Kapasitas penyerapan (adsorpsi) suatu karbon aktif bergantung pada parameter tertentu, salah satunya adalah aktivasi karbon aktif menggunakan bahan kimia. Proses aktivasi adalah proses pemanasan dengan jumlah oksigen yang sangat terbatas (pirolisis) terhadap karbon. Proses aktivasi ini menyebabkan terjadinya pelepasan hidrokarbon, tar, dan senyawa organik yang masih melekat pada karbon hasil karbonisasi.

Menurut Sontheimer (1985), pada proses aktivasi terjadi pembentukan pori-pori yang masih tertutup dan peningkatan ukuran serta jumlah pori-pori kecil yang telah terbentuk. Dengan demikian karbon aktif hasil aktivasi memiliki luas permukaan internal yang lebih besar. Karbon hasil aktivasi disebut juga dengan karbon aktif.

Proses aktivasi merupakan proses yang terpenting karena sangat menentukan kualitas karbon aktif yang dihasilkan baik luas area permukaan maupun daya adsorpsinya. Aktivasi kimia biasanya digunakan untuk bahan dasar yang mengandung selulosa dan menggabungkan antara tahap karbonisasi dan tahap aktivasi.

Zat kimia yang dapat mendehidrasi seperti phosforic acid (H3PO4) atau KOH ditambahkan pada bahan dasar pada temperatur yang telah dinaikan. Produk ini kemudian akan mengalami pirolisis termal yang mendegradasi selulosa lalu didinginkan dan terakhir agen aktivasinya diekstraksi. Aktivasi kimia ini bertujuan mengurangi pembentukan pengotor dan produk samping dengan cara merendam bahan mentah dalam senyawa kimia.

Menurut Yang dkk (2003), proses aktivasi kimia dilakukan pada temperatur 500 - 900oC dan activating agent yang digunakan bervariasi seperti phosphoric acid, zinc chloride, potassium sulfide, KOH dan NaOH.

Selain bahan kimia tersebut, bahan baku yang digunakan untuk proses aktivasi antara lain ZnCl2, HCl, H2SO4, CaCl2, K2S, NaCl, dan lain-lain. (Juliandini dan Trihadiningrum, 2008).

Arang aktif mengandung unsur selain karbon yang terikat secara kimiawi, yaitu hidrogen dan oksigen. Kedua unsur tersebut berasal dari bahan baku yang tertinggal akibat tidak sempurnanya karbonisasi atau dapat juga terjadi ikatan pada proses aktivasi. Adanya hidrogen dan oksigen mempunyai pengaruh yang besar pada sifat-sifat karbon aktif. Unsur unsur ini berkombinasi dengan unsur-unsur atom karbon membentuk gugus fungsional misalnya gugus karboksilat, gugus hidroksifenol, gugus kuinon tipe karbon, gugus normalakton, lakton tipe flueresence, asam karboksilat anhidrida, dan peroksida siklis.

Bila karbon aktif sudah jenuh dengan uap bahan kimia atau warna yang diserap, maka uap itu didorong keluar dengan uap pemanas, dikondensasi dan dikumpulkan lagi, atau warna yang diserap itu dapat dimusnahkan dan karbonnya dapat digunakan kembali. Contoh proses ini paling lama, dengan menggunakan karbon dekolorisasi yang disebut arang tulang (bone char), atau jelaga tulang (bone black). Bahan ini terdiri dari 10% karbon yang diendapkan diatas rangka trikalsium fosfat dan dibuat dari tulang yang sudah bebas lemak yang dikarbonisasi di dalam retor pada suhu 750 sampai 950oC. Suatu proses baru untuk regenerasi karbon aktif adalah suspensi atomisasi (atomized suspension) yang menyangkut pembuatan bubur dari serbuk karbon bekas pakai dengan air dan mengatomisasikan bubur itu di dalam ruang bebas oksigen dan memanaskannya sampai suhu diatas 650oC agar pengotor-pengotor yang terserap terpirolisis.

Proses aktivasi seng (II) klorida (ZnCl2) atau phosporic acid (H3PO4) yang ditambahkan pada bahan dasar karbon aktif pada temperatur yang telah dinaikkan dapat mendegradasi kandungan organik pada permukaan karbon aktif. Karbon aktif yang diproduksi dengan cara ini adalah karbon aktif serbuk dengan densitas rendah, tanpa proses khusus, mempunyai proporsi pori-pori kecil yang rendah, sehingga membuat kurang cocok digunakan pada proses penghilangan micropolutan dan zat-zat yang menyebabkan bau tidak sedap.

Masalah yang timbul jika menggunakan H3PO4 sebagai zat kimia yang dapat mendehidrasi adalah diperlukannya proses tambahan yaitu pencucian ion fospat terhadap karbon. Aktivasi kimiawi ini bertujuan mengurangi pembentukan pengotor dan produk samping dengan cara merendam bahan mentah (contoh: kayu) dalam senyawa aktivasi kimiawi, contohnya senyawa asam sulfat.
 
Top