Pembuatan Katalis Zn/Karbon Aktif (Zn/KA) Dan Uji Aktivitas Katalis Pada Sintesis 1,1-Diisobutoksiisobutana

FAUZI MUHAMMAD NOOR, Prof. Dr. Iip Izul Falah; Akhmad Syoufian, S.Si, Ph.D.

2017 | Skripsi | S1 KIMIA

Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan katalis Zn yang teremban pada karbon aktif (Zn/KA) yang memiliki daya adsorpsi, aktivitas katalitik dan selektivitas yang tinggi pada pembentukan 1,1-diisobutoksiisobutana. Kajian optimisasi parameter seperti massa katalis, temperatur konversi dan laju alir gas H2 dilakukan dengan metode Taguchi. Preparasi pengemban (karbon aktif) dilakukan dengan aktivasi secara fisika terhadap karbon pada temperatur 850 derajat C dengan aliran gas CO2, penghilangan kandungan pengotor organik maupun logam dengan aseton dan HCl 1,0 M. Preparasi katalis dilakukan dengan metode impregnasi basah menggunakan larutan garam prekursor ZnCl2 kemudian direduksi pada temperatur 650 derajat C dengan aliran gas H2. Kandungan logam pengotor permukaan karbon aktif dan logam Zn dikarakterisasi menggunakan metode AAS dan ICP. Penentuan keasaman katalis dilakukan dengan metode adsorpsi amonia (NH3). Pengujian aktivitas katalis dilakukan pada reaksi dehidrasi isobutanol dengan katalis Zn/KA dalam tanur listrik dengan variasi parameter massa katalis (5, 10, dan 15 g), temperatur konversi (500, 550, dan 600 derajat C) dan laju alir gas H2 (10, 14, dan 18 mL/menit). Produk reaksi dehidrasi dikarakterisasi menggunakan GC, GC-MS, 1H-NMR, dan 13C-NMR. Hasil analisis menunjukkan bahwa pencucian dengan aseton dan HCl 1,0 M dapat mengurangi kandungan pengotor organik maupun logam dalam karbon aktif. Hasil penentuan keasaman menunjukkan bahwa katalis Zn/KA memiliki keasaman yang lebih tinggi dibandingkan dengan karbon aktif berturut-turut sebesar 8,458 mmol/g dan 5,806 mmol/g. Persentase produk 1,1-diisobutoksiisobutana tertinggi sebesar 35,57% terjadi pada massa katalis 5 g, temperatur konversi 600 derajat C dan laju alir gas H2 18 mL/menit.

This research was conducted to produce Zn catalyst supported on activated carbon (Zn/AC) which has high adsorption ability, high catalytic activity and high selectivity on 1,1-diisobutoxyisobutane synthesis. Assessment of parameters optimization such as catalyst mass, conversion temperature and flow rate of H2 gas was conducted by Taguchi method. The support material (activated carbon) preparation was conducted by physically activating on carbon at 850 C degree with CO2 gas stream, removal of organic and metallic impurities with acetone and 1.0 M of HCl. The catalyst preparation was carried out by wet impregnation method using precursor salt solution ZnCl2 then reduced at 650 C degree with H2 gas stream. The metal impurities content on the surface of the activated carbon and Zn metal content are characterized using the AAS and ICP method. The determination of catalyst acidity was conducted by ammonia adsorption method and characterized by FT-IR. The catalyst activity test was performed on isobutanol dehydration reaction over Zn/AC catalyst in electric furnace with variation of parameters such as catalyst mass (5, 10, and 15 g), conversion temperature (500, 550, and 600 C degree) and flow rate of H2 gas (10, 14, and 18 mL/min). The product of dehydration reaction was characterized by GC, GC-MS, 1H-NMR and 13C-NMR. The results show that washing with acetone and 1.0 M of HCl can reduce the organic content and metal impurities on activated carbon. The result of acidity test showed that Zn/AC catalyst had higher acidity compared with activated carbon at 8.458 mmol/g and 5.806 mmol/g, respectively. The highest percentage of 1,1-diisobutoxyisobutane product was obtained at 35.57% under following conditions 5 g of catalyst mass, 600 Cdegree of conversion temperature and 18 mL/min of H2 gas flow rate.

Kata Kunci : 1,1-diisobutoksiisobutana, katalis Zn/KA, metode Taguchi