from lignin with ultra-high surface area, sulfur content and CO2 adsorption capacity,” Materials, vol. 16, no. 1, (2023), p. 455, doi: 10.3390/ma16010455.

E. Handoyo, Y. Andriani, L. Rosmayati, A. Chairuna, dan E. Suhendi, “Optimalisasi metode aktivasi adsorben karbon aktif dengan sulfur, tembaga, sulfida, dan seng klorida serta uji kapasitas adsorpsi dengan variasi kondisi saturasi gas alam,” J. LPGM., vol. 54, no. 3 (2020), doi.org/10.29017/LPMGB.54.3.570

F. Aryani dan F. Mardiana, “Aplikasi metode aktivasi fisika dan aktivasi kimia pada pembuatan arang aktif dari tempurung kelapa (Cocos nucifera L),” Indones. J. Labor., vol. 1, no. 2, (2019), pp. 16–20, doi.org/10.22146/ijl.v1i2.447431

J. Bai, J. Huang, Q. Yu, M. Demir, F.H. Gecit, B.N. Altay, L. Wang and X. Hu, “One-pot synthesis of self S-doped porous carbon for efficient CO2 adsorption,“ Fuel Process. Technol., vol. 244, (2023), p. 244, doi.org/10.1016/j.fuproc.2023.107700.

O. Nurhilal, Q. B. Salam, S. Hidayat dan Risdiana, “Pengaruh kalsinasi terhadap pembentukan porositas arang aktif dari limbah eceng gondok,“ Pros. Sem. Nas. Fisika (e-Journal), vol. 10, no. 1, (2022), p. FA-7. doi.org/10.21009/03.SNF2022.01.FA.02.




DOI: https://doi.org/10.24198/jme.v14i2.52859

Refbacks

  • Saat ini tidak ada refbacks.


##submission.copyrightStatement##

Jurnal Terindeks Oleh:
          
 
Statistik Kunjungan :