Karbon aktif

Karbon aktif, atau sering juga disebut sebagai arang aktif, adalah suatu jenis karbon yang memiliki luas permukaan yang sangat besar. Hal ini bisa dicapai dengan mengaktifkan karbon atau arang tersebut. Hanya dengan satu gram dari karbon aktif, akan didapatkan suatu material yang memiliki luas permukaan kira-kira sebesar 500 m² (didapat dari pengukuran adsorpsi gas nitrogen).^[1] Biasanya pengaktifan hanya bertujuan untuk memperbesar luas permukaannya saja, tetapi beberapa usaha juga berkaitan dengan meningkatkan kemampuan adsorpsi karbon aktif itu sendiri.

Karbon aktif adalah karbon padat yang memiliki luas permukaan yang cukup tinggi berkisar antara 100 sampai dengan 2.000 m²/g. Bahkan ada peneliti yang mengklaim luas permukaan karbon aktif yang dikembangkan memiliki luas permukaan melebihi 3.000 m²/g.^[2] Bisa dibayangkan dalam setiap gram zat ini mengandung luas permukaan puluhan kali luasan lapangan sepak bola. Hal ini dikarenakan zat ini memiliki pori-pori yang sangat kompleks yang berkisar dari ukuran mikro dibawah 20 A (Angstrom), ukuran meso antara 20–50 A dan ukuran makro yang melebihi 500 A (pembagian ukuran pori berdasarkan IUPAC). Sehingga luas permukaan di sini lebih dimaksudkan luas permukaan internal yang diakibatkan dari adanya pori-pori yang berukuran sangat kecil. Karena memiliki luas permukaan yang sangat besar, maka karbon aktif sangat cocok digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan luas kontak yang besar seperti pada bidang adsorpsi (penyerapan), dan pada bidang reaksi dan katalisis.

Contoh yang mudah dari karbon aktif adalah yang banyak dikenal dengan sebutan norit yang digunakan untuk mengatasi gangguan pencernaan. Prinsip kerja norit adalah ketika masuk kedalam perut dia akan mampu menjerat bahan-bahan racun dan berbahaya yang menyebabkan gangguan pencernaan. Kemudian menyimpannya di dalam permukaan porinya sehingga nantinya keluar nantinya bersama tinja. Secara umum karbon aktif ini dibuat dari bahan dasar batu bara dan biomasa. Intinya bahan dasar pembuat karbon aktif haruslah mengandung unsur karbon yang besar.

Karbon aktif digunakan dalam penyimpanan hidrogen dan metana, pemurnian udara, pemulihan pelarut, dekafeinasi, pemurnian emas,ekstraksi logam, pemurnian air, obat-obatan, pengolahan limbah, filter udara pada respirator, filter pada udara terkompresi, pemutihan gigi, produksi hidrogen klorida, dan masih banyak lagi.^[3][4]

Di masa ini, karbon aktif yang berasal dari biomasa banyak dikembangkan para peneliti karena bersumber dari bahan yang terbarukan dan lebih murah. Bahkan karbon aktif dapat dibuat dari limbah biomasa seperti kulit kacang-kacangan, limbah padat pengepresan biji-bijian, ampas, kulit buah dan lain sebagainya. Proses pembuatan arang aktif dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu:

1. Pengaktifan secara fisika Pengaktifan secara fisika dilakukan dengan cara memanaskan bahan baku pada suhu yang cukup tinggi (600–900 °C) pada kondisi miskin udara (oksigen), kemudian pada suhu tinggi tersebut dialirkan media pengaktif seperti uap air dan CO₂.
2. Pengaktifan kimiawi Bahan baku sebelum dipanaskan dicampur dengan bahan kimia tertentu seperti KOH, NaOH, K₂CO₃ dan lain sebagainya.^[5] Biasanya pengaktifan secara kimiawi tidak membutuhkan suhu tinggi seperti pada pengaktifan secara fisis, tetapi diperlukan tahap pencucian setelah diaktifkan untuk membuang sisa-sisa bahan kimia yang dipakai.

Sekarang ini telah dikembangkan penggabungan antara metode fisika dan kimia untuk mendapatkan sekaligus kelebihan dari kedua tipe pengaktifan tersebut.

1. ^ "Wayback Machine". web.archive.org. 2012-06-19. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2012-06-19. Diakses tanggal 2021-09-25. 
2. ^ Dillon, Edward C; Wilton, John H; Barlow, Jared C; Watson, William A (1989-05). "Large surface area activated charcoal and the inhibition of aspirin absorption". Annals of Emergency Medicine. 18 (5): 547–552. doi:10.1016/s0196-0644(89)80841-8. ISSN 0196-0644.  Periksa nilai tanggal di: |date= (bantuan)
3. ^ "APS -APS March Meeting 2012 - Event - Activated carbon monoliths for methane storage". Bulletin of the American Physical Society. American Physical Society. Volume 57, Number 1. 
4. ^ "APS -APS March Meeting 2013 - Event - Adsorbed Methane Film Properties in Nanoporous Carbon Monoliths". Bulletin of the American Physical Society. American Physical Society. Volume 58, Number 1. 
5. ^ Romanos J, Beckner M, Rash T, Firlej L, Kuchta B, Yu P, Suppes G, Wexler C, Pfeifer P. (2011). "Nanospace engineering of KOH activated carbon". iopscience. Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)