Sintesis Karbon Aktif Sabut Pinang Lokal (Areca catechu) Sebagai Adsorben Ciprofloxacin

Abstract

Ciprofloxacin (CIP) contamination in aquatic environments due to pharmaceutical waste poses a risk of antimicrobial resistance and ecosystem degradation. This study aimed to synthesize activated carbon from local areca nut (Areca catechu) husk as a CIP adsorbent. The synthesis process involved carbonization at temperatures of 200 °C, 300 °C, and 400 °C, followed by chemical activation using H₂SO₄. The resulting materials were characterized using X-Ray Diffraction (XRD) to determine crystallite size, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) to identify functional groups, and Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive X-ray (SEM-EDX) to analyze surface morphology and elemental composition. The XRD results showed that the crystallite size of activated carbon at 400 °C (KASP 400 °C) was 0.377 nm. FTIR analysis confirmed the presence of functional groups such as O–H, C–H, C=C, C=O, and C–O, which contribute to the adsorption process. SEM analysis revealed the formation of irregular pores on the carbon surface. Adsorption tests for ciprofloxacin were carried out by varying contact time, pH, and concentration. The optimum conditions were found at 120 minutes of contact time with an adsorption efficiency of 92.49%, at pH 7 with 92.95%, and at a concentration of 75 ppm with 94.60%, using 0.04 grams of adsorbent. The adsorption data fitted best with the Freundlich isotherm model, with the highest R² value of 0.9741 for KSP 400 °C and 0.8835 for KASP 400 °C, indicating multilayer adsorption on a heterogeneous surface. These results suggest that activated carbon derived from areca nut husk, particularly at 400 °C, is a promising adsorbent for ciprofloxacin removal in water treatment applications.

Kontaminasi ciprofloxacin (CIP) di lingkungan perairan akibat limbah farmasi dan penggunaan pada hewan dan manusia menimbulkan risiko resistensi antimikroba dan degradasi ekosistem. Penelitian ini bertujuan untuk menyintesis karbon aktif dari sabut pinang lokal (Areca catechu) sebagai adsorben CIP. Proses sintesis dilakukan melalui tahapan karbonisasi pada suhu 200 °C, 300 °C, dan 400 °C, serta aktivasi kimia menggunakan H₂SO₄. Karakterisasi material dilakukan menggunakan XRD untuk mengetahui ukuran kristalit, FTIR untuk mengidentifikasi gugus fungsi, dan SEM-EDX untuk melihat morfologi serta komposisi unsur. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa ukuran kristalit KASP (400 °C) adalah 0,45 nm, dengan morfologi permukaan berpori yang tidak teratur, serta terdapat gugus fungsi O–H, C–H, C=C, C=O, dan C–O yang mendukung proses adsorpsi. Uji adsorpsi (CIP) dilakukan dengan memvariasikan waktu kontak, pH, dan konsentrasi. Hasil terbaik diperoleh pada waktu kontak 120 menit dengan efisiensi adsorpsi mencapai 92,49%, pada pH 7 sebesar 92,95%, dan pada konsentrasi 75 ppm sebesar 94,60% dengan massa adsorben 0,04 gram. Model isoterm adsorpsi menunjukkan bahwa proses adsorpsi mengikuti model Freundlich dengan nilai R² tertinggi pada KSP 400 °C sebesar 0,9741 dan KASP 400 °C sebesar 0,9187, yang menunjukkan bahwa adsorpsi berlangsung secara multilayer pada permukaan yang heterogen. Penelitian ini menunjukkan bahwa karbon aktif dari sabut pinang lokal, khususnya pada suhu aktivasi 400 °C, berpotensi tinggi sebagai adsorben untuk CIP.