HIDRORENGKAH SELULOSA DENGAN KATALIS Ni/MORDENIT DAN KAJIAN KINETIKA PEMBENTUKAN PRODUK CAIR

DESINTA DWI R., Prof. Dra. Wega Trisunaryanti, M.S., Ph.D. Eng.; Prof. Dr. Triyono, S.U.

2017 | Skripsi | S1 KIMIA

Telah dilakukan hidrorengkah selulosa dengan katalis Ni/Mordenit (Ni/MOR) serta kajian kinetika pembentukan produk cair yang dihasilkan. Hidorengkah dilakukan dalam reaktor semi-batch yang dialiri gas H2 dengan laju alir 30 mL/menit. Katalis dibuat dengan metode impregnasi basah dari prekursor NiCl2.6H2O dan mordenit yang dilarutkan dalam metanol dan dilakukan filtrasi, pengeringan, kalsinasi, dan reduksi. Uji keasaman secara kualitatif dianalisis dengan Spectrometer Infra-Red (IR) dan secara kuantitatif dengan metode gravimetri. Kristalinitas, morfologi, dan kandungan logam dianalisis dengan X-Ray Diffractometer (XRD), Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-Ray Spectrometer (SEM-EDX) dan Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS). Uji aktivitas katalis mordenit dan Ni/MOR dilakukan pada temperatur 400, 450 dan 500 ºC, serta secara termal dilakukan pada 450 ºC. Kajian kinetika pembentukan produk cair dilakukan dengan variasi waktu 30, 60, 90, dan 120 menit. Katalis Ni/MOR yang dihasilkan memiliki situs asam total yang lebih besar yaitu 6,95 mmol g-1, dibandingkan situs asam total mordenit yaitu 2,50 mmol g-1. Pengembanan logam Ni dalam mordenit tidak merusak struktur dan kristalinitas material awal. Keberadaan logam Ni dalam Ni/MOR diketahui secara kualitatif dengan munculnya puncak Ni dalam spektra EDX, dan secara kuantitatif dengan analisis AAS yaitu sebesar 0,32% (b/b). Hidrorengkah selulosa dengan katalis mordenit dan Ni/MOR menghasilkan produk cair optimum pada temperatur 450 ºC yaitu 47,36% dan 56,62%, dan secara termal sebesar 28,87%. Kinetika pembentukan produk cair pada temperatur optimum mengikuti reaksi orde pertama dengan konstanta laju (kc) 0,018 menit-1 menggunakan Ni/MOR dan 0,005 menit-1 menggunakan mordenit.

Hydrocracking of cellulose has been conducted using Ni/Mordenite (Ni/MOR) catalyst and kinetic studies of liquid product formation has been performed in a semi-batch reactor with hydrogen flow (30 mL/min). The catalyst was prepared using wet impregnation method with NiCl2.6H2O and mordenite precursors which dissolved in methanol and carried out filtration, drying, calcination, and reduction. The acidity of catalysts was analyzed qualitatively using Spectrometer Infra-Red (IR), and quantitatively using gravimetry method. The crystallinity, morphology, and metal content were analyzed using X-Ray Diffractometer (XRD), Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-Ray Spectrometer (SEM-EDX) and Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS). Activity of mordenit and Ni/MOR catalysts were measured at temperatures of 400, 450 and 500 ºC, and thermal hydrocracking was carried out at 450 ºC. Kinetic study of liquid product formation was carried out with variations of time 30, 60, 90, and 120 minutes. The Ni/MOR catalyst has total acid site of 6.95 mmol g-1, larger than the mordenite acid site of 2.50 mmol g-1. The Ni metal impregnated on mordenite did not damage the crystallinity of the starting material. The presence of Ni metal in Ni/MOR was determined qualitatively with the appearance of Ni peaks in the EDX spectra, and quantitatively by AAS analysis of 0.32 wt. %. Cellulose hydrocracking produced the optimum liquid product at temperature 450 ºC using mordenite and Ni/MOR catalysts were 47,36 wt. % and 56,62 wt. %, and thermal hydrocracking was 28,87 wt. %. The kinetics of liquid product formation performed at the optimum temperature followed the first order reaction with rate constant (kc) of 0.018 min-1 using Ni/MOR and 0.005 min-1 using mordenite.

Kata Kunci : hidrorengkah, selulosa, Ni, mordenit, kinetika