Laporkan Masalah

Preparasi, Karakterisasi, dan Aplikasi Katalis SO4/ZrO2 pada Konversi Etanol Menjadi Dietil Eter (DEE)

RENA SEPTIYANINGRUM, Prof. Dr.rer.nat. Karna Wijaya, M.Eng.; Prof. Dra. Wega Trisunaryanti, M.S., Ph.D., Eng.

2022 | Skripsi | S1 KIMIA

Preparasi, karakterisasi, dan aplikasi SO4/ZrO2 pada konversi etanol menjadi dietil eter (DEE) telah berhasil dilakukan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari preparasi dan karakterisasi katalis SO4/ZrO2 serta mengetahui aktivitas dan selektivitasnya pada reaksi dehidrasi etanol menjadi dietil eter. Katalis SO4/ZrO2 dipreparasi dengan metode impregnasi basah pada variasi konsentrasi 0,5; 1; dan 1,5 M H2SO4 terhadap ZrO2 menghasilkan sampel ZS-0,5; ZS-1; dan ZS-1,5. Katalis dengan total keasaman tertinggi dikalsinasi pada suhu 400, 500, dan 600 derajat Celcius, kemudian diuji lagi keasamannya untuk memperoleh total keasaman tertinggi. Katalis dikarakterisasi menggunakan spektrometer Fourier Transform Infrared (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope - Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX), Thermogravimetry and Differential Scanning Calorimeter (TGA-DSC), Surface Area Analyzer (SAA), dan dilakukan uji keasaman menggunakan metode gravimetri dengan uap amonia. Katalis dengan total keasaman tertinggi dan ZrO2 diuji aktivitas dan selektivitasnya pada proses konversi etanol menjadi dietil eter pada variasi suhu 175, 200, dan 225 derajat Celcius . Produk hasil dehidrasi etanol dianalisis menggunakan Gas Chromatography (GC). Hasil yang diperoleh menunjukkan nilai keasaman tertinggi dimiliki oleh katalis ZS-1,5 pada perlakuan variasi konsentrasi dan ZS-1,5-500 pada perlakuan variasi suhu kalsinasi, dengan perolehan nilai keasaman sebesar 1,984 mmol g^-1 dan 2,392 mmol g^-1. Hasil analisis menununjukkan katalis ZS-1,5-500 memiliki kristalinitas yang tinggi, kandungan zirkonia 55,1%; oksigen 44,3%; dan sulfur 0,6%, luas permukaan spesifik sebesar 9,738 m^2 g^-1, sistem mikropori dan mesopori dengan masing-masing diameter 0,898 nm dan 16,354 nm, serta pengurangan massa sebesar 8,37%. Katalis ZS-1,5-500 menunjukkan aktivitas dan selektivitas terbaik pada reaksi dehidrasi etanol menjadi dietil eter pada suhu 225 derajat Celcius, dengan perolehan hasil konversi etanol sebesar 49,85% (w/w) dan selektivitas DEE sebesar 1,62%.

The preparation, characterization, and application of SO4/ZrO2 catalyst for conversion of ethanol to diethyl ether was successfully conducted. This research was aimed to prepare and characterize SO4/ZrO2 and to study the activity and selectivity of the catalyst on the dehydration reaction of ethanol to diethyl ether. The SO4/ZrO2 catalyst was prepared by wet impregnation method at concentrations of 0.5; 1; and 1.5 M H2SO4 to ZrO2 resulted in a sample of ZS-0.5; ZS-1; and ZS-1,5. The catalyst with the highest total acidity was calcined at temperatures of 400, 500, and 600 degree Celcius, then tested for acidity to obtain the highest total acidity. The catalyst was characterized using a Fourier Transform Infrared (FTIR) spectrometer, X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX), Thermogravimetry and Differential Scanning Calorimeter (TGA-DSC), Surface Area Analyzer (SAA), and gravimetric acidity test with ammonia. The highest acidity of SO4/ZrO2 and ZrO2 catalyst were applied in the ethanol dehydration process to diethyl ether at various temperatures (175, 200, and 225 degree Celcius). The liquid product of diethyl ether was analyzed by gas chromatography (GC) to see the selectivity of the catalyst. The characterization results showed that the highest acidity value was owned by the catalyst ZS-1,5 in the various concentration treatment and ZS-1,5-500 in the various calcination temperature treatment, with the acidity values of 1,984 mmol g^-1 and 2,392 mmol g^-1. The analysis results show that the catalyst ZS-1,5-500 has high crystallinity, zirconia content is 55.1%; oxygen 44.3%; and sulfur 0.6%, specific surface area of 9.738 m^2 g^-1, microporous and mesoporous system with a diameter of 0.898 nm and 16.354 nm, and a mass reduction of 8.37%. The ZS-1,5-500 catalyst had the best activity and selectivity in the dehydration reaction of ethanol to diethyl ether at a temperature of 225 degree Celsius, with an ethanol conversion yield of 49.85% (w/w) and a DEE selectivity of 1.62%.

Kata Kunci : Asam, dehidrasi etanol, dietil eter, zirkonia tersulfatasi

  1. S1-2022-409487-abstract.pdf  
  2. S1-2022-409487-bibliography.pdf  
  3. S1-2022-409487-tableofcontent.pdf  
  4. S1-2022-409487-title.pdf